2025秋高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象和楞次定律课件（66页PPT）

(共66张PPT)
第十章　电磁感应
第1讲　电磁感应现象和楞次定律
常设情境　①生活实践类：电磁炉、电子秤、电磁卡、磁电式速度传感器、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种实际应用模型.
②学习探索类：杆轨模型问题，电磁感应与动力学、动量、能量结合问题，电磁感应的图像问题.
素养目标　1.能够从情境中抽象出磁通量的概念.（物理观念） 2.认识电磁感应现象，知道产生感应电流的条件.（物理观念） 3.应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.（科学思维）
考题1　（2024·北京卷节选）（多选）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.
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
解析：本实验探究影响感应电流方向的因素，不需要记录感应电流的大小，A错误；
通过观察电流表指针的偏转方向，可以确定感应电流的方向，B正确；题图2中甲和
乙电流表指针的偏转方向相反，说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，C正确.
A
A. 图（c）是用玻璃管获得的图像
B. 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动
C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短
解析：由题图（b）知强磁体下落的速度较小且速度几乎不变，说明强磁体受到的电磁阻力较大，由题图（c）知强磁体下落速度较大且速度增加得快，说明强磁体受到的电磁阻力较小，所以题图（b）是用铝管获得的图像，金属铝管对强磁体产生较大的电磁阻力，强磁体运动时间较长，题图（c）是用玻璃管获得的图像，A正确，D错误；由强磁体在铝管中运动时漆包线的电流峰值基本相同，可知强磁体在一段时间内做匀速运动，B错误；强磁体在玻璃管中速度增大，电流峰值增大，强磁体受到的电磁阻力的峰值增大，C错误.
1. 实验原理
改变穿过闭合回路的磁通量，回路中有感应电流，利用电流表指针偏转方向确定影响感应电流方向的因素.
2. 实验操作
（1）探究电流表指针偏转方向与电流方向的关系，电路图如图所示.
（2）查明线圈绕向：观察线圈，查明线圈绕向.
（3）按如图所示连接线圈和电流表，将磁体插入或抽出，观察电流方向.
①磁体N极向下插入或向上拔出，观察并记录电流表指针偏转方向和电流方向.
②磁体S极向下插入或向上拔出，观察并记录电流表指针偏转方向和电流方向.
3. 实验记录与分析
（1）以下面四种情况为例，实验结果如下：
项目 磁场方向及磁通量变化 感应电流的方向（从上往下看） 感应电流的磁场方向
甲 磁场方向向下，磁通量增加 逆时针 向上
乙 磁场方向向上，磁通量增加 顺时针 向下
丙 磁场方向向下，磁通量减少 顺时针 向下
丁 磁场方向向上，磁通量减少 逆时针 向上
（2）实验结论
当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反.
当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相同.
深化　　注意事项
（1）灵敏电流表满偏电流很小，查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池.
（2）电流表选用零刻度在中间的灵敏电流表，实验前要弄清线圈导线的绕向.
（3）为了使实验现象更加明显，磁体要快速插入或抽出；进行一种操作后等电流表指针回零后再进行下一步操作.
AC
A. 开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转
B. 开关S断开瞬间，电流计指针不发生偏转
C. 保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针发生偏转
D. 保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针不发生偏转
解析：开关S闭合瞬间，通过线圈Q的电流增加，则穿过线圈P的磁通量增加，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项A正确；开关S断开瞬间，通过线圈Q的电流减小，则穿过线圈P的磁通量减小，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项B错误；保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，则穿过线圈P的磁通量减小，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项C正确，D错误.故选AC.
训练　物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律.
（1）请用笔画线代替导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路.
答案：（1）见解析图
解析：（1）将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将灵敏电流计与B线圈串联成另一个回路，实验电路如图所示.
解析：（2）①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏了一下，滑片向右移动则接入电路的电阻减小，电流增大，磁通量增大，指针向右偏转；
右　
解析：②拔出铁芯，磁通量减小，指针向左偏转.
解析：（3）产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化.
左　
穿过B线圈的磁通量发生变化　
AC
A. c、d中的电流增大，小车前方为弯道
B. 沿直线赛道运动时，a、b中的电流为零
C. a中电流大于b中电流时，小车需要向左调整方向
D. a中电流大于c中电流时，小车需要向右调整方向
解析：因引导线上任一点周围的磁感线均可视为与该点电流方向相垂直的同心圆，若小车沿直道行驶，则穿过cd的磁通量一直为零，则cd中感应电流为零，若c、d中的电流增大，则说明穿过cd的磁通量发生了变化，小车中心离开了引导线，即小车前方为弯道，选项A正确；因引导线上任一点周围的磁感线均可视为与该点电流方向相垂直的同心圆，可知沿直线赛道运动时，a、b中磁通量变化率不为零，则感应电流不为零，选项B错误；a中电流大于b中电流时，说明a距离引导线更近，则小车需要向左调整方向，选项C正确；a中电流大于c中电流时，说明磁场在a中的分量大于c中的分量，说明引导线在小车速度方向的左侧，则小车需要向左调整方向，选项D错误.故选AC.
