课时分层作业(二十七)
1．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
2．在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是( )
A．穿过a、b两个环的磁通量始终相同
B．穿过b环的磁通量始终是c环的一半
C．a、c两个环中都有感应电流
D．b、c两个环中都有感应电流
3．如图所示，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置，框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内，框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为( )
A B C D
4．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动，O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则( )
A．φO>φC B．φC>φA
C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC
5．如图所示，用细线吊起一个铝环，将磁铁的N极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环向右摆动。下列说法正确的是( )
A．N极靠近铝环时，从左向右看铝环中的感应电流方向为顺时针
B．铝环右摆的过程中，磁铁对铝环做的功大于铝环动能的增加量
C．仅将铝环改为铁环，铁环也一定会向右摆动
D．若将磁铁的S极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环将会向左摆动
6．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( )
A．同时增大B1减小B2
B．同时减小B1增大B2
C．同时以相同的变化率增大B1和B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
7．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在线圈a的右上方固定一竖直螺线管b，螺线管与电源和滑动变阻器串联。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动(线圈a始终静止)，下列说法正确的是( )
A．线圈a有缩小的趋势
B．线圈a对水平桌面的压力将减小
C．线圈a受到水平向右的静摩擦力
D．俯视线圈a，其将产生逆时针方向的感应电流
8．MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则( )
A．若固定ab，使cd向右滑动，则回路中电流方向为a→b→d→c
B．若ab向左、cd向右同时运动，则回路中电流为零
C．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则回路中电流方向为c→d→b→a
D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd＞vab，则回路中电流方向为c→d→b→a
9．如图所示，两个半径不同但同圆心的圆形导线环A、B位于同一平面内，A环的半径大于B环的半径，已知在t＝0到 t＝t1的时间间隔内，当A环中的电流iA发生某种变化，B环中的感应电流总是沿顺时针方向，且B环总有扩张的趋势。设A环中电流iA的正方向与图中箭头所示的方向相同，则iA随时间t变化的图线可能是( )
A B
C D
10．某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁体，磁体N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是( )
A．从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B．从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A对轿厢下落没有阻碍作用
D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
11．如图甲所示，金属圆环和“”形金属线框相互靠近固定在水平面上，金属棒AB放在线框上，给圆环a、b端接上如图乙所示的余弦式交变电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒AB始终保持静止，则下列判断正确的是( )
A．0～t1时间内，AB棒中的感应电流方向为B→A
B．0～t1时间内，AB棒受到的摩擦力方向向右
C．t2～t3时间内，AB棒中感应电流方向先为A→B，再为B→A
D．t1时刻AB棒受到的安培力最大，t2时刻AB棒受到的安培力最小
12．(多选)如图所示，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端a、b断开，金属杆L垂直导轨放置。闭合开关S，下列判断正确的是( )
A．电磁铁两磁极之间的磁场方向向下
B．若给金属杆向左的初速度，则a点电势高于b点
C．若a、b间接导线，向下移动滑片P，则金属杆向左运动
D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动
13．(多选)如图所示，两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁体如图放置。当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，以下说法正确的是( )
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动
C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
5 / 5题型 广东省近三年考情 考情分析
2024年 2023年 2022年
选择题 T4，4分，考查电磁感应发生的条件 T10，6分，考查电磁感应发生的条件 1．广东高考对本专题的考查主要是电磁感应现象的分析与判断、感应电动势与感应电流的计算，电磁感应现象中的电路、图像、能量、动量等问题。本专题命题综合性较强，经常以选择题和计算题的形式出现。 2．备考中，要重视体现新情境的电磁感应问题，导体棒的受力及运动分析、电磁感应与动量定理和动量守恒定律相结合的综合性问题。
计算题 T14，13分，考查感生、动生电动势的计算、电磁感应中电荷量的计算以及电磁感应与能量结合的问题
电磁感应现象 楞次定律
1．磁通量
(1)公式：Φ＝BS，其中S为与磁场方向垂直的平面面积。
(2)单位：韦伯(Wb)。
(3)物理意义：形象地表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
(4)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
