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2024全国高考真题物理汇编电磁感应章节综合一、单选题1．（2024甘肃高考真题）如图，相距为d 的固定平行光滑金属导轨与阻值为R 的电阻相连，处在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L 的导体棒ab 沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v 。
则导体棒ab 所受的安培力为（）A ．22B d v R，方向向左B ．22B d v R ，方向向右C ．22B L v R ，方向向左D ．22B L v R，方向向右2．（2024甘肃高考真题）工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。
当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（）A ．金属中产生恒定感应电流B ．金属中产生交变感应电流C ．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小D ．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变3．（2024广东高考真题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。
两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ．磁场中，边长为L 的正方形线圈竖直固定在减震装置上。
某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。
关于图乙中的线圈。
下列说法正确的是（）A ．穿过线圈的磁通量为2BL B ．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大C ．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小D ．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向4．（2024江苏高考真题）如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a 、b ，线圈a 处在匀强磁场中，现将线圈a 从磁场中匀速拉出，线圈a 、b 中产生的感应电流方向分别是（）A ．顺时针，顺时针B ．顺时针，逆时针C ．逆时针，顺时针D ．逆时针，逆时针5．（2024湖北高考真题）《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。
专题九电磁感应定律及综合应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。
题型多为选择题、计算题。
主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。
本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。
复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。
预测高考重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。
知识点一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式．磁通量变化的形式表达式备注通过n 匝线圈内的磁通量发生变化E ＝n ·ΔΦΔt(1)当S 不变时，E ＝nS ·ΔB Δt (2)当B 不变时，E ＝nB ·ΔS Δt 导体垂直切割磁感线运动E ＝BLv 当v ∥B 时，E ＝0导体绕过一端且垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝12BL 2ω线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝nBSω·sin ωt 当线圈平行于磁感线时，E 最大为E ＝nBSω，当线圈平行于中性面时，E ＝0知识点二、楞次定律与左手定则、右手定则1．左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则．2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场．感应电流产生高考物理二轮复习：电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化．3．楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)．知识点三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4－12－1所示：1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U ＝R R ＋rE .2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．若为纯电阻电路，则产生的电能将全部转化为内能；若为非纯电阻电路，则产生的电能除了一部分转化为内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能．说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影．高频考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图4(a)中虚线MN 所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上．t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示．则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内()图4A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为B0rS4t0ρD．圆环中的感应电动势大小为B0πr24t0【举一反三】（2018年全国II卷）如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：电磁感应学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共12题）1．（2022·全国·高考真题）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。
把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12I I 、和3I 。
则（ ）A ．132I I I <<B ．132I I I >>C ．123I I I =>D ．123I I I ==2．（2017·天津·高考真题）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R 。
金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是（ ）A ．ab 中的感应电流方向由b 到aB ．ab 中的感应电流逐渐减小C ．ab 所受的安培力保持不变D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小3．（2021·北京·高考真题）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U 型导体框左端连接一阻值为R 的电阻，质量为m 、电阻为r 的导体棒ab 置于导体框上。
