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2022年高考一轮复习专题24　电磁感应现象　楞次定律
考点梳理
一、磁通量
1．定义：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和B的乘积．
2．公式：Φ＝BS.
适用条件：(1)匀强磁场．
(2)S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．
二、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：
表述1：闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动．
表述2：穿过闭合回路的磁通量发生变化．
3． 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．
深化拓展　当回路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象，且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源．
三、感应电流方向的判断
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)适用情况：所有的电磁感应现象．
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，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．
(2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流．
方法提炼
利用电磁感应的效果进行判断的方法：
方法1：阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．
方法2：阻碍相对运动——“来拒去留”．
方法3：使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
方法4：阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.
[考点分析]
考点一　电磁感应现象能否发生的判断
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． 判断流程：(1)确定研究的闭合回路．
(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.
(3)
[题型训练]
一．选择题（共18小题）
1．（2021?淮安模拟）如图所示为手机无线充电的原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。在充电过程中　　
A．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
B．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
C．受电线圈中感应电流的大小不变
D．受电线圈中感应电流的方向不变
2．（2021?梅州模拟）如图甲所示，固定导线和固定矩形线框共面。通以图乙所示的电流，电流沿方向，时间后达到稳定，下列说法正确的是　　
A．时间线框感应电流方向沿
B．时间线框感应电流逐渐增大
C．时间边始终不受安培力的作用
D．时间后线框感应电流恒定
3．（2021?天河区模拟）两固定且互相垂直的无限长直导线与在同一竖直面内，导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。有一正方形导线框，初始时刻，边与重合，边与重合，所有导线间彼此绝缘。若导线框　　
A．沿方向平移，则导线框内产生逆时针方向的感应电流
B．沿方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流
C．沿方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流
D．沿方向平移，对边的安培力垂直边向右
4．（2021?广东模拟）如图所示，上、下两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。一金属圆环垂直磁场放置，其直径与两磁场的边界重合。下列情况中，可使圆环受到垂直边界向上的安培力　　
A．仅增大
B．仅增大
C．同时以相同的变化率增大和
D．同时以相同的变化率减小和
5．（2021?河东区二模）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，若工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法的是（电流方向判断均从左向右观察）　　
A．无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针
B．无金属片通过时，接收线圈中感应电流的大小不变
C．有金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针
D．有金属片通过时，接收线圈中没有感应电流
6．（2021?深圳一模）如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从处由静止释放，经过、到达最低处，再摆到左侧最高处，圆环始终保持静止，则磁铁　　
A．从到的过程中，圆环中产生逆时针方向的电流（从上往下看）
B．摆到处时，圆环给桌面的压力小于圆环受到的重力
C．从到和从到的过程中，圆环受到摩擦力方向相同
D．在、两处的重力势能相等
7．（2021?雨花区校级一模）美媒称，中国第三艘航母（第二艘国产航母）正在建造当中，很可能体现出优于前两艘航母的技术进步，新航母很可能比两艘“前辈”更大，并配备电磁弹射系统，允许更大、更重的飞机携带更多武器，执行更远距离任务。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流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是　　
