高考物理一轮基础复习： 专题39 电磁感应 楞次定律

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。

第一讲电磁感应现象楞次定律1.磁通量(1)定义：磁感应强度与面积的乘积，叫做穿过这个面的磁通量.(2)定义式：Φ＝BS.说明：该式只适用于匀强磁场的情况，且式中的S是跟磁场方向垂直的面积；若不垂直，则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积，即Φ＝BS⊥＝BS sin θ，θ是S与磁场方向的夹角.(3)磁通量Φ是标量，但有正负.Φ的正负意义是：从正、反两面哪个面穿入，若从一面穿入为正，则从另一面穿入为负.(4)单位：韦伯，符号：Wb.(5)磁通量的意义：指穿过某个面的磁感线的条数.(6)磁通量的变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1，即末、初磁通量之差.①磁感应强度B不变，有效面积S变化时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS②磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S③磁感应强度B和有效面积S同时变化时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S12.电磁感应现象利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流.(1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.3.楞次定律(1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.(2)右手定则①适用范围：导线切割磁感线产生感应电动势.②判定方法：伸开右手，让大拇指与四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向导线运动的方向，其余四指所指方向即为感应电流的方向.(3)楞次定律的另一种表述感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种：①阻碍原磁通量的变化；②阻碍物体间的相对运动；③阻碍原电流的变化(自感).4.如何理解楞次定律中“阻碍”一词（1）谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.（2）阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.（3）如何阻碍——原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.（4）阻碍的结果——阻碍并不是阻止，结果是增加的最终还得增加，减少的最终还得减少.【例1】如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流()A.沿abcd方向B.沿dcba方向C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba方向D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd方向解析：由条形磁铁的磁场(如图所示)可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少.当线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线圈中产生感应电流的方向为abcd；当线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量增加，由楞次定律可知感应电流的方向是abcd.故此题的答案为A.答案：A【练习1】如图所示，两条互相平行的导线M、N中通过大小相等、方向相同的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，则在移动过程中线框中的感应电流的方向为( )A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.一直是逆时针D.一直是顺时针解析：M、N之间的磁场是两导线产生的磁场的叠加，可以以M、N两导线之间的中心面OO′为界，在OO′右边合磁场的方向垂直纸面向外，在OO′左边，合磁场的方向垂直纸面向内.线框从右向左移动到OO′中间以前，垂直纸面向外穿过线框的磁通量减少；移动到中间时磁通量为零；越过中间向左时，垂直纸面向内穿过线框的磁通量增加.由楞次定律可以判断感应电流的方向始终为逆时针方向.答案：C【例2】如图甲所示，光滑固定导轨MN、PQ水平放置，两根导体棒a、b平行放于导轨上，形成一个闭合回路.当条形磁铁从高处下落接近回路时()A.导体棒a、b将互相靠拢B.导体棒a、b将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g解析：以N极向下为例：第一步，原磁场方向：向下(如图乙所示).第二步，原磁通量变化：增加.第三步，判断感应电流的磁场方向：感应电流的磁场与原磁场方向相反(向上).第四步，判断感应电流的方向：利用安培定则确定，俯视为逆时针.知道了导体棒a、b中的电流方向，就可根据左手定则判断受力方向：a受力向右下方，b受力向左下方，所以导体棒a、b将互相靠拢，同时对导轨的压力增加.根据牛顿第三定律，磁铁受到向上的阻力作用，则加速度小于g.所以选项A、D正确.答案：AD【练习2】如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，从上向下看电流方向为逆时针方向，另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落.在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中，从上往下看线圈2( )A.有顺时针方向的感应电流B.先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流C.先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流D.在线圈1的上、下两边的加速度都小于g解析：线圈1中电流(恒定)建立的磁场方向如图所示.线圈2下落过程中经过线圈1正上方时，磁场向上，且磁通量正在增大，由楞次定律可知，线圈2中产生的感应电流建立的磁场方向应向下，由安培定则可知线圈2中的电流应沿顺时针方向(俯视)；当线圈2在线圈1正下方下落时，穿过线圈2中的磁场方向向上，且磁通量正在减小，由楞次定律可知，此时，线圈2中产生的感应电流的磁场应与原磁场同向，即向上，再根据安培定则可知，线圈2中的感应电流应沿逆时针方向(俯视)，如图所示.当线圈中有感应电流时就会受到力的作用，此作用力向上，要“阻碍”线圈的下降，但不能“阻止”，也就是说磁场力始终小于重力(两线圈位于同一水平面时等于重力)，所以线圈2在线圈1的上、下两边时都向下加速，但加速度都小于g，所以选项B、D正确.答案：BD【例3】如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab 向纸外，cd 向纸内).若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a →b →c →d →a 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是( )解析：在第一个14周期内，由图可看出磁场的方向，容易得到感应电流方向与规定的正方向相反；在第二个14周期内，虽然磁场方向不变，但线圈平面已经转动，ab 离开磁场，cd 进入磁场，与第一个14周期相比，磁感线是从线圈的不同“面”进入线圈平面，由楞次定律可判断电流方向仍与正方向相反；同理，可判断后半个周期电流的方向与正方向相同.所以选项A 正确.答案：A【练习3】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 ，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 在磁场的作用下向右运动，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.向左减速运动解析：要使金属棒MN 在磁场中运动，必须使其中有电流流过，这只能是线圈L 1产生感应电流.根据题意，引起线圈L 1产生感应电源的磁场应是线圈L 2产生的磁场，这个磁场应由线圈L 2中的电流产生.当PQ 向右运动时，用右手定则可判断出PQ 中感应电流的方向是由Q →P ，由安培定则可判断出穿过L 2、L 1的磁场方向是自下而上的；若PQ 向右加速运动，则穿过L 2、L 1的磁通量增加，用楞次定律可判断出流过MN 的感应电流从M →N ，用左手定则可判断出MN 受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A 不正确.若PQ 向右减速运动，流过MN 的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN 向右运动，所以选项C 是正确的.同理可判断出选项B 是正确的，而D 不正确.答案：BC【例4】如图，CDEF 为闭合线圈，AB 为电阻丝.当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF 中的感应电流在G 处产生的磁感应强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？解析：当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“×”，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极.【练习4】(多选)如图所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动，这可能发生在()A．闭合开关S的瞬间B．断开开关S的瞬间C．闭合开关S后，减小滑动变阻器R的阻值时D．闭合开关S后，增大滑动变阻器R的阻值时解析：闭合S瞬间，通过L2的磁感线向下，磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→b。