不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。
ab 以水平向右的初速度v 0开始运动，最终停在导体框上。
在此过程中 （ ）A ．导体棒做匀减速直线运动B ．导体棒中感应电流的方向为a b →C ．电阻R 消耗的总电能为202()mv R R r +D ．导体棒克服安培力做的总功小于2012mv 4．（2020·江苏·高考真题）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度1B 和2B 大小相等、方向相反。
【2014高考真题】1.（2014上海）17．如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。
则磁场（）（A）逐渐增强，方向向外（B）逐渐增强，方向向里（C）逐渐减弱，方向向外（D）逐渐减弱，方向向里2.【2014·新课标全国卷Ⅰ】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3.【2014·新课标全国卷Ⅰ】如图(a)所示，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.【2014·江苏卷】 如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( ) A.Ba 22Δt B.nBa 22Δt C.nBa 2Δt D.2nBa 2Δt【答案】B【解析】 根据法拉第电磁感应定律知E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·S Δt，这里的S 指的是线圈在磁场中的有效面积，即S ＝a 22，故E ＝n （2B －B ）S Δt ＝nBa 22Δt，因此B 项正确． 5.【2014·山东卷】 如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是( )A ．F M 向右B ．F N 向左C ．F M 逐渐增大D ．F N 逐渐减小6．【2014·四川卷】 如图所示，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( )A ．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【答案】AC【解析】 由于B ＝(0.4－0.2 t ) T ，在t ＝1 s 时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从C 到D ，A 正确．在t ＝3 s 时穿过平面的磁通量向上并增加，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向仍然是从C 到D ，B 错误．由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ΔtS sin 30°＝0.1 V ，由闭合电路的欧姆定律得电路电流I ＝E R＝1 A ，在t ＝1 s 时，B ＝0.2 T ，方向斜向下，电流方向从C 到D ，金属杆对挡板P 的压力水平向右，大小为F P ＝BIL sin 30°＝0.1 N ，C 正确．同理，在t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力水平向左，大小为F H ＝BIL sin 30°＝0.1 N ，D 错误．7.【2014·安徽卷】 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B ，环上套一带电荷量为＋q 的小球．已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A ．0 B.12r 2qk C ．2πr 2qk D ．πr 2qk8.【2014·全国卷】 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9.【2014·广东卷】 如图8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【答案】C【解析】 磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A 、B 错误；磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P 中的下落时间比在Q 中的长，落至底部时在P 中的速度比在Q 中的小，选项C 正确，选项D 错误．10.【2014·江苏卷】 如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )A ．增加线圈的匝数B ．提高交流电源的频率C ．将金属杯换为瓷杯D ．取走线圈中的铁芯11. 【2014·新课标Ⅱ卷】 半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r 、质量为m 且质量分布均匀的直导体棒AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆导轨中心O ，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，方向竖直向下．在内圆导轨的C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小g .求(1)通过电阻R 的感应电流的方向和大小：(2)外力的功率．【答案】 (1)从C 端流向D 端 3ωBr 22R(2)32μmg ωr ＋9ω2B 2r 44R【解析】 (1)在Δt 时间内，导体棒扫过的面积为ΔS ＝12ωΔt [(2r )2－r 2]① 根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为ε＝B ΔS Δt② 根据右手定则，感应电流的方向是从B 端流向A 端．因此，通过电阻R 的感应电流的方向是W f ＝f (l 1＋l 2)⑨在Δt 时间内，消耗在电阻R 上的功为W R ＝I 2R Δt ⑩根据能量转化和守恒定律知，外力在Δt 时间内做的功为W ＝W f ＋W R ⑪外力的功率为P ＝W Δt⑫ 由④至12式得P ＝32μmg ωr ＋9ω2B 2r 44R⑬ 12.【2014·安徽卷】 (16分)如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B 为0.5 T ，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上．绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨的MPN (电阻忽略不计)，MP 和NP 长度均为2.5 m ，MN 连线水平，长为3 m ．以MN 中点O 为原点、OP 为x 轴建立一维坐标系Ox .一根粗细均匀的金属杆CD ，长度d 为3 m ，质量m 为1 kg 、电阻R 为0.3 Ω，在拉力F 的作用下，从MN 处以恒定速度v ＝1 m/s 在导轨上沿x 轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)．g 取10 m/s 2.图1图2(1)求金属杆CD 运动过程中产生的感应电动势E 及运动到x ＝0.8 m 处电势差U CD ；(2)推导金属杆CD 从MN 处运动到P 点过程中拉力F 与位置坐标x 的关系式，并在图2中画出Fx 关系图像；(3)求金属杆CD 从MN 处运动到P 点的全过程产生的焦耳热．对应的电阻R 1为R 1＝l d R ，电流I ＝Blv R 1杆受的安培力F 安＝BIl ＝7.5－3.75x根据平衡条件得F ＝F 安＋mg sin θF＝12.5－3.75x(0≤x≤2)画出的Fx图像如图所示．