A．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去
B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势
C．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射
D．合上开关的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流
8．（2021?杭州二模）如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈在同一平面内，线圈的边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持边与直导线平行，在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
B．直导线对边和边的安培力等大反向
C．直导线对边和边的安培力等大反向
D．在线圈内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向外
9．（2021?新乡二模）如图所示，在同一个水平面内的彼此绝缘的两个光滑圆环、，大圆环中还有顺时针方向的恒定电流。小圆环的一半面积在环内、一半面积在环外，下列说法正确的是　　
A．穿过环的磁通量为0
B．环中有持续的感应电流
C．若增大环内的电流，则环会向右移动
D．若减小环内的电流，则环会产生逆时针方向的电流
10．（2021?静安区二模）如图，两个上下平行的圆形线圈、同轴水平放置，圆形线圈与位于同一水平面内。现闭合线圈中的电键，在闭合的瞬间，线圈中感应电流为，线圈中感应电流为，俯视时　　
A．和均为顺时针方向
B．和均为逆时针方向
C．为顺时针方向，为逆时针方向
D．为逆时针方向，为顺时针方向
11．（2021?闵行区二模）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有线圈，右边静置一金属圆环。下列说法正确的是　　
A．开关由断开状态拨至端或端瞬间，圆环向右运动
B．开关由断开状态分别拨至端或端瞬间，圆环向右运动或向左运动
C．开关处于端，调节滑片向上，圆环向左运动
D．开关处于端，调节滑片向上，圆环向左运动
12．（2021?金山区二模）如图，通有恒定电流的固定直导线附近有一圆形线圈，导线与线圈置于同一光滑水平面。若增大导线中的电流强度，线圈内产生　　
A．逆时针电流，且有收缩趋势 B．逆时针电流，且有膨胀趋势
C．顺时针电流，且有收缩趋势 D．顺时针电流，且有膨胀趋势
13．（2021?海淀区一模）线圈绕制在圆柱形铁芯上，通过导线与电流计连接组成闭合回路。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿方向靠近线圈。若电流从电流计“”接线柱流入时电流计指针向右偏转，在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是　　
A．
B．
C．
D．
14．（2021?郑州二模）如图所示，在光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆形金属框。若电流在相同时间间隔△内增加相同量△，则　　
A．线圈1中有顺时针方向的感应电流，静止不动
B．线圈2中无感应电流，静止不动
C．线圈3中有顺时针方向的感应电流，沿着对角线向外运动
D．线圈4中有逆时针方向的感应电流，沿着对角线向外运动
15．（2021?黄浦区二模）如图，两金属棒、分别置于两个异名磁极之间，组成闭合回路。能使棒受到向下磁场力的情况是　　
①磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向左运动
②磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向右运动
③磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向左运动
④磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向右运动
A．①②④ B．①②③④ C．②④ D．①③
16．（2021?宝山区二模）如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲所示电流的方向为正方向），则到时间内线框　　
A．向右做加速运动 B．向左做加速运动
C．向右做减速运动 D．向左做减速运动
17．（2021?丹东模拟）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、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逆时针方向感应电流的是　　
A．同时增大减小
B．同时减小增大
C．同时以相同的变化率增大和
D．同时以相同的变化率减小和
18．（2021?秀英区校级模拟）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和．它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连．当圆盘转动时　　
A．圆盘总是与沿相同方向转动
B．圆盘总是与沿相反方向转动
C．若、同向，则、转向相同
D．若、反向，则、转向相同

参考答案与试题解析
一．选择题（共18小题）
1．【解答】解：、无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有电能量损失，故错误；
、无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故正确；