2．电磁感应现象
(1)产生感应电流的条件
①条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
②特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。
(2)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。
3．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：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。
1．易错易混辨析
(1)磁通量大小与线圈匝数有关。 (×)
(2)只要磁通量发生变化就一定有感应电流。 (×)
(3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 (×)
(4)由楞次定律知，感应电流的磁场只起到阻碍作用而不能阻止。 (√)
(5)当闭合回路里有导线切割磁感线，则电路中就一定有感应电流。 (×)
2．(粤教版选择性必修第二册改编)(多选)延时继电器是生产生活中常用的电气设备，一种延时继电器的电路原理图如图所示。对于该延时继电器，下列说法正确的是( )
A．使用时，电路中的线圈P起到延时作用
B．使用时，电路中的线圈Q起到延时作用
C．断开S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→b
D．闭合S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→b
BC [由题意可知，当S接通后，线圈P中产生磁场，线圈P不具有延时作用，故A错误；将S断开，导致穿过线圈Q的磁通量减小，根据楞次定律可知，Q产生的感应电流有延时释放衔铁的作用，故B正确；将S断开，导致穿过线圈Q的磁通量减小，根据楞次定律可知，Q产生的感应电流方向为a→G→b，故C正确；将S闭合，线圈P中产生磁场，导致穿过线圈Q的磁通量增加，根据楞次定律可知，Q产生的感应电流方向为b→G→a，故D错误。故选BC。]
3．(人教版选择性必修第二册改编)如图所示，CDEF是金属框，框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体AB向右移动时，金属框中CD、EF边的感应电流的方向为( )
A．C→D，E→F B．D→C，E→F
C．C→D，F→E D．D→C，F→E
C [根据右手定则可以判断，AB中感应电流的方向为A→B，则在ABCD回路中，CD的感应电流方向为C→D，在ABFE回路中，EF的感应电流方向为F→E，C正确。]
电磁感应现象的理解及判断
1．磁通量变化的四类情况
B与S垂直 B不变 S变化 ΔΦ＝B·ΔS
B变化 S不变 ΔΦ＝ΔB·S
B变化 S变化 ΔΦ＝B2·S2－B1·S1
B与S夹角θ≠ B与S不变 θ变化 ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)
2．常见的产生感应电流的三种情况
磁通量变化
[典例1] 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量变化大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定
C [设线框在位置1时磁通量为Φ1，在位置2时磁通量为Φ2，第一次由1平移到2位置，ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|；第二次由1绕cd边翻转到2位置，ΔΦ2＝＝|Φ2＋Φ1|，故ΔΦ1<ΔΦ2，C项正确。]
感应电流产生条件
[典例2] (2024·北京卷)用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是________(填选项前的字母)。
A．需要记录感应电流的大小
B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
BC [本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的大小，故A错误；本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确；由题图2甲和乙知，条形磁体插入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关，故C正确。故选BC。]
楞次定律的理解及应用
1．楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。列表说明如下：
内容 例证
阻碍原磁通量变化 ——“增反减同” 磁铁靠近，B感与B原反向，二者相斥
阻碍相对运动 ——“来拒去留” 磁铁远离，B感与B原同向，二者相吸
使回路面积有扩大 或缩小的趋势—— “增缩减扩” P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁铁下移，面积应减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
阻碍原电流的变化 ——“增反减同” 合上S，B灯先亮
2．“四步法”判断感应电流方向
感应电流方向的判断
[典例3] 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)方向电流，当汽车经过线圈时( )
A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
C [由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流，则根据右手螺旋定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，B错误；汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针)，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。故选C。]
【典例3 教用·备选题】(多选)如图所示，在一竖直平面内的三条平行导线上串有两个电阻R1和R2，导体棒PQ与三条导线均接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略。若导体棒向左加速运动，则( )
A．流经R1的电流方向向上
B．流经R2的电流方向向下
C．流经R1的电流方向向下
D．流经R2的电流方向向上
AD [导体棒PQ向左切割磁感线运动时，由右手定则可判断出导体棒与R1组成的回路中产生的感应电流是顺时针方向的，即流经R1的电流方向向上，A项正确；导体棒与R2组成的回路中产生的感应电流是逆时针方向的，即流经R2的电流方向向上，D项正确。]
楞次定律结论的推广应用