(3)外力F所做的功W F等于Fx图线下所围的面积，即W F＝5＋12.52×2 J＝17.5 J而杆的重力势能增加量ΔE p＝mg sin θ故全过程产生的焦耳热Q＝W F－ΔE p＝7.5 J13.【2014·北京卷】(20分)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识．如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同；导线MN始终与导线框形成闭合电路．已知导线MN电阻为R，其长度L恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B.忽略摩擦阻力和导线框的电阻．(1) 通过公式推导验证：在Δt时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能W电，也等于导线MN中产生的热量Q;(2)若导线MN的质量m＝8.0 g、长度L＝0.10 m，感应电流I＝1.0 A，假设一个原子贡献一个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v e(下表中列出一些你可能会用到的数据)；(3)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞．展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型；在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f的表达式．【答案】(1)略(2)7.8×10－6 m/s(3)＝evB【解析】(1)导线产生的感应电动势E＝BLv因为一个金属原子贡献一个电子，所以导线MN中的自由电子数也是N. 导线MN单位体积内的自由电子数n＝NSL 其中，S为导线MN的横截面积．因为电流I＝nv e Se 所以v e＝InSe＝ILNe＝ILμmN A e解得v e＝7.8×10－6 m/s.(3)下列解法的共同假设：所有自由电子(简称电子，下同)以同一方式运动．方法一：动量解法设电子在第一次碰撞结束至下一次碰撞结束之间的运动都相同，经历的时间为Δt，电子的动量变化为零．因为导线MN的运动，电子受到沿导线方向的洛伦兹力f洛的作用f洛＝evB沿导线方向，电子只受到金属离子的作用力和f洛作用，所以I f－f洛Δt＝0因为电流不变，所以假设电子以速度v e相对导线做匀速直线运动．因为导线MN的运动，电子受到沿导线方向的洛伦兹力f洛的作用f洛＝evB沿导线方向，电子只受到金属离子的平均作用力f和f洛作有，二力平衡，即f＝f洛＝evB.14.【2014·江苏卷】如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.【答案】 (1)tan θ (2)mgR sin θB 2L 215.【2014·天津卷】 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L ＝0.4 m ．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN ，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁场感应度大小均为B ＝0.5 T ．在区域Ⅰ中，将质量m 1＝0.1 kg ，电阻R 1＝0.1 Ω的金属条ab 放在导轨上，ab 刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m 2＝0.4 kg ，电阻R 2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd 置于导轨上，由静止开始下滑．cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab 、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g ＝10 m/s 2，问(1)cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向； (2)ab 刚要向上滑动时，cd 的速度v 多大；(3)从cd 开始下滑到ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距离x ＝3.8 m ，此过程中ab 上产生的热量Q 是多少？(3)设cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒有m 2gx sin θ＝Q 总＋12m 2v 2⑦又Q ＝R 1R 1＋R 2Q 总⑧ 解得Q ＝1.3 J16.【2014·浙江卷】 某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R 的金属棒OA ，A 端与导轨接触良好，O 端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r ＝R3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ．a 点与导轨相连，b 点通过电刷与O 端相连．测量a 、b 两点间的电势差U 可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)第24题图(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．17.（2014上海）.（14分）如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5Ω，MN与MP的夹角为1350，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m。
第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.知道磁通量.通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件.知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响.2.探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律.电磁感应现象及感应电流方向的判断2023：山东T12；2020：全国ⅡT14，天津T6；2019：浙江4月T21 1.物理观念：理解电磁感应现象；用能量的观点解释楞次定律.2.科学思维：运用电磁感应现象及“三定则、一定律”分析相关问题.3.科学探究：观察、分析电磁感应现象，探究、论证产生感应电流的条件.4.科学态度与责任：通过了解电磁感应的实际应用，体会科技进步对人类生活和社会发展的重要影响，增强社会责任感.楞次定律推论的应用2022：上海T15；2020：全国ⅢT14，江苏T3；2019：全国ⅢT14，上海T10“三定则、一定律”的应用2022：江苏T3命题分析预测高考主要考查电磁感应现象的分析与判断、楞次定律推论的应用以及“三定则、一定律”的应用，多以选择题的形式呈现，难度较小.预计2025年高考将继续考查应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.电磁感应现象在生产生活中有着广泛的应用，一些相关的生活化的素材将是高考命题的热点素材.考点1电磁感应现象及感应电流方向的判断1.电磁感应现象2.