备战高考二轮复习专题复习高考热点仿真练热点17 楞次定律的理解和应用

考情透析命题点考频分析命题特点核心素养楞次定律的应用2023年：海南T6湖北T5江苏T8重庆T2天津T112022年：上海T15重庆T13江苏T5全国甲卷T3山东T12广东T10河北T5全国乙T11浙江1月T13北京T112021年：北京T11河北T7本专题主要讲解楞次定律及楞次定律的常用推论、法拉第电磁感应定律（包括感生电动势和动生电动势）的理解及基本应用，高考中主要侧重于考查法拉第电磁感应定律的理解与应用，经常以选择题或计算题的形式命题考查，试题注重基础性与综合性。

备考中应重视在应用中深化对相关概念、核心规律的理解，让学生掌握典型问题的解决方法的同时，深化理解，夯实双基。

物理观念：掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律的概念。

科学思维：能综合应用磁通量、右手螺旋定则和安培力等分析电磁感应。

法拉第电磁感应定律的应用热点突破1楞次定律的应用▼考题示例1（2023·北京市·模拟题）在匀强磁场中放置一个金属圆环，磁场方向与圆环平面垂直。

规定图1所示磁场方向为正。

当磁感应强度B随时间t按图2所示的正弦规律变化时，下列说法正确的是（）A．t2时刻，圆环中无感应电流B．t3时刻，圆环上各点受到的安培力最大C．t1～t3时间内，圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向D．t2～t4时间内，圆环先出现扩张趋势，后出现收缩趋势答案：C解析：A．在t2时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，根据B SEt tΦ∆∆⋅==∆∆可知此刻的感应电动势最大，故感应电流EIR=最大，故A错误；B．在t3时刻，磁感应强度最大，但是磁通量的变化率为零，则感应电流为零，圆环上各点受到的安培力为零，故B错误；C．t1～t2时间内，磁感应强度垂直圆环向里，磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场也垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可知圆环中感应电流方向沿顺时针方向；t2～t3时间内，磁感应强度垂直圆环向外，磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场垂直纸面向里，故可知圆环中感应电流方向沿顺时针方向；因此t1～t3时间内圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向，故C正确；D．t2～t4时间内，穿过圆环的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知圆环先出现收缩趋势，后出现扩张趋势，故D错误。