[典例4] (多选)(2024·广东梅州一模)某款磁力小车的内部结构可以简化为如图所示电路图，其中A、B是具有单向导电性的发光二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，与线圈C构成闭合回路。实验前，磁力小车静止在水平桌面上(不计一切阻力)。关于实验现象，下列说法正确的是( )
A．将强磁铁N极快速靠近小车，二极管A将闪亮
B．将强磁铁S极快速靠近小车，二极管B将闪亮
C．将强磁铁N极快速靠近小车，小车将向右运动
D．将强磁铁S极快速靠近小车，小车将向左运动
ABC [将强磁铁N极快速靠近线圈，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，整个回路中产生逆时针方向的感应电流，二极管A将闪亮，故A正确；将强磁铁S极快速靠近线圈，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，整个回路中产生顺时针方向的感应电流，则二极管B将闪亮，故B正确；不管是强磁铁N极快速靠近小车，还是强磁铁S极快速靠近小车，根据楞次定律的推论“来拒去留”，小车都将向右运动，故C正确，D错误。故选ABC。]
【典例4 教用·备选题】(多选)如图1所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图2所示，取图1中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则( )
A．在0～t1时间内，FN>G，P有收缩的趋势
B．在t1～t2时间内，FN＝G，穿过P的磁通量不变
C．在t2～t4时间内，线圈所受安培力方向不变
D．在t3时刻，FN>G，P有收缩的趋势
AB [在0～t1时间内，螺线管中电流增大，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和收缩的趋势，即FN>G，A项正确；在t1～t2时间内，螺线管中电流不变，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则在t1～t2时间内FN＝G，B项正确；在t2～t4时间内，穿过线圈的磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量的变化，线圈所受安培力先向上后向下，C项错误；t3时刻，螺线管Q中电流为0，但线圈P中磁通量变化，此时P中有感应电流，但二者无相互作用力，故t3时刻FN＝G，此时P没有收缩的趋势，D项错误。]
“三定则一定律”的综合应用
1．“三个定则一个定律”的应用对比
名称 基本现象 应用的定则或定律
电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 右手螺旋定则
洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则
电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则
闭合回路磁通量变化 楞次定律
2．“三个定则一个定律”的应用技巧
(1)应用楞次定律时，一般要用到右手螺旋定则。
(2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定。
3．利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题
如果要判断二次感应后的现象或结果，选择程序法；如果已知二次感应后的结果，要判断导体棒的运动情况或磁场的变化，需选择逆向推理法。
(1)程序法(正向推理法)：
(2)逆向推理法：
①依据二次感应产生的效应，判断二次感应电流的方向。
②依据二次感应电流的方向，应用右手螺旋定则，判定第二次感应电流产生的磁通量方向，明确它是阻碍第一个感应磁场变化的。
③依据楞次定律，得出第一个感应磁场的方向及相应变化的可能情况，从而得到引起磁场变化的电流的方向与变化。
④依据电流的方向，判断导体切割磁感线运动的方向与速度。
[典例5] (多选)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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN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
BC [MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由M到NL1中感应电流的磁场方向向上。若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为由Q到P且减小向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为由P到Q且增大向左加速运动。]
1．(多选)(2024·广东茂名二模)如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术，在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流，电流流经线圈产生高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流，下列说法正确的是( )
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B．变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场
C．若将脉冲电流改为恒定电流，也会持续对脑部产生感应电流
D．若脉冲电流最大强度不变，但脉冲电流时间Δt缩短，则在脑部产生的感应电流会增强
BD [脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电生磁，是电流的磁效应，故A错误；脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是磁生电，是电磁感应现象，即变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场，故B正确；将脉冲电流改为恒定电流，不会产生变化的磁场，不会产生感应电流，不会持续对脑部产生感应电流，故C错误；若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则产生的磁场变化得更快，在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，故D正确。故选BD。]
2．(多选)(2022·广东卷)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
AC [依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确；根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出线圈对称，磁通量为零，在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误；根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确；线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律可知两次的感应电动势不相等，故D错误。故选AC。]