变化　
感应电流　
电路闭合　
磁通量　
切割磁感线　
阻碍　
磁通量　
深化1　　楞次定律中“阻碍”的含义
深化2　　楞次定律推论
推论 例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁体靠近，B感、B原反向，二者相斥；
磁体远离，B感、B原同向，二者相吸
阻碍相对运动——“来拒去留”
推论 例证
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境 P、Q是光滑固定导轨，a、b是可移动金属棒，磁体下移，回路面积应减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
推论 例证
阻碍原电流的变化——“增反减同”（即自感现象）
合上S，B灯先亮，A灯逐渐变亮；再断开S，两灯逐渐熄灭
深化3　　应用楞次定律的思路
思维模型　利用楞次定律，并结合安培定则判断感应电流方向.
角度1　楞次定律基本应用
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
B
解析：若产生顺时针方向的感应电流，则感应磁场的方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确.同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，C、D 错误.故选B.
角度2　来拒去留
A
A. P、Q将互相靠拢
B. P、Q将互相远离
C. 磁体的加速度仍为g
D. 磁体的加速度大于g
解析：方法一：根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁体靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁体的靠近.所以，P、Q将互相靠拢且磁体的加速度小于g，选项A正确.
方法二：设磁体下端为N极，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，如图所示，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将相互靠拢.由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁体将受到向上的反作用力，从而使加速度小于g.当磁体下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结论，选项A正确.
A. 条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从负极进入电流表
B. 条形磁铁离开线圈时，线圈产生的电流从正极进入电流表
C. 条形磁铁进入线圈时，线圈施加给磁铁的力向上
D. 条形磁铁离开线圈时，线圈施加给磁铁的力向下
C
解析：当条形磁铁进入线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量增加，根据楞次定律，可知线圈产生的电流从正极进入电流表，A错误；当条形磁铁离开线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量减少，根据楞次定律，可知线圈产生的电流从负极进入电流表，B错误；根据楞次定律和等效思想，可知当条形磁铁进入线圈时，线圈内产生的感应电流对条形磁铁的运动有阻碍作用，可知线圈施加给磁铁的力方向向上，同理可知，当条形磁铁离开线圈时，线圈施加给磁铁的力方向向上，C正确，D错误.
B
A. 金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B. 金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C. 金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D. 金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
解析：使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，穿过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高（远离）的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确.
A
CD
A. 金属杆所围回路中电流方向保持不变
B. 通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C. 金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D. 金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
解析：由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小，金属杆所围回路内磁通量Φ＝BS先增大后减小，根据楞次定律和安培定则可知电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，A错误；由于金属杆所围回路的面积非均匀变化，故感应电流的大小不恒定，通过金属杆截面的电荷量q＝It随时间不是均匀增加的，B错误；由上述分析，再根据左手定则，可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反，金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同，C、D正确.
导体运动　
切割磁感线　
深化1　　“三则一律”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 安培定则
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
深化2　　“三则一律”的应用技巧
（1）应用楞次定律，一般要用到安培定则.
（2）研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定.
A. 向右减速运动 B. 向右加速运动
C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
AC
解析：cd杆向左移动，则cd杆受到的安培力水平向左，根据左手定则，cd杆上电流方向为从d流向c，根据楞次定律，线圈L1中磁场方向向下增强或是向上减弱，若线圈L1中磁场方向向下增强，则ab杆中电流方向为从b流向a，并且逐渐变大，则速度变大，结合右手定则，ab杆向左加速运动，同理可得，若线圈L1中磁场方向向上减弱，ab杆向右减速运动，B、D错误，A、C正确.故选A、C.
角度2　发电和电动模型的理解
AB
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
解析：P向右摆动的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看），A正确.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），Q中的电流方向也为顺时针方向（从右向左看），Q线圈下侧将受到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动，B正确，C错误.若用手左右摆动Q，线圈Q切割磁感线产生感应电动势，在P线圈中将产生感应电流，P线圈受到安培力作用，由左手定则可判断出P将摆动，不会保持静止，D错误.
限时跟踪检测
A级·基础对点练
题组一　探究影响感应电流方向的因素
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
C
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解析：题图甲中保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动，线框上、下两个边都在切割磁感线，但穿过整个线框的磁通量一直为零，线框中没有感应电流，A选项错误；同理可知B、D选项错误；题图丙中线框转动过程中，线框中磁通量发生变化，有感应电流产生，C选项正确.
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向右偏　
向左偏　
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解析：（1）依题意“闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下”，说明穿过线圈B的磁通量增加时灵敏电流计的指针向右偏.将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动，线圈A中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，故灵敏电流计的指针向右偏；将线圈A从线圈B中迅速拔出时，穿过线圈B的磁通量减少，根据楞次定律，线圈B中感应电流方向与前两次的感应电流方向相反，故灵敏电流计的指针向左偏转.
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解析：（2）在拆除线圈A时，A中的电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的自感电动势，导致该同学被电击；要避免电击发生，应在拆除电路前先断开开关.