、由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，故错误。
故选：。
2．【解答】解：、由题意可知，方向为电流正方向，根据右手螺旋定则可知，在0到时间内，穿过线框磁场方向垂直纸面向里，大小在增大，由楞次定律可得，线框产生的感应电流方向逆时针，即为方向，故正确；
、在0到时间内，内电流的增大率逐渐减小，则电流产生的磁场的增大率逐渐减小，穿过线框的磁通量的增大率逐渐减小，由法拉第电磁感应定律可得，感应电流方向逐渐减小，故错误；
、线框处磁场方向垂直纸面向里，感应电流的方向沿方向，则边受到安培力的作用，故错误；
、时间后电流的大小不变，则电流产生的磁场不变，所以穿过线框的磁通量不变，线框内不再产生感应电流，故错误。
故选：。
3．【解答】解：由安培定则可知，电流在右侧产生的磁场的方向向里，电流在的上方产生的磁场的方向向外；由于电流的磁场靠近电流越近磁场越强，而且两个电流是大小相等的，所以在线处的合磁场为0，在与之间磁场的方向向里，在与之间磁场的方向向外，由对称性可知，开始时穿过线框的总磁通量为0；
、当线框沿方向向右运动时，产生磁场大小不变，而产生的磁场逐渐减小，所以穿过线框的总磁通量向外逐渐增大，由楞次定律可知，导线框内产生顺时针方向的感应电流，故错误；
、当线框沿向上运动时，产生磁场大小不变，而产生的磁场逐渐减小，所以穿过线框的总磁通量向里逐渐增大，由楞次定律可知，导线框内产生逆时针方向的感应电流，故错误；
、当线框沿运动时，穿过线框的总磁通量始终为零，没有感应电流产生，故错误；
、线框沿方向向右运动时，导线框内产生顺时针方向的感应电流，在处的磁场的方向向里，根据左手定则可知，对边的安培力垂直边向右，故正确
故选：。
4．【解答】解：、仅增大，圆环中磁通量向里增大，由楞次定律可知，圆环中产生逆时针方向的电流，由左手定则可知，上方导线受安培力垂直边界向下，下方导线受安培力向上，但由于上方磁感应强度大于下方的磁感应强度，故圆环整体受到的安培力向下，故错误；
、仅增大时圆环中产生顺时针方向的电流，由中分析同理可知，圆环受到垂直边界向上的安培力，故正确；
、同时以相同的变化率增大和或同时以相同的变化率减小和穿过圆环的磁通量恒为零，圆环中不会产生感应电流，所以圆环不会受到安培力，故错误。
故选：。
5．【解答】解：、当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，故错误；
、通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故正确；
、有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，接收线圈中的感应电流方向不变，仍然为逆时针方向，但金属片中的感应电流会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故错误。
故选：。
6．【解答】解：、磁铁极一端靠近圆环磁感线从下往上穿过圆环，到过程磁铁越来越靠近圆环导致磁通量增加。为了阻碍这一变化，圆环产生竖直向下的磁场，右手拇指朝下四指方向为电流方向，从上往下看是顺时针，故错误；
、设桌面给圆环的支持力为，根据受力平衡：，为圆环受到的安培力的总合，根据牛顿第三定律圆环给桌面的压力大小与相等且大于重力，故错误；
、到过程圆环为了阻碍磁通量增加而受到的安培力驱使圆环远离磁铁，有向左的运动趋势，到过程，圆环为了阻碍磁通量减小而有向左的运动趋势，两个过程的运动趋势相同。受到的摩擦力相同，故正确；
、磁铁运动过程使圆环产生了感应电流而发热，损失了部分重力势能，故到到过程圆环不能回到与相同高度的点，故正两点重力势能不相等，故错误。
故选：。
7．【解答】解：、若金属环放在线圈右侧，根据“来拒去留“可得，环将向右运动，故错误；
、根据楞次定律“增缩减扩”可知，当金属环被向左弹射的瞬间，还有缩小的趋势，故错误；
、根据“来拒去留”，在线圈上突然通过直流电流时，环都会受到向左的力的作用，与电源的正负极无关，故错误；
、线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由左侧看为逆时针，故正确。
故选：。
8．【解答】解：、直导线中通有向上的电流，根据安培定则，知导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，则线圈内部的区域磁场方向为垂直线圈所在平面向里；用外力使线圈向直导线靠近时穿过线圈向里的磁通量增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为方向，故错误；
、根据左手定则，边受安培力方向向右，边受到的安培力的方向向左，但处的磁感应强度大，所以边受到的安培力大，故错误；
、根据左手定则，边受安培力方向向上，边受到的安培力的方向向下，由于到导线距离相等处的磁感应强度相等，所以两个安培力的大小相等，故正确。
故选：。
9．【解答】解：、根据环形电流的磁场的特点：环内的磁感应强度大，环外的磁感应强度小，可知穿过环的磁通量不为0，故错误；
、当电流恒定时，穿过环的磁通量不变，所以环内没有感应电流，故错误；
、根据安培定则可知，大环内磁感应强度的方向向里；增大环的电流，则穿过环的磁通量增大，但小圆环的左边的磁场方向垂直纸面向里，右边的磁场方向垂直向外，合磁通量的方向垂直纸面向里，根据楞次定律可知，线圈的感应电流方向是逆时针方向；根据左手定则可知，小环在大环内的部分受到的安培力的方向向右，小环在大环外的部分受到的安培力的方向也向右，所以环会向右移动，故正确；
、根据安培定则可知，大环内磁感应强度的方向向里；减小环的电流，则穿过小环的垂直纸面向里的合磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈的感应电流方向是顺时针方向，故错误。
故选：。
10．【解答】解：在闭合的瞬间时，俯视时，线圈中电流逆时针方向，根据安培定则穿过上方线圈的磁场方向向上，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则判断线圈的感应电流，为顺时针方向；