楞次定律与右手定则定律或定则内容适用范围楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要[8]阻碍引起感应电流的[9]磁通量的变化一切电磁感应现象右手定则如图，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个平面内；让[10]磁感线从掌心进入，并使拇指指向[11]导线运动的方向，这时四指所指的方向就是[12]感应电流的方向导线[13]切割磁感线产生感应电流3.感应电流方向的判断（1）用楞次定律判断①楞次定律中“阻碍”的含义②应用楞次定律的思路（2）用右手定则判断该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：①掌心——磁感线穿入；②拇指——指向导体运动的方向；③四指——指向感应电流的方向.每当高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检，当探测器靠近金属物体时，探测器就会发出警报.判断下列说法的正误.（1）探测器靠近非金属物体时不发生报警现象.（√）（2）探测器靠近金属物体报警时利用了静电感应现象.（✕）（3）探测器靠近金属物体和远离金属物体时产生的感应电流方向不同.（√）如图所示，在光滑水平面上，通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内.线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流.已知距离载流直导线较近的位置磁场较强.则线圈在向左（选填“左”或“右”）移动.如果通电导线电流减小，线圈将向左（选填“左”或“右”）运动.如果矩形线圈周长不变，由矩形突然变成圆形，在此过程中，线圈中有（选填“有”或“无”）感应电流.解析选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布如图所示，磁感线方向垂直于纸面向里，用“×”表示.已知矩形线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A，根据安培定则，感应电流的磁场方向是垂直于纸面向外的，用矩形中心的圆点“·”表示.根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的.现在已经判明感应电流的磁场垂直于纸面向外，跟原来磁场的方向相反.因此，线圈移动时通过它的磁通量一定在增加，这说明线圈在向左移动.如果通电导线电流减小，穿过线圈的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，线圈将向左运动.由矩形突然变成圆形，穿过线圈的磁通量发生变化，在此过程中，线圈中有感应电流.如图，假定导体棒CD不动，磁感应强度B减小但方向不变.（1）我们研究的是哪个闭合导体回路？（2）磁感应强度减小时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增加还是减少？（3）感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？（4）导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？答案（1）CDEF（2）减少（3）与原磁感应强度方向相同（4）从D到C命题点1感应电流有无的判断1.下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是（A）A BC D解析开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流；磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流；金属框从A向B 运动，穿过金属框的磁通量时刻在变化，金属框中产生感应电流；铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的无数辐条切割磁感线，与外电路构成闭合回路，产生感应电流.故选A.方法点拨判断感应电流有无的方法命题点2感应电流方向的判断2.[2023海南]汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向的电流，当汽车经过线圈时（C）A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生的感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生的感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同解析由安培定则可知，线圈1、2产生的磁场方向都是竖直向下的，A错误；汽车进入线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量增加，由楞次定律可判断，线圈abcd中的感应电流方向与线圈1中的电流方向相反，是逆时针，即感应电流方向为adcb，同理，汽车离开线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量减少，线圈abcd中的感应电流方向是顺时针，即感应电流方向为abcd，故B错误，C正确；由楞次定律可知，安培力为阻力，与速度方向相反，D 错误.3.[右手定则/2023广东佛山模拟]如图所示，光滑平行金属导轨PP'和QQ'，都处于同一水平面内，P 和Q 之间连接一电阻R ，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现在垂直于导轨放置一根导体棒MN ，用一水平向右的力F 拉动导体棒MN ，以下关于导体棒MN 中的感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（A）A.感应电流方向是N →M ，安培力水平向左B.感应电流方向是M →N ，安培力水平向左C.感应电流方向是N →M ，安培力水平向右D.感应电流方向是M →N ，安培力水平向右解析根据右手定则判断可知导体棒MN 中的感应电流方向是N →M ，根据左手定则判断可知MN 所受安培力的方向水平向左，故A 正确，B 、C 、D 错误.方法点拨楞次定律的本质是能量守恒，右手定则是楞次定律的特例，楞次定律适用于所有的电磁感应现象，而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况.考点2楞次定律推论的应用楞次定律的推论增反减同磁体靠近线圈，B 感与B 原方向相反当I 1增大时，环B 中的感应电流方向与I 1相反；当I 1减小时，环B 中的感应电流方向与I 1相同来拒去留磁体靠近，是斥力；磁体远离，是引力.阻碍磁体与圆环的相对运动增缩减扩（适用于单向磁场）P 、Q 是光滑固定导轨，a 、b 是可动金属棒，磁体下移（上移），a 、b 靠近（远离），使回路面积有缩小（扩大）的趋势增离减靠当开关S 闭合时，左环向左摆动、右环向右摆动，远离通电线圈.当开关断开时，情况相反.通过远离和靠近阻碍磁通量的变化说明以上情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一铝环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向A 环，后又取出插向B 环.判断下列说法的正误.（1）磁铁插向A 环，横杆发生转动.（√）（2）磁铁插向B 环，横杆发生转动.（✕）（3）磁铁插向A 环，A 环中产生感应电动势和感应电流.（√）（4）磁铁插向B 环，B 环中不产生感应电动势和感应电流.（✕）引起感应电流的原因感应电流产生的效果如何“阻碍”口诀闭合回路中的磁通量变化在闭合回路中产生磁场感应电流在闭合回路中产生的磁场在磁通量增加时与原磁场方向相反，反之相同增反减同导体相对运动产生安培力产生的安培力总是阻碍导体的相对运动，而不是阻碍导体的运动来拒去留线圈中磁通量变化产生安培力使线圈面积变化线圈面积在磁通量增加时有收缩趋势，反之则扩大增缩减扩命题点1阻碍原磁通量的变化——“增反减同”4.