高考物理精品学案《电磁感应现象楞次定律》典型例题+高考真题推荐Word格式.docx

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B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向

C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动

小磁针的N极为直导线在该处产生磁场的方向，开关闭合后的瞬间，通过右边线圈的电流增大，在铁芯产生的磁场增大，通过左侧的线圈的磁通量增大，根据楞次定律可判断，直导线的电流从南流向北，再根据右手螺旋定则可判断，小磁针磁场方向垂直纸面向里，小磁针向里转动，选项A正确；

开关闭合并保持一段时间后，通过左侧的线圈磁通量不变，不会产生电磁感应现象，所以直导线无感应电流流过，小磁针不转动，选项B和C都错；

开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，通过左侧线圈的磁通量减小，直导线产生北流向南的电流，则小磁针向外转动，选项D正确。

正确答案：

AD

考点：

电磁感应现象，右手螺旋定则，难度中

【高考必考考点】

1、知道电磁感应现象以及产生感应电流的条件。

2．理解磁通量定义，理解磁通量的变化、变化率以及净磁通量的概念。

3．理解楞次定律的实质，能熟练运用楞次定律来分析电磁感应现象中感应电流的方向。

4．理解右手定则并能熟练运用该定则判断感应电流的的方向。

典型例题：

【典型】题型一对电磁感应现象的理解与判断

例1．图中能产生感应电流的是（　　）

答案：

B　

核心概念深入解读：

1．磁通量发生变化的三种常见情况

（1）磁场强弱不变，回路面积改变；

（2）回路面积不变，磁场强弱改变；

（3）回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。

2．判断感应电流的流程

（1）确定研究的回路。

（2）弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ。

（3）

练1、矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直。

若要在线圈中产生abcda方向的感应电流，可行的做法是（　　）

A．AB中电流I逐渐增大

B．AB中电流I先增大后减小

C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈

D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°

（俯视）

【典型】题型二应用楞次定律判断感应电流的方向

例2、长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图913所示。

在0～

时间内，直导线中电流向上。

则在

～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（　　）

A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左

B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右

C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右

D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左

在

～T时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确。

1．楞次定律中“阻碍”的含义

2．判断感应电流方向的两种方法

方法一　用楞次定律判断

方法二　用右手定则判断

该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。

判断时注意掌心、拇指、四指的方向：

（1）掌心——磁感线垂直穿入；

（2）拇指——指向导体运动的方向；

（3）四指——指向感应电流的方向。

练2、北半球地磁场的竖直分量向下。

如图914所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。

下列说法中正确的是（　　）

A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高

B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低

C．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→b→c→d→a

D．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→d→c→b→a

选C　线圈向东平动时，ab和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等，a点电势比b点电势低，A错；

同理，线圈向北平动，则a、b两点的电势相等，高于c、d两点的电势，B错；

以ab边为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C对，D错。

【典型】题型三一定律、三定则的综合应用

例3、（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）

A．向右加速运动B．向左加速运动

C．向右减速运动D．向左减速运动

【答案】BC

左、右手定则巧区分

（1）右手定则与左手定则的区别：

抓住“因果关系”才能无误，“因动而电”——用右手；

“因电而动”——用左手。

（2）使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。

“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；

“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。

左、右手定则规律比较

基本现象

定则或定律

运动电荷、电流产生磁场

安培定则

磁场对运动电荷、电流的作用力

左手定则

电磁

感应

部分导体切割磁感线运动

右手定则

闭合回路磁通量发生变化

楞次定律

练3、（多选）两根相互平行的金属导轨水平放置于图917所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。

当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是（　　）

A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C

B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D

C．磁场对导体棒CD的作用力向左

D．磁场对导体棒AB的作用力向左

【典型】题型四利用楞次定律的推论速解电磁感应问题

例4．（多选）如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　）

A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离

C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g

电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律，对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可有以下四种方式：

（1）阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。

（2）阻碍相对运动，即“来拒去留”。

（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。

（4）阻碍原电流的变化（自感现象），即“增反减同”。

练4、.如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中（　　）

A．有感应电流，且B被A吸引

B．无感应电流

C．可能有，也可能没有感应电流

D．有感应电流，且B被A排斥

【高考真题题组】

1.（2017·

全国卷Ⅰ）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。

为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。

无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；

出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（）

2.[多选]（2016·

全国卷Ⅱ）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。

铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。

圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。

圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）

A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动

C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

3．（2014·

全国卷Ⅰ）如图（a），线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（）

4．[多选]（2017·

全国卷Ⅱ）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。

边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。

已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。

线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。

下列说法正确的是（）

A．磁感应强度的大小为0.5T

B．导线框运动速度的大小为0.5m/s

C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D．在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N