3．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是( )
A．ab向左运动，cd向右运动
B．ab向右运动，cd向左运动
C．ab、cd都向右运动
D．ab、cd保持静止
A [由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑片向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律及安培定则知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动，故A项正确。]
4．(2024·江苏卷)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处在垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈b位于右侧无磁场区域，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
A [线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过线圈a的磁通量在减小，则根据楞次定律可知线圈a中产生的感应电流方向为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，则线圈a中产生的感应电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的感应电流方向为顺时针。故选A。]
5．从置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑的导轨上，如图所示，导轨上有一根金属棒ab静止在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是( )
A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动
D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动
C [圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆盘边缘流出，线圈A中产生向下且增强的磁场，由楞次定律可知线圈B中产生的感应电流方向由a→b，由左手定则可知，金属棒ab将向左运动，A项错误；同理可知，C项正确，D项错误；圆盘匀速转动，A中产生的磁场恒定，B中不产生感应电流，ab棒不运动，B项错误。]
课时分层作业(二十七) 电磁感应现象 楞次定律
1．从奥斯特发现电流周围存在磁场后，法拉第坚信磁一定能生电。他使用如图所示的装置进行实验研究，但经过了10年都没发现“磁生电”。主要原因是( )
A．励磁线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强
B．励磁线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场
C．感应线圈B的匝数较少，产生的电流很小
D．励磁线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场
D [励磁线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场，穿过线圈B的磁通量不发生变化，不产生感应电流，D正确。]
2．(2024·北京卷)如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是( )
A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引
B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0
C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b
D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左
B [闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A错误；闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B正确；断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故C、D错误。故选B。]
3．(多选)(2024·广东韶关高三统考)近年来，无线门铃逐渐流行。某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮过程磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A．按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高
B．松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低
C．按住按钮不动，螺线管上导线两端PQ间仍有电势差
D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小不一定相等
AD [按下按钮过程，螺线管内水平向左的磁通量增加，若PQ间用导线接通，由楞次定律可得PQ间导线上感应电流方向从P流向Q，所以Q相当于电源正极，Q端电势较高，故A正确；松开按钮过程，螺线管内水平向左的磁通量减小，若PQ间用导线接通由楞次定律可得PQ间导线上感应电流方向从Q流向P，所以P相当于电源正极，P端电势较高，故B错误；按住按钮不动，螺线管内磁通量不变，无感应电动势，PQ间无电势差，故C错误；按下和松开按钮过程有可能所用时间不同，螺线管内磁通量的变化率可能不同，所以产生的感应电动势大小可能不相等，故D正确。故选AD。]
4．(多选)如图所示，光滑绝缘的水平面上固定有一通电直导线，一个金属圆环分别沿图示v1、v2、v3三个不同方向运动，下列说法正确的有( )
A．沿三个方向运动时，圆环中将产生顺时针方向的电流
B．当圆环沿v1方向运动时，圆环先减速运动后沿平行导线方向匀速运动
C．当圆环沿v1和v2方向运动时，圆环所受的安培力方向相同
D．圆环沿这三个方向运动，最终都将停止运动
BC [圆环沿与导线平行方向即沿v3方向运动时，穿过圆环的磁通量不变，圆环中无感应电流产生，圆环不会受到安培力，从而一直做匀速直线运动，A、D错误；当圆环沿v1方向运动时，穿过圆环的磁通量变化，圆环中产生感应电流，根据“来拒去留”可知，圆环受到的安培力垂直于导线方向指向导线，故圆环先减速运动，当垂直于导线方向的速度减为零后，圆环将沿平行导线方向匀速运动，穿过圆环的磁通量不变，圆环中无感应电流产生，圆环不会受到安培力，B正确；当圆环沿v1和v2方向运动时，穿过圆环的磁通量变化，圆环中产生感应电流，根据“来拒去留”可知，圆环受到的安培力都垂直于导线方向指向导线，C正确。]