楞次定律的内容
楞次定律是一个重要的物理定律，对于描述目标的运动过程中动能和势能的转
换关系有着重要的作用。

这个定律的观念思想由工程师楞次提出，用以描述能量守恒定律的一个具体应用场景，即动能和势能在自然界相互转化的过程。

楞次定律在物理学中有着广泛的应用，例如在机械系统的运动分析中，我们常
常使用楞次定律来解释物体的运动状态以及能量的变化。

简单来说，楞次定律指出，物体的总机械能在不受外力作用时保持不变，即机械能守恒。

在具体应用中，我们可以通过楞次定律来解释各种物理现象。

例如，当一块物
体在一个光滑的斜坡上滑动时，根据楞次定律，物体的总机械能保持不变。

这意味着，当物体在滑动过程中失去动能时，它将获得一定量的势能，使得总能量保持恒定。

楞次定律的重要性不仅体现在静态系统中，同时也适用于动态系统。

在动态系
统中，楞次定律可以帮助我们分析物体在运动过程中的能量转化和变化。

例如，在一个摆动的物体系统中，楞次定律告诉我们，动能和势能之间存在着一种平衡关系，可以互相转化。

总的来说，楞次定律为我们提供了一个理解物体运动和能量转化的重要理论基础。

通过运用楞次定律，我们可以更好地理解自然界中的各种物理现象，并且在工程设计和科学研究中有着广泛的应用前景。

它的存在和发展为人类认识宇宙提供了强大的理论支撑，也拓展了我们对物理世界的认识和理解。

【创新设计】（山东专用）2015高考物理二轮专题辅导训练专题4 第10讲热点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用（含解析）热点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1．(2014·南京一模)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B 随时间t变化规律如图4－10－5甲所示．在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示．令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，f1、f2、f3分别表示I1、I2、I3时，金属环上很小一段受到的安培力，则( )图4－10－5A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向C．f1方向指向圆心，f2方向指向圆心D．f2方向背离圆心向外，f3方向指向圆心解析在Oa段，磁场垂直纸面向里且均匀增强，根据楞次定律可判断产生的感应电流的方向是逆时针的，同理，ab、bc段产生的感应电流的方向是顺时针的，A正确，B错；根据左手定则可判断Oa、ab、bc段对应金属圆环上很小一段受到的安培力方向，即f1、f3方向指向圆心，而f2背离圆心向外，C错，D正确．(或采用“增缩减扩”的方法也可以直接判断)答案AD图4－10－62．(2014·陕西省质检二)如图4－10－6所示，用同种电阻丝制成的正方形闭合线框1的边长与圆形闭合线框2的直径相等．m和n是1线框下边的两个端点，p和q是2线框水平直径的两个端点.1和2线框同时由静止开始释放并进入上边界水平、足够大的匀强磁场中，进入过程中m、n和p、q连线始终保持水平．当两线框完全进入磁场以后，下面说法正确的是( ) A．m、n和p、q电势的关系一定有Φm＜Φn，Φp＜ΦqB．m、n和p、q间电势差的关系一定有U mn＝U pqC．进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q1＞Q2D．进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q1＝Q2解析 当两线框完全进入磁场以后，根据右手定则知Φn ＞Φm ，Φq ＞Φp ，A 正确；两线框完全进入磁场后，由于两线框的速度关系无法确定，故不能确定两点间的电势差的关系，B 错误；设m 、n 间距离为a ，由q ＝ΔΦR ，R ＝ρl S 得进入磁场过程中流过1、2线框的电荷量都为BaS 4ρ，C 错误，D 正确．答案 AD3.图4－10－7(2014·山东泰安模拟，20)如图4－10－7所示，间距为L ，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R 的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m ，电阻也为R 的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v 0沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q .下列说法正确的是( )A ．金属棒在导轨上做匀减速运动B ．整个过程中电阻R 上产生的焦耳热为mv 202C ．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为qR BLD ．整个过程中金属棒克服安培力做功为mv 202解析 设某时刻的速度为v ，则此时的电动势E ＝Blv ，安培力F 安＝B 2L 2v R，由牛顿第二定律有F 安＝ma ，则金属棒做加速度减小的减速运动，选项A 错误；由能量守恒定律知，整个过程中克服安培力做功等于电阻R 和金属棒上产生的焦耳热之和，即W 安＝Q ＝12mv 20，选项B 错误，D 正确；整个过程中通过导体棒的电荷量q ＝ΔΦ2R ＝BS 2R ＝BLx 2R，得金属棒在导轨上发生的位移x ＝2qR BL，选项C 错误． 答案 D4．(2014·四川卷，6)如图4－10－8所示，不计电阻的光滑U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H 、P 的间距很小．质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B ＝(0.4－0.2t )T ，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则( )图4－10－8A ．t ＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到DB ．t ＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到CC ．t ＝1 s 时，金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 ND ．t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N解析 t ＝1 s 时，穿过闭合回路中的磁通量减少，由楞次定律可判断感应电流的方向从C →D ，选项A 正确；t ＝3 s 时，磁感应强度的方向斜向上，且穿过闭合回路中的磁通量增加，由楞次定律可以判断感应电流的方向仍是从C →D ，故选项B 错误；t ＝1 s 时，F 安＝BIl ①E ＝ΔB Δt S ② I ＝E R③ 由①②③得：F 安＝0.2 N对金属杆受力分析如图所示：由平衡条件得：F N1＝F 安sin 30°＝0.1 N ，选项C 正确；同理，可算出金属棒对挡板H 的压力大小为0.1 N ，选项D 错．答案 AC1．法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ，常有两种特殊情况，即E ＝n ΔB Δt S 和E ＝nB ΔS Δt ，其中ΔB Δt是B －t 图象中图线的斜率，若斜率不变则感应电动势是恒定不变的．2．楞次定律中的“阻碍”有三层含义(1)阻碍磁通量的变化；(2)阻碍物体间的相对运动；(3)阻碍原电流的变化．要注意灵活应用．。

电磁感应现象楞次定律1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题楞次定律2024年江苏卷、广东卷实验题探究影响感应电流方向的因素2024年北京卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对楞次定律和右手定则的考查形式多以选择题的形式，题目较为简单，同时，这两部分内容会在某些有关电磁感应的综合性的计算题中会有应用。

【备考策略】1.理解和掌握楞次定律、右手定则。

2.能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。

【命题预测】重点关注楞次定律和右手定则的应用。

一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面，其面积S与B的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。

2．公式：Φ＝BS，单位是韦伯，符号是Wb。

3．适用条件(1)匀强磁场。

(2)S为垂直于磁场的有效面积。

4．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。

5．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。

二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。

2．感应电流的产生条件(1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。

(2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

3．实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流。

如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。

三、感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围：一切电磁感应现象。

2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。

考点一电磁感应现象1.磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS。

适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。

第1页（共19页）2023年高考物理热点复习：电磁感应现象
楞次定律
【2023高考课标解读】
1.知道电磁感应现象以及产生感应电流的条件。

2．理解磁通量的定义，理解磁通量的变化、变化率以及净磁通量的概念。

3．理解棱次定律的实质，能熟练运用棱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。

【2023高考热点解读】
一、磁通量
1．概念：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 与B 的乘积．2．公式：Φ＝BS .
3．适用条件：
(1)匀强磁场．
(2)S 为垂直磁场的有效面积.
4．磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．
5．物理意义：
相当于穿过某一面积的磁感线的条数．如图所示，矩形abcd 、abb ′a ′、a ′b ′cd 的面积分别为S 1、S 2、S 3，匀强磁场的磁感应强度B 与平面a ′b ′cd
垂直，则：
(1)通过矩形abcd 的磁通量为BS 1cos θ或BS 3.
(2)通过矩形a ′b ′cd 的磁通量为BS 3.
(3)通过矩形abb ′a ′的磁通量为0.
6．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
二、电磁感应现象
1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．
2．条件
(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.。

