新高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)練習(xí)專題25 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律（2份打包，原卷版+解析版）

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2.會(huì)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，會(huì)應(yīng)用楞次定律的推論分析問(wèn)題.
3.能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實(shí)際問(wèn)題．
考點(diǎn)一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷
1．磁通量
(1)公式：Φ＝BS，S為垂直磁場(chǎng)的投影面積，磁通量為標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”)．
(2)物理意義：
磁通量的大小可形象表示穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)的多少．
(3)磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)．
(2)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化．
(3)電磁感應(yīng)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果電路閉合，則有感應(yīng)電流．如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流．
【典例1】（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）有人根據(jù)條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況用塑料制作了一個(gè)模具，模具的側(cè)邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合，如圖所示．另取一個(gè)柔軟的彈性導(dǎo)體線圈套在模具上方某位置，線圈貼著模具上下移動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（地磁場(chǎng)很弱，可以忽略）（ ）
A．線圈切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流
B．線圈緊密套在模具上移動(dòng)過(guò)程中，線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C．由于線圈所在處的磁場(chǎng)是不均勻的，故而不能判斷線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D．若線圈平面放置不水平，則移動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】B
【解析】由題，模具的形狀與磁感線的形狀是相同的，則線圈貼著模具上下移動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁感線的條數(shù)不會(huì)發(fā)生變化，即穿過(guò)線圈的磁通量不變，所以線圈緊密套在模具上移動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)感應(yīng)電流。同樣若線圈平面放置不水平，則移動(dòng)過(guò)程中由于穿過(guò)線圈的磁通量不變，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
故選B。
【典例2】（2021·河南·孟津縣第一高級(jí)中學(xué)高三階段練習(xí)）某探究小組模擬法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)“磁生電”現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，他們把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)軟鐵環(huán)上，線圈A和電池、滑動(dòng)變阻器連接，線圈B用導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)連通，導(dǎo)線下面平行放置一個(gè)小磁針，開(kāi)始開(kāi)關(guān)閉合。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（ ）
A．用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn)，用十節(jié)電池作電源小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)
B．線圈B匝數(shù)較少時(shí)小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時(shí)小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)
C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間，小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)
D．勻速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)
【答案】D
【解析】AB．根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件可知，只有線圈B中磁通量變化時(shí)才能在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此無(wú)論線圈B匝數(shù)多少，電源中電池多少，都不能在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)，故AB錯(cuò)誤；
C．開(kāi)關(guān)S在線圈B的回路中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，線圈B不會(huì)有感應(yīng)電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；
D．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，線圈A中的電流變化，線圈B上有感應(yīng)電流，小磁針偏轉(zhuǎn)，故D正確。
故選D。
考點(diǎn)二 感應(yīng)電流方向的判定
1．楞次定律
(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．
(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
2．右手定則
(1)內(nèi)容：如圖，伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．