5．如图甲所示是法拉第制作的世界上最早的发电机的实验装置。有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁体中，实验时用导线连接铜盘的中心C，用导线通过滑片与铜盘的边线D连接且接触良好，如图乙所示。若用外力转动手柄使铜盘转动起来，在CD两端会产生感应电动势，则下列说法正确的是( )
A．如图甲所示，产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个以C为圆心的同心圆环中的磁通量发生了变化
B．如图甲所示，因为铜盘转动过程中穿过铜盘的磁通量不变，所以没有感应电动势
C．如图乙所示，用外力顺时针(从左边看)转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自下而上
D．如图乙所示，用外力顺时针(从左边看)转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自上而下
C [铜盘盘面可看作由无数个沿半径方向的铜棒组成，外力转动手柄使得铜盘转动时铜棒切割磁感线，所以铜盘上产生感应电动势，A、B错误；若用外力顺时针(从左边看)转动铜盘时，根据右手定则可得感应电流方向为由C到D(电源内部)，D端是电源的正极，所以通过R的电流自下而上，C正确，D错误。]
6．某探究小组模拟法拉第在1831年发现“磁生电”现象的实验。如图所示，他们把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池、滑动变阻器连接，线圈B用导线和开关连接，导线下面平行放置一个小磁针，开始时开关闭合。下列关于实验现象的说法正确的是( )
A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转
B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转
C．断开开关S瞬间，小磁针会偏转
D．匀速移动滑动变阻器的滑片，小磁针会偏转
D [根据电磁感应现象的产生条件可知，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流，因此无论线圈B匝数多少，用多少节电池作电源，都不能在线圈B中产生感应电流，小磁针不偏转，A、B错误；开关S在线圈B的回路中，断开开关，线圈B不会有感应电流，小磁针不偏转，C错误；移动滑动变阻器的滑片，线圈A中的电流变化，线圈B上有感应电流，小磁针偏转，D正确。]
7．通常磁性合金能够通过加热的方式减弱磁性，从而使它周围的线圈中产生感应电流。如图所示，一圆形线圈放在圆柱形磁性合金材料下方，现对合金材料进行加热，下列说法正确的是( )
A．线圈中的感应电流产生的磁场的磁感应强度方向一定向上
B．线圈中将一定产生顺时针方向的电流
C．线圈有扩张的趋势
D．线圈有收缩的趋势
C [题目中原磁场方向(磁性合金材料产生磁场方向)未知，故无法判断感应电流的方向，A、B错误；现对合金材料进行加热，合金材料磁性减弱，穿过圆形线圈的磁通量减小，根据楞次定律推论可知，线圈将有扩张趋势以阻碍磁通量的减小，C正确，D错误。]
8．某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了如下探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈正上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是( )
A．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于m0
B．将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于m0
C．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视)
D．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿顺时针方向(俯视)
C [将条形磁铁插向线圈或从线圈中抽出的过程中，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插向线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于m0，在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，故A、B错误；根据楞次定律和安培定则可判断，将一条形磁铁的N极加速插向线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视)，故C正确，D错误。]
9．(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。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，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别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，且电阻率ρ铜<ρ铝。闭合开关S的瞬间( )
A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向
B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动
D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射
AB [线圈中电流为右侧流入，线圈内部磁场方向向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律及安培定则可知，环中感应电流方向由左侧看为顺时针方向，A项正确；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，B项正确；若将环放在线圈右方，根据楞次定律推论可得，环将向右运动，C项错误；电池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹射，D项错误。]
10．(多选)(2024·广东湛江月考)如图甲所示，abcd区域有垂直于平面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，设垂直abcd面向里的磁场方向为正方向，金属线圈M与导线abcd连接成闭合电路，N为独立的金属小圆环，N环套在穿过M线圈的铁芯上，下列说法正确的是( )
A．0～t0时间内闭合电路中有abcda方向的电流
B．t0～2t0时间内闭合电路abcd中有大小恒定、方向不变的感应电流