一对一个性化辅导教案楞次定律和右手定则的应用要点一、楞次定律的得出要点二、楞次定律的内容感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场．．引起感应电流的磁通量的变化．．。

．．总要阻碍要点三、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：（1）明确所研究的闭合电路，判断原磁场的方向．．．．．．；（2）判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化．．．．．．．．．．情况；（3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向．．．．．．．．．；（4）由安培定则根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向．．．．．．．。

以上步骤可概括为四句话：“明确增减和方向，增反减同切莫忘，安培定则来判断，四指环绕是流向。

”要点四、右手定则1．内容：伸出右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心垂直进入，并使拇指指向导体运动方向，这时其余四指所指方向就是感应电流的方向。

2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况，它是楞次定律的一种特殊情况。

【典型例题】类型一、理解楞次定律例1．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定（）A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同【答案】C【解析】本题考查楞次定律的理解，关键是真正理解楞次定律的内涵和外延。

感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向。

故选C。

类型二、用楞次定律判断感应电流的方向例2．(2014 苏北联考)如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈中()A．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同B．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反C．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同D．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反【答案】C【变式1】如图所示，P为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现在用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，从上向下看（）A．穿过弹簧圆圈面的磁通量减少，弹簧圆中有逆时针方向的感应电流B．穿过弹簧圆圈面的磁通量增加，弹簧圆中有逆时针方向的感应电流C．穿过弹簧圆圈面的磁通量减少，弹簧圆中有顺时针方向的感应电流D．穿过弹簧圆圈面的磁通量增加，弹簧圆中有顺时针方向的感应电流【答案】A【解析】如图，从上向下看。

电磁感觉现象楞次定律 ( 附参照答案 ) 1．自然界的电、热和磁等现象都是互相联系的，好多物理学家为找寻它们之间的联系做出了贡献。

以下说法正确的选项是()A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭露了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说了然热现象和电现象之间存在联系C．法拉第发现了电磁感觉现象，揭露了磁现象和电现象之间的联系D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的变换关系2．一个金属薄圆盘水平搁置在竖直向上的匀强磁场中，以下做法中能使圆盘中产生感觉电流的是()A．圆环绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场平均增添3. 如图 1 所示，在条形磁铁从图示地点绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端邻近的金属棒ab 将()A．向左运动B．向右运动图1C．静止不动D．因不知道条形磁铁的哪一端为N 极，也不知道条形磁铁是顺时针转动仍是逆时针转动，故没法判断4．匀强磁场地区宽为d，一正方形线框abcd 的边长为 l 、且 l >d，线框以速度v 经过磁场地区以以下图所示，从线框进入到完整走开磁场的时间内，线框中没有感觉电流的时间是()l ＋ d l － dA.vB.vl ＋2d l －2dC. D.v v分析：只有线框在进入磁场过程中( bc边未出磁场 ) 和线框在出磁场的过程中 ( 仅ad边在磁场中切割运动的过程中) ，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感觉电流．ad 边和 bc 边都l － d 在磁场外时穿越磁场的过程中，穿过线圈的磁通量没有改变，因此没有感觉电流，则t＝v.5．如图 3 所示，“ U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab 与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中。

若因磁场的变化，使杆ab 向右运动，则磁感觉强度()A．方向向下并减小图 3B．方向向下并增大C．方向向上并增大D．方向向上并减小6．一足够长的铜管竖直搁置，将一截面与铜管的内截面同样，质量为m的永远磁铁块由管上端放入管内，不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度()A．愈来愈大B．渐渐增大到必定值后保持不变C．渐渐增大到必定值时又开始减小，到必定值后保持不变D．渐渐增大到必定值时又开始减小到必定值，以后在必定区间改动7．物理课上，老师做了一个巧妙的“跳环实验”。

电学考点与难点：楞次定律的理解和应用，高考必考知识！楞次定律磁通量1.概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。

2.公式：Φ＝BS。

3.适用条件(1)匀强磁场。

(2)S为垂直磁场的有效面积。

4.磁通量是标量。

5.物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B 与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cosθ或BS3。

(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。

(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。

6.磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。

电磁感应现象1.定义当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。

2.条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。

3.实质产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流.如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。

3感应电流方向的判定1.楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围：一切电磁感应现象。

2.右手定则(1)内容：如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。

用右手定则时应注意①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定。

②右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直。

③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向。

④若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势。

⑤“因电而动”用左手定则；“因动而电”用右手定则。