[楞次定律]如图所示，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环.圆环初始时静止.将图中开关S 由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（B）A.拨至M端或N端，圆环都向左运动B.拨至M端或N端，圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动解析将开关S由断开状态拨至M端或N端，都会使线圈中的电流突然增大，穿过右边圆环的磁通量突然增大，由楞次定律可知，圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大，B正确，A、C、D均错误.命题点2阻碍相对运动——“来拒去留”5.[2023河北邢台模拟]如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环的运动情况是（A）A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.竖直向上运动解析由于条形磁铁相对铜环向右运动，铜环中产生感应电流，由楞次定律可知，铜环中的感应电流的磁场将阻碍由于磁铁的靠近而引起的磁通量的增大，铜环将向右运动以阻碍这种相对运动，A正确.命题拓展命题情境变化若用弹簧悬挂条形磁铁，磁铁下端的水平桌面上放一个固定的闭合铜环，并使磁铁上下振动，如图所示.磁铁在向下运动的过程中，判断铜环给磁铁的磁场力方向.答案向上解析根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁向闭合铜环靠近，受到阻力作用，即铜环给磁铁的磁场力向上.命题点3使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”6.如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是（A）A.铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大B.铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小C.铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小D.铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大解析根据楞次定律可知，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，穿过闭合铝环的磁通量增大，因此铝环有收缩的趋势，同时有远离磁铁的趋势，从而阻碍磁通量的增大，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面的压力增大，A正确，B、C、D错误.考点3“三定则、一定律”的应用“三定则、一定律”的比较定则或定律适用的现象因果关系安培定则电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场因电生磁（1）安培力——磁场对通电导线的作用力；左手定则因电受力（2）洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力右手定则导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象因动生电楞次定律穿过闭合回路的磁通量变化产生的电磁感应现象因磁生电（1）如图，已知导线运动方向与感应电流的方向，可根据右手定则画出磁场方向，请在图上画出.（2）如图，已知电流方向与磁场方向，可根据左手定则画出导线在磁场中的受力方向，请在图上画出.7.如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场方向垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（D）A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析金属杆PQ突然向右运动，则其速度v方向向右，由右手定则可知，金属杆PQ中的感应电流方向由Q指向P，则PQRS中感应电流沿逆时针方向.PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，穿过T的总磁通量减少，根据楞次定律和安培定则可知，T中的感应电流沿顺时针方向，D正确.命题拓展命题条件拓展（1）若金属杆PQ不动，让线圈T突然向右运动，在运动开始的瞬间，判断T中感应电流的情况.（2）若金属杆PQ与线圈T都不动，增大匀强磁场的磁感应强度，判断T中感应电流的情况.答案（1）金属杆PQ不动，让线圈T突然向右运动，在运动开始的瞬间，T内的磁通量不发生变化，所以T中没有感应电流.（2）若金属杆PQ与线圈T都不动，增大匀强磁场的磁感应强度，则T内的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，T中的感应电流沿逆时针方向.方法点拨二次感应问题的程序分析法电磁感应现象在生活实际中的应用电磁感应现象在生产、生活中有着广泛的应用，如测量列车速度和加速度的装置、电梯坠落的应急安全装置、安检门、电磁炉、磁悬浮列车等，这些生活化的素材将是未来高考命题的热点素材之一.1.[测量列车速度和加速度的装置]为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（测量记录仪未画出）.当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面，磁场垂直于地面向下（如图乙所示），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为（B）A.始终沿逆时针方向B.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向C.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D.始终沿顺时针方向解析列车经过线圈上方时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律和安培定则可知线圈中产生的电流方向为先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，B正确.2.[无线充电]随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的日常生活.小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的无线充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化.如图是某无线充电手机的充电图及原理图，下列说法正确的是（C）A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电解析无线充电是互感现象的一种应用，可类比为常见的变压器，接收线圈部分的工作原理是变化的磁场产生感应电流，属于电磁感应，充电底座接交流电源时发射线圈能产生变化的磁场，可以对手机充电，线圈互感时不改变交变电流的频率，故两线圈中交变电流频率相同，A、B错误，C正确；只有具备合适的接收线圈的手机才可以进行无线充电，D错误.3.[安检门]如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈.工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（从左向右看）均匀增大的电流，则（D ）A.无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针方向B.