C．0～t0时间内N环内有自右向左看顺时针方向的电流
D．2t0～3t0时间内N环向右运动
AB [由题图乙可以看出，0～t0时间内磁感应强度正向增大，回路的磁通量向里增大，根据楞次定律，回路中要产生垂直纸面向外的磁场，则感应电流为逆时针方向，即有abcda方向的电流，故A正确；t0～2t0时间内，题图乙中图线的斜率不变，则磁通量的变化率不变，回路产生的感应电动势不变，感应电流的方向为顺时针且不变，故B正确；0～t0和2t0～3t0时间内，B-t图线的斜率都不变，回路abcd中的感应电流方向不变，大小也恒定，所以回路产生的磁场大小、方向都不发生变化，则N环中磁通量不发生变化，所以不会产生感应电流，也不会受到安培力而运动，故C、D错误。]
11．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带正电
D [由题图知，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手螺旋定则可判断，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，所以A、B、C错误，D正确。]
12．(多选)如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行，并与导线框底边BC平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中( )
A．导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B．导线框内的磁通量为零时，感应电流不为零
C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
AB [根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC在下落过程中，导线框内磁通量先垂直于纸面向外且逐渐增大，当BC边与导线处于同一水平面时，达到最大，再向下运动，导线框内磁通量垂直于纸面向外且逐渐减小至零，然后随着导线框的下落，导线框内磁通量垂直于纸面向里且逐渐增大，当到达某一位置时，达到最大，继续下落时，导线框内磁通量垂直于纸面向里且逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向先向里，再向外，最后向里，再由安培定则可知导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，A正确；导线框在下落过程中，穿过导线框的磁通量时刻都在变化，当导线框内的磁通量为零时，仍有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B正确；根据楞次定律的推论，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，大小不为零，导线框不做自由落体运动，C、D错误。]
13．(多选)两个相同的电流表G1和G2如图所示连接，晃动G1表，当指针向左偏转时，静止的G2表的指针也向左偏转，原因是( )
A．两表都是“发电机”
B．G1表是“发电机”，G2表是“电动机”
C．G1表和G2表之间存在互感现象
D．G1表产生的电流流入G2表，产生的安培力使G2表指针偏转
BD [晃动G1表，当指针向左偏转时，静止的G2表的指针也向左偏转，其原因是G1表中的线圈在磁场中做切割磁感线运动产生了感应电动势，闭合回路中产生了感应电流，则G2表中线圈存在电流，产生的安培力使G2表的指针发生偏转，因此G1表是“发电机”，G2表是“电动机”，B、D正确，A、C错误。]
21 / 21题型 广东省近三年考情 考情分析
2024年 2023年 2022年
选择题 T4，4分，考查电磁感应发生的条件 T10，6分，考查电磁感应发生的条件 1．广东高考对本专题的考查主要是电磁感应现象的分析与判断、感应电动势与感应电流的计算，电磁感应现象中的电路、图像、能量、动量等问题。本专题命题综合性较强，经常以选择题和计算题的形式出现。 2．备考中，要重视体现新情境的电磁感应问题，导体棒的受力及运动分析、电磁感应与动量定理和动量守恒定律相结合的综合性问题。
计算题 T14，13分，考查感生、动生电动势的计算、电磁感应中电荷量的计算以及电磁感应与能量结合的问题
电磁感应现象 楞次定律
1．磁通量
(1)公式：Φ＝________，其中S为与磁场方向垂直的平面面积。
(2)单位：韦伯(Wb)。
(3)物理意义：形象地表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
(4)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
2．电磁感应现象
(1)产生感应电流的条件
①条件：穿过闭合电路的________发生变化。
②特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做________磁感线运动。
(2)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________。
3．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________引起感应电流的________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____________从掌心进入，并使拇指指向____________的方向，这时四指所指的方向就是____________的方向。
②适用情况：导线________磁感线产生感应电流。
1．易错易混辨析
(1)磁通量大小与线圈匝数有关。 ( )
(2)只要磁通量发生变化就一定有感应电流。 ( )
(3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 ( )
(4)由楞次定律知，感应电流的磁场只起到阻碍作用而不能阻止。 ( )
(5)当闭合回路里有导线切割磁感线，则电路中就一定有感应电流。 ( )
2．(粤教版选择性必修第二册改编)(多选)延时继电器是生产生活中常用的电气设备，一种延时继电器的电路原理图如图所示。对于该延时继电器，下列说法正确的是( )
A．使用时，电路中的线圈P起到延时作用
B．使用时，电路中的线圈Q起到延时作用
C．断开S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→b
D．闭合S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→b
3．(人教版选择性必修第二册改编)如图所示，CDEF是金属框，框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体AB向右移动时，金属框中CD、EF边的感应电流的方向为( )
A．C→D，E→F B．D→C，E→F
C．C→D，F→E D．D→C，F→E
电磁感应现象的理解及判断
1．磁通量变化的四类情况