5．[多选]（2016·

江苏高考）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。

下列说法正确的有（）

A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作

B．取走磁体，电吉他将不能正常工作

C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势

D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化

6、如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以

、与导线成60°

角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能。

7.如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为

，则

等于（）

A．1/2

B．

C．1

D．

8、如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。

在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。

在匀速运动过程中外力F做功

，磁场力对导体棒做功

，磁铁克服磁场力做功

，重力对磁铁做功

，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为

。

则

C．

9、如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。

当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。

已知bc边的长度为l。

下列判断正确的是

A．Ua>

Uc，金属框中无电流

B．Ub>

Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a

C．Ubc=-1/2Bl²

ω，金属框中无电流

D．Ubc=1/2Bl²

w，金属框中电流方向沿a-c-b-a

10、1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。

实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。

实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生磁场导致磁针转动

11、如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。

一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。

在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（）

A．PQ中电流先增大后减小

B．PQ两端电压先减小后增大

C．PQ上拉力的功率先减小后增大

D．线框消耗的电功率先减小后增大

12、利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。

IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路。

公交卡上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。

刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。

A．IC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池

B．仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作

C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，在线圈L中不会产生感应电流

D．IC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息

13、如图所示，abcd为水平放置的平行“

”形光滑金属导轨，间距为l。

导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。

已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成

角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。

A．电路中感应电动势的大小为

B．电路中感应电流的大小为

C．金属杆所受安培力的大小为

D．金属杆的热功率为

14、在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（　　）

A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

15、如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。

有一条形磁铁（N极朝上，S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是（　　）

A．总是顺时针

B．总是逆时针

C．先顺时针后逆时针

D．先逆时针后顺时针

16、很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。

一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。

让条形磁铁从静止开始下落。

条形磁铁在圆筒中的运动速率（　　）

A．均匀增大

B．先增大，后减小

C．逐渐增大，趋于不变

D．先增大，再减小，最后不变

17、如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（　　）

A．在P和Q中都做自由落体运动

B．在两个下落过程中的机械能都守恒

C．在P中的下落时间比在Q中的长

D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大

18、某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问

（1）线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？

（2）供电电流I是从C端还是D端流入？

求重物质量与电流的关系．

（3）若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？

19．（2016·

全国卷Ⅱ）如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。

t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。

t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。

杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。

重力加速度大小为g。

求

（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

（2）电阻的阻值。

20．（2016·

全国卷Ⅰ）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。

两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；

用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。

右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。

已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。

已知金属棒ab匀速下滑。

（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小；

（2）金属棒运动速度的大小。

【高考猜想题组】

1、如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（　　）

2、一种早期发电机原理示意图如图所示，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，线圈圆心为O点。

在磁极绕转轴匀速转动的过程中，当磁极与O点在同一条直线上时，穿过线圈的（　　）

A．磁通量最大，磁通量变化率最大

B．磁通量最大，磁通量变化率最小

C．磁通量最小，磁通量变化率最大

D．磁通量最小，磁通量变化率最小

3．经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上（如图所示），一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。

法拉第可观察到的现象有（　　）

A．当合上开关，A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原

B．只要A线圈中有电流，小磁针就会发生偏转

C．A线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大

D．当开关打开，A线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与A线圈接通电流瞬间完全相同的偏转

4、如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是（　　）

A．使匀强磁场均匀增大

B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°

C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°

D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动

5、多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”。

磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。

如图5所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路。

设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（　　）

A．回路中无感应电流

B．回路中形成持续的abcda流向的感应电流

C．回路中形成持续的adcba流向的感应电流

D．回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流

6、（多选）如图所示，一根长导线弯曲成“∏”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内。

在电流I增大的过程中，下列判断正确的是（　　）

A．金属环中无感应电流产生

B．金属环中有逆时针方向的感应电流

C．悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力

D．悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力

7．（多选）线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：

A向右平动，B向下平动，C绕轴转动（ad边向外转动角度θ≤90°

），D向上平动（D线圈有个缺口），判断线圈中有感应电流的是（　　）

8、如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：

把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。

两个同学迅速摇动AB这段“绳”。

假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北。

图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点。

下列说法正确的是（　　）

A．当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大

B．当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大

C．当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B

D．在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高

9．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。

D．先增大，再减小，最后不变

10、如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。

它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连。

当圆盘a转动时（　　）

A．圆盘b总是与a沿相同方向转动

B．圆盘b总是与a沿相反方向转动

C．若B1、B2同向，则a、b转向相同

D．若B1、B2反向，则a、b转向相同

11、如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（　　）

A．顺时针加速旋转

B．顺时针减速旋转

C．逆时针加速旋转

D．逆时针减速旋转

12.老师让学生观察一个物理小实验：

一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（　　）

A．磁铁插向左环，横杆发生转动

B．磁铁插向右环，横杆发生转动

C．把磁铁从左环中拔出，左环会跟着磁铁运动

D．把磁铁从右环中拔出，右环不会跟着磁铁运动

13、如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。

现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（　　）

A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大

B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小

C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小

D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大

14．（多选）如图