电磁感应现象、楞次定律一、电磁感应现象的判断1．常见的产生感应电流的三种情况2．判断电路中能否产生感应电流的一般流程二、楞次定律和右手定则1.楞次定律及应用2.右手定则的理解和应用(1)右手定则适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。

(2)右手定则是楞次定律的一种特殊形式，用右手定则能解决的问题，用楞次定律均可代替解决。

(3)右手定则应用“三注意”：①磁感线必须垂直穿入掌心。

②拇指指向导体运动的方向。

③四指所指的方向为感应电流方向。

内容 例 证 阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”三、针对练习1、如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD 在同一平面内，线圈的AB 边与直导线平行。

现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB 边与直导线平行，在AB 边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是( )A ．线圈内产生的感应电流方向是ADCBAB ．直导线对AB 边和CD 边的安培力等大反向C ．直导线对AD 边和BC 边的安培力等大反向D ．在线圈ABCD 内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向外2、（多选）近几年，许多品牌手机推出无线充电功能，最方便的应用场景之一，是在家用汽车上实现手机无线充电。

如图所示为手机无线充电的工作原理示意图，其主要部件为汽车充电基座内的送电线圈和手机中的受电线圈，若在充电基座内的输电线圈中通入方向由b经线圈到a，且正在变大的电流，在手机受电线圈中接一个电阻，则（）A．受电线圈中，通过电阻的电流方向由c到dB．受电线圈中，通过电阻的电流方向由d到cC．受电线圈与送电线圈相互吸引D．受电线圈与送电线圈相互排斥3、(多选)如图甲所示，导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动，导轨电阻不计，磁场的磁感应强度B1、B2的方向如图所示，大小随时间变化的情况如图乙所示，在0～t1时间内()A．若ab不动，则ab、cd中均无感应电流B．若ab不动，则ab中有恒定的感应电流，但cd中无感应电流C．若ab向右匀速运动，则ab中一定有从b到a的感应电流，cd向左运动D．若ab向左匀速运动，则ab中一定有从a到b的感应电流，cd向右运动4、（多选）荡秋千是一项同学们喜欢的体育活动。

电磁感应现象楞次定律1.知道电磁感应现象产生的条件2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向．考点一电磁感应现象的判断1．磁通量(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．(2)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场．②S为垂直磁场的有效面积．(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．(4)磁通量的意义：①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．2．电磁感应现象(1)电磁感应现象：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)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．[例题1]（2024•房山区一模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。

将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。

关于该实验，下列说法正确的是（）A．图中线圈中感应电流的磁场方向向下B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针将向左偏转C．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针仍向右偏转D．若将磁体的N、S极对调，并将其向下插入线圈，灵敏电流计指针仍向右偏转[例题2]（多选）（2024•丰台区二模）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。

记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。

下列说法正确的是（）A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变B．该实验需要知道线圈的绕向C．该实验需要记录磁铁的运动方向D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系[例题3]（2023秋•通州区期末）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，t2时刻电流为0，如图乙所示。