无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C.有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针方向D.有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化解析当通电线圈中有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过接收线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，接收线圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针方向，故A 、C 错误；通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈产生的磁感应强度均匀增大，所以穿过接收线圈的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率为定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流大小不变，故B 错误；有金属片通过时，则穿过金属片的磁通量发生变化，金属片中会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以会将该空间中的磁场的变化削弱一些，使接收线圈中的感应电流大小发生变化，故D 正确.4.[电磁驱动原理/多选]航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示.当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去.现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，已知电阻率ρ铜＜ρ铝，则合上开关S 的瞬间（BCD ）A.从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.电池正、负极调换后，金属环仍将向左弹射D.若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射解析闭合开关S 的瞬间，金属环中的磁通量向右增大，根据楞次定律可知，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，A 错误；由于电阻率ρ铜＜ρ铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B 正确；电池正、负极调换后，闭合开关S 的瞬间，穿过金属环的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，金属环仍将向左弹射，C 正确；若将金属环置于线圈右侧，则闭合开关S 的瞬间，环将向右弹射，D 正确.5.[电梯坠落的应急安全装置]某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置，下列说法正确的是（B ）A.当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中的电流方向相反C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落解析若电梯突然坠落，线圈闭合时，线圈内的磁通量发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍永久磁铁的运动，可起到应急避险作用，但不能阻止永久磁铁的运动，故A错误；当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A中向上的磁通量减少，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁通量增加，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反，故B正确；结合A的分析可知，当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C、D错误.1.[电磁感应现象/2020天津/多选]手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电.在充电过程中（AC）A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失解析由题意可知送电线圈中通入正弦式交变电流，可知电流产生的磁场也呈周期性变化，A正确；由变压器的工作原理可知，受电线圈输出的电流也是正弦式交变电流，受电线圈中感应电流产生的磁场随电流的变化而变化，B错误；送电线圈和受电线圈的能量传递是通过互感现象实现的，C正确；由于送电线圈产生的磁场并没有全部穿过受电线圈，即有磁通的损失，因此该充电过程存在能量的损失，D错误.2.[利用楞次定律判断感应电流的方向/2020江苏]如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反.金属圆环的直径与两磁场的边界重合.下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（B）A.同时增大B1减小B2B.同时减小B1增大B2C.同时以相同的变化率增大B1和B2D.同时以相同的变化率减小B1和B2解析当同时增大B1减小B2时，通过金属圆环的总磁通量增加，且方向垂直纸面向里，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则知，此时金属圆环中的感应电流沿逆时针方向，A错误；同理当同时减小B1增大B2时，金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，B正确；当同时以相同的变化率增大或减小B1和B2时，金属圆环中的总磁通量没有变化，仍然为0，金属圆环中无感应电流产生，C、D均错误.3.[利用左手定则判断感应电流的方向/2023山东/多选]足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1m，电阻不计.质量为1kg、长为1m、电阻为1Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，其中B1＝2T，方向向下.用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面.如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行.MN的速度v1＝2m/s，CD的速度为v2且v2＞v1，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2.重力加速度大小取10m/s2，下列说法正确的是（BD）A.B2的方向向上B.B2的方向向下C.v2＝5m/sD.v2＝3m/s解析导轨的速度v2＞v1，对导体棒受力分析可知导体棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小为F f＝μmg＝2N，导体棒受到的安培力大小为F A1＝F f＝2N，由F A1＝ILB1得I＝1A，由左手定则可知回路中的电流方向为N→M→D→C→N.由于F f＞m0g，故导轨受到的安培力水平向右，安培力大小为F A2＝F f－m0g＝1N，由F A2＝ILB2得B2＝1T，由左手定则可知B2的方向向下，A错误，B正确；电路中的电流为I＝1B1−2B2，代入数据解得v2＝3m/s，C错误，D正确.1.如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应。