同理，左侧线圈的磁场方向向下，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上，由安培定则判断线圈的感应电流，为逆时针方向；故正确，错误；
故选：。
11．【解答】解：、当开关由断开状态拨至连接状态时，不论拨至端或端，均会导致通电螺线管的电流增大，根据楞次定律的推广含义来拒去留，穿过圆环的磁通量增大，则圆环受到磁场斥力作用，远离通电螺线管，即向右移动，故正确，错误；
、无论开关拨至端还是端，调节滑片向上，滑动变阻器连入电路的电阻减小，线圈中电流增大，穿过金属圆环的磁通量，根据楞次定律可知，圆环受到磁场斥力作用，远离通电螺线管，即向右移动，故错误。
故选：。
12．【解答】解：当导线中电流强度增大，导线将产生的磁场增强，使得穿过线框的磁通量增大，从而产生感应电流阻碍磁通量的增大，
依据右手螺旋定则，可知，穿过线圈的磁通量向下（俯视），再由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中产生逆时针方向感应电流，为阻碍磁通量的增大，则线圈有收缩趋势，故正确，错误；
故选：。
13．【解答】解：、该图中当磁铁向线圈靠近时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，产生感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中产生的感应电流从正极流入电流计，则电流计指针向右偏转，故正确，错误；
、当磁铁按如图所示的方式靠近线圈时，由对称性可知，穿过线圈的磁通量总是零，线圈中不会有感应电流，故错误。
故选：。
14．【解答】解：在第一象限和第三象限，根据右手螺旋定则可以判断出，两导线产生的磁场方向相反，且线圈距两导线距离相等，所以在第一象限和第三象限，线圈所在处合磁场为零，在第二象限和第四象限，也是根据右手螺旋定则，可以得到第二象限磁场方向垂直纸面向外，第四象限磁场方向垂直纸面向里。
、线圈1里面磁通量为零，即使电流一直在发生改变（导致磁场发生改变），线圈1里面也没有感应电流的产生，故错误；
、竖直向上的线圈一直在增大（电流一直在变化），所以线圈2中有感应电流的产生，故错误；
、线圈3的情况与线圈1相同，磁通量为零，不会产生感应电流，故错误；
、第四象限磁场竖直向下，所以根据楞次定律可以知道，随着电流的增大，线圈4想要通过自身的磁感应强度降低，所以会远离磁感应强度大的地方，所以是沿着对角线向外，故正确。
故选：。
15．【解答】解：①磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向左运动，根据右手定则，可得感应电流方向由到，则金属棒中的电流方向为由到，根据左手定则，可得棒受到向下磁场力；
②磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向右运动，根据右手定则，可得感应电流方向由到，则金属棒中的电流方向为由到，根据左手定则，可得棒受到向下磁场力；
③磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向左运动，根据右手定则，可得感应电流方向由到，则金属棒中的电流方向为由到，根据左手定则，可得棒受到向下磁场力；
④磁极Ⅰ为极，磁极Ⅲ为极，棒向右运动，根据右手定则，可得感应电流方向由到，则金属棒中的电流方向为由到，根据左手定则，可得棒受到向下磁场力；
所以①②③④均正确，故正确，错误。
故选：。
16．【解答】解：由图可知，在到，时间内，导线的电流为正向在减小，产生的磁场在减小，根据楞次定律可知，导线框的感应磁场与原磁场的方向相同，有右手螺旋定则可得，电流的方向为，直导线的电流和线框的边的电流方向相同，它们互相吸引，但是由于在0到时间内，导线的电流为正向在增大，产生的磁场在增大，根据楞次定律可知，它们互相排斥，导线框已经向右运动，有了初速度，所以此时线框向右做减速直线运动，但不是匀减速运动，故正确，错误。
故选：。
17．【解答】解：、增大，则金属圆环上半部分的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生逆时针方向的感应电流；减小，则金属圆环下半部分的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生逆时针方向的感应电流；故同时增大减小在金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，故正确；
、减小，则金属圆环上半部分的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流；增大，则金属圆环下半部分的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流；故同时减小增大在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故错误；
、根据上面的分析可知同时以相同的变化率增大和或同时以相同的变化率减小和，则穿过环的总磁通量不会发生变化，所以不会在环中产生感应电流，故错误；
故选：。
18．【解答】解：①若同向上，从上向下看，盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从；盘电流从，根据左手定则，安培力逆时针（俯视）；
②若同向下，从上向下看，盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从；盘电流从，根据左手定则，安培力逆时针（俯视）；
③若向上，向下，从上向下看，盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从；盘电流从，根据左手定则，安培力顺时针（俯视）；
④若向下，向上，从上向下看，盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从；盘电流从，根据左手定则，安培力顺时针（俯视）；
故错误，正确；
故选：。

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