(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流．
感應(yīng)電流方向的判斷
1．用楞次定律判斷
(1)楞次定律中“阻礙”的含義：
(2)應(yīng)用楞次定律的思路：
2．用右手定則判斷
該方法只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個(gè)要點(diǎn)：
(1)掌心——磁感線穿入；
(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；
(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．
【典例3】（2022·上海市崇明中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖，通電直導(dǎo)線a與圓形金屬環(huán)b位于同一豎直平面內(nèi)，相互絕緣。若b中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，且b受到的安培力合力水平向左，則可推知直導(dǎo)線a中電流的方向和大小變化情況可能是（ ）
A．向上，增大B．向上，減小
C．向下，增大D．向下，減小
【答案】A
【解析】由安培定則可知，金屬環(huán)b中感應(yīng)電流在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，由于b受到的安培力合力水平向左，可知金屬環(huán)b中感應(yīng)電流對(duì)通電直導(dǎo)線a的安培力水平向右，根據(jù)左手定則可知通電直導(dǎo)線a的電流方向向上，可知通電直導(dǎo)線a的電流在金屬環(huán)b中向里的磁場(chǎng)強(qiáng)于向外的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知，金屬環(huán)b中的原磁通量增加，故通電直導(dǎo)線a的電流增大，A正確，BCD錯(cuò)誤；
故選A。
【典例4】（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖（a）所示，導(dǎo)體棒甲、導(dǎo)軌、硬金屬環(huán)乙構(gòu)成閉合回路，硬金屬環(huán)丙放在乙的正中央，導(dǎo)棒甲在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右做加速運(yùn)動(dòng)；把導(dǎo)棒甲和磁場(chǎng)去掉，如圖（b）所示在導(dǎo)軌的兩端加上電源，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．對(duì)圖（a），乙丙兩金屬環(huán)的電流方向相同
B．對(duì)圖（a），丙有擴(kuò)張的趨勢(shì)
C．對(duì)圖（b），若電源是直流電源，則丙沒(méi)有電能生成
D．對(duì)圖（b），若電源是正弦交流電，則每個(gè)周期內(nèi)乙丙的排斥時(shí)間為半個(gè)周期
【答案】D
【解析】A．根據(jù)右手定則判斷可知，圖（a）中金屬環(huán)乙中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较?。根?jù)安培定則可知，穿過(guò)金屬丙的磁通量垂直紙面向里增加，則根據(jù)楞次定律判斷可知，金屬環(huán)丙中感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤；
B．由于圖（a）中乙丙兩金屬環(huán)的電流方向相反，則根據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥可知，圖（a）中金屬環(huán)丙有收縮的趨勢(shì)，故B錯(cuò)誤；
C．在導(dǎo)軌的兩端加上電源瞬間，金屬環(huán)丙中的磁通量會(huì)突然增大，則金屬環(huán)丙中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；
D．正弦交流電在每個(gè)周期內(nèi)有半個(gè)周期電流在增強(qiáng)，半個(gè)周期電流在減弱，則金屬環(huán)乙產(chǎn)生的磁場(chǎng)有半個(gè)周期在增強(qiáng)，半個(gè)周期在減弱，根據(jù)楞次定律判斷可知，乙丙兩金屬環(huán)的電流在半個(gè)周期內(nèi)方向相同，半個(gè)周期內(nèi)方向相反。所以每個(gè)周期內(nèi)乙丙的排斥時(shí)間為半個(gè)周期，故D正確。
故選D。
考點(diǎn)三 楞次定律的推論
【典例5】（2023·遼寧·沈陽(yáng)市第八十三中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，導(dǎo)線AB與CD平行。若電流從a端流入時(shí)，電流表指針左偏，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
B．閉合開(kāi)關(guān)瞬間，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
C．閉合開(kāi)關(guān)后，由于互感使得電流表保持有示數(shù)
D．閉合開(kāi)關(guān)后，若滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)
【答案】A
【解析】A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，導(dǎo)線CD與電流表形成的回路的磁通量（穿過(guò)紙面向上）會(huì)減小，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，即電流從b端流入，電流表指針右偏，故A正確；
B．閉合開(kāi)關(guān)瞬間，導(dǎo)線AB通過(guò)向右的電流，則根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線CD與電流表形成的回路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)垂直紙面向外的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，即電流從a端流入，電流表指針左偏，故B錯(cuò)誤；
C．由于圖中電源為直流電，所以閉合開(kāi)關(guān)后，導(dǎo)線CD與電流表形成的回路磁通量不會(huì)發(fā)生變化，則電流表不會(huì)有示數(shù)，故C錯(cuò)誤；
D．閉合開(kāi)關(guān)后，若滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，則電路中的電流減小，導(dǎo)線AB產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，導(dǎo)線CD與電流表形成的回路的磁通量會(huì)減小，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍措娏鲝腷端流入，電流表指針右偏，故D錯(cuò)誤。
故選A。
【典例6】（2022·河南·濮陽(yáng)一高模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，金屬圓環(huán)和“C”形金屬線框相互靠近固定在水平面上，金屬棒AB放在線框上，給圓環(huán)a、b端接上如圖乙所示的余弦交流電流，以圖甲中電流方向?yàn)檎较?，金屬棒AB始終保持靜止，則下列判斷正確的是（ ）