B与S垂直 B不变 S变化 ΔΦ＝B·ΔS
B变化 S不变 ΔΦ＝ΔB·S
B变化 S变化 ΔΦ＝B2·S2－B1·S1
B与S夹角θ≠ B与S不变 θ变化 ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)
2．常见的产生感应电流的三种情况
磁通量变化
[典例1] 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量变化大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定
[听课记录]
感应电流产生条件
[典例2] (2024·北京卷)用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是________(填选项前的字母)。
A．需要记录感应电流的大小
B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
[听课记录]
楞次定律的理解及应用
1．楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。列表说明如下：
内容 例证
阻碍原磁通量变化 ——“增反减同” 磁铁靠近，B感与B原反向，二者相斥
阻碍相对运动 ——“来拒去留” 磁铁远离，B感与B原同向，二者相吸
使回路面积有扩大 或缩小的趋势—— “增缩减扩” P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁铁下移，面积应减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
阻碍原电流的变化 ——“增反减同” 合上S，B灯先亮
2．“四步法”判断感应电流方向
感应电流方向的判断
[典例3] 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)方向电流，当汽车经过线圈时( )
A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
[听课记录]
楞次定律结论的推广应用
[典例4] (多选)(2024·广东梅州一模)某款磁力小车的内部结构可以简化为如图所示电路图，其中A、B是具有单向导电性的发光二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，与线圈C构成闭合回路。实验前，磁力小车静止在水平桌面上(不计一切阻力)。关于实验现象，下列说法正确的是( )
A．将强磁铁N极快速靠近小车，二极管A将闪亮
B．将强磁铁S极快速靠近小车，二极管B将闪亮
C．将强磁铁N极快速靠近小车，小车将向右运动
D．将强磁铁S极快速靠近小车，小车将向左运动
[听课记录]
“三定则一定律”的综合应用
1．“三个定则一个定律”的应用对比
名称 基本现象 应用的定则或定律
电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 右手螺旋定则
洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则
电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则
闭合回路磁通量变化 楞次定律
2．“三个定则一个定律”的应用技巧
(1)应用楞次定律时，一般要用到右手螺旋定则。
(2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定。
3．利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题
如果要判断二次感应后的现象或结果，选择程序法；如果已知二次感应后的结果，要判断导体棒的运动情况或磁场的变化，需选择逆向推理法。
(1)程序法(正向推理法)：
(2)逆向推理法：
①依据二次感应产生的效应，判断二次感应电流的方向。
②依据二次感应电流的方向，应用右手螺旋定则，判定第二次感应电流产生的磁通量方向，明确它是阻碍第一个感应磁场变化的。
③依据楞次定律，得出第一个感应磁场的方向及相应变化的可能情况，从而得到引起磁场变化的电流的方向与变化。
④依据电流的方向，判断导体切割磁感线运动的方向与速度。
[典例5] (多选)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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN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
[听课记录]
1．(多选)(2024·广东茂名二模)如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术，在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流，电流流经线圈产生高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流，下列说法正确的是( )
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B．变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场
C．若将脉冲电流改为恒定电流，也会持续对脑部产生感应电流
D．若脉冲电流最大强度不变，但脉冲电流时间Δt缩短，则在脑部产生的感应电流会增强
2．(多选)(2022·广东卷)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
3．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是( )
A．ab向左运动，cd向右运动
B．ab向右运动，cd向左运动
C．ab、cd都向右运动
D．ab、cd保持静止
4．(2024·江苏卷)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处在垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈b位于右侧无磁场区域，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．从置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑的导轨上，如图所示，导轨上有一根金属棒ab静止在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是( )
A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动
D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动
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