A．0~t1時(shí)間內(nèi)，AB棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锽→ A
B．0~t1時(shí)間內(nèi)，AB棒受到的摩擦力方向向右
C．t2~t3時(shí)間內(nèi)，AB棒中感應(yīng)電流方向先由A→B再由B→A
D．t1時(shí)刻AB棒受到的安培力最大，t2時(shí)刻AB棒受到的安培力最小
【答案】A
【解析】A．0~t1時(shí)間內(nèi)，根據(jù)安培定則可知，右側(cè)閉合回路中穿過(guò)紙面向外的磁通量減小且減小得越來(lái)越快，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，AB棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锽→ A，故A正確；
B．根據(jù)左手定則，AB棒受到的安培力向右，則其受到的摩擦力向左，故B錯(cuò)誤；
C．t2~t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)安培定則可知，右側(cè)閉合回路中先是穿過(guò)紙面向里的磁通量減小再是穿過(guò)紙面向外的磁通量增大，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，AB棒中的感應(yīng)電流方向一直為A→B，故C錯(cuò)誤；
D．t1時(shí)刻圓環(huán)電流為零，在AB棒處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零，則AB棒受到的安培力為零，t2時(shí)刻，圓環(huán)電流變化率為零，則穿過(guò)閉合回路的磁通量變化率為零，則閉合回路感應(yīng)電流為零，則棒受到的安培力也為零，故D錯(cuò)誤。
故選A。
考點(diǎn)四 “三定則、一定律”的應(yīng)用
“三個(gè)定則”“一個(gè)定律”的比較
【典例7】(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是( )
A．向右加速運(yùn)動(dòng) B．向左加速運(yùn)動(dòng)
C．向右減速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng)
【答案】BC
【解析】MN向右運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明MN受到向右的安培力，因?yàn)镸N處的磁場(chǎng)垂直紙面向里 eq \(――――→,\s\up7(左手定則)) MN中的感應(yīng)電流方向?yàn)镸→N eq \(――――→,\s\up7(安培定則)) L1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上 eq \(――――→,\s\up7(楞次定律)) eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(L2中磁場(chǎng)方向向上減弱,L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng))).若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱 eq \(――――→,\s\up7(安培定則)) PQ中電流方向?yàn)镼→P且減小 eq \(――――→,\s\up7(右手定則)) 向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng) eq \(――――→,\s\up7(安培定則)) PQ中電流方向?yàn)镻→Q且增大 eq \(――――→,\s\up7(右手定則)) 向左加速運(yùn)動(dòng)．
一、單選題
1．（2022·湖南岳陽(yáng)·三模）物理學(xué)家在物理學(xué)的發(fā)展史上做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)物理學(xué)史的說(shuō)法正確的是（ ）
A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第得出了電磁感應(yīng)定律
B．庫(kù)侖提出了點(diǎn)電荷間的作用規(guī)律，并最早用實(shí)驗(yàn)測(cè)得元電荷e的數(shù)值
C．伽利略首先建立了瞬時(shí)速度、加速度的概念，并研究得出了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
D．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并計(jì)算出太陽(yáng)與地球之間的引力大小
【答案】C
【解析】A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，紐曼和韋伯總結(jié)出電磁感應(yīng)定律，故A錯(cuò)誤；
B．庫(kù)侖提出了點(diǎn)電荷間的作用規(guī)律，密立根最早用實(shí)驗(yàn)測(cè)得元電荷e的數(shù)值，故B錯(cuò)誤；
C．伽利略首先初步建立了平均速度、瞬時(shí)速度、加速度的概念，設(shè)計(jì)了斜面滾球?qū)嶒?yàn)，驗(yàn)證了小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)，并將上述結(jié)果外推到自由落體得到相應(yīng)規(guī)律，故C正確；
D．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，但由于當(dāng)時(shí)并沒(méi)有測(cè)出引力常量，無(wú)法計(jì)算出太陽(yáng)與地球之間的引力大小，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2．（2022·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb、φc。已知bc邊的長(zhǎng)度為l。下列判斷正確的是（ ）
A．φa>φc，金屬框中無(wú)電流
B．φb>φc，金屬框中電流方向沿a→b→c→a
C．Ubc=- SKIPIF 1 < 0 Bl2ω，金屬框中無(wú)電流
D．Ubc= SKIPIF 1 < 0 Bl2ω，金屬框中電流方向沿a→c→b→a
【答案】C
【解析】BCD．穿過(guò)金屬框的磁通量始終為零，沒(méi)有發(fā)生變化，故金屬框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，bc邊轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
SKIPIF 1 < 0
由右手定則可知，c點(diǎn)等效為電源正極，c點(diǎn)電勢(shì)較高與b點(diǎn)，故
Ubc=- SKIPIF 1 < 0 Bl2ω
BD錯(cuò)誤，C正確；
A．a(chǎn)c邊轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與bc邊等效，故c點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，即
φa