A　
断开开关　
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题组二　楞次定律及推论
A
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解析：题图A、B中，当磁铁向线圈靠近时，穿过线圈的磁通量向下且增加，根据楞次定律可知，线圈中产生的感应电流从“＋”接线柱流入电流计，则电流计指针向右偏转，A正确，B错误；当磁铁按如题图C、D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为零，线圈中不会产生感应电流，C、D错误.
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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
解析：闭合开关瞬间，根据安培定则可知线圈M中突然产生向右的磁场，根据楞次定律可知，线圈P中感应电流的磁场方向向左，因此线圈M和线圈P相互排斥，A错；线圈M中的磁场稳定后，线圈P中的磁通量也不再变化，则线圈P产生的感应电流为0，电流表示数为0，B对；断开开关瞬间，线圈 M中向右的磁场瞬间减为0，根据楞次定律可知，线圈P中感应电流的磁场方向向右，根据安培定则可知流过电流表的方向由b到 a，C、D错.
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A. 线圈中不会产生感应电流
B. 线圈中会产生感应电流，且感应电流方向发生了变化
C. 线圈中会产生感应电流，且感应电流方向始终为a→b→c→d→a
D. 线圈中会产生感应电流，且感应电流方向始终为a→d→c→b→a
C
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解析：在0～2t0这段时间内，I先正方向减小后负方向增大，由安培定则知其右侧磁场先垂直向里减弱，后垂直向外增强，根据楞次定律知线圈中的感应电流磁场均为垂直向里，根据安培定则知线圈中感应电流为顺时针方向，即a→b→c→d→a.故选C.
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A. 穿过线圈B的磁通量减小
B. 线圈B一定有收缩的趋势
C. 线圈B中感应电流产生的磁场阻止了线圈B内磁通量的增加
D. 若从右向左看B中产生顺时针方向的电流，则A右端是强磁性合金的N极
D
题组三　“三则一律”的综合应用
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解析：对A进行加热，合金就会变成强磁性合金，线圈B中磁通量增加，A错误；对A进行加热，B中磁通量增大，则线圈产生的感应电流方向将阻碍磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈B面积变化应阻碍磁通量的变化，而A外部的磁感线与内部的磁感线方向相反，所以线圈面积扩张时B中的磁通量减小，所以线圈B一定有扩张的趋势，B错误；线圈B中感应电流产生的磁场阻碍线圈B内磁通量的增加，不能阻止，C错误；若从右向左看B中产生顺时针方向的电流，说明产生该感应电流的磁场方向为从A的右端指向左端，提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律得原磁场（合磁场）方向从A的左端指向右端，所以A右端是强磁性合金的N极，D正确.
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A. 匀速向左运动 B. 减速向右运动
C. 加速向右运动 D. 加速向左运动
BD
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解析：当导线ab匀速向左运动时，导线ab产生的感应电动势和感应电流恒定不变，大线圈M产生的磁场恒定不变，穿过小线圈N的磁通量不变，没有感应电流产生，A错误；当导线ab减速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流减小，由右手定则判断出ab电流方向为由a指向b，根据安培定则可知，M产生的磁场方向垂直于导轨平面向里，且穿过N的磁通量减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈N产生顺时针方向的感应电流，B正确；当导线ab加速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出ab电流方向为由a指向b，根据安培定则判断可知，M产生的磁场方向垂直于导轨平面向里，且穿过N的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可知，线圈N产生逆时针方向的感应电流，C错误；当导线ab加速向左运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出ab电流方向为由b指向a，根据安培定则可知，M产生的磁场方向垂直于导轨平面向外，且穿过N的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可知，线圈N产生顺时针方向的感应电流，D正确.
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B级·能力提升练
A. 通过线圈的磁通量变化量大小为nB0S
B. 线圈中感应电流方向为逆时针方向
C. AB边受到的安培力方向向右
D. 线圈有扩张的趋势
B
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解析：通过线圈的磁通量变化量大小为ΔФ＝B0S－0＝B0S，故A错误；线圈内磁通量向里增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边受安培力方向向左，故B正确，C错误；线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知线圈有收缩的趋势，故D错误.
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A. 向右运动，并有扩张趋势
B. 向右运动，并有收缩趋势
C. 向左运动，并有扩张趋势
D. 向左运动，并有收缩趋势
A
解析：当触片P向右移动时，电路中的电阻增大，电流减小，则螺线管产生的磁场减小，根据楞次定律，感应磁场方向与原磁场方向相同，相互吸引，所以金属圆环A向右运动，因为磁通量减小，金属圆环A有扩张的趋势.故选A.
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A. t2时刻P中无感应电流，FN＝G
B. t1～t2时间内，穿过线圈P的磁通量变大，且线圈P有收缩的趋势
C. t3时刻穿过线圈P的磁感应强度最强，P中感应电流为零
D. t2～t3时间内螺线管对线圈有排斥力，且一直增大
C
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解析：由题图乙知，t2时刻螺线管Q中电流为0，电流的变化率最大，则t2时刻穿过线圈P磁通量的变化率最大，所以P中感应电流最大，A错误；由题图乙知，t1～t2时间内，螺线管Q中电流减小，则穿过线圈P的磁通量减小，根据“增缩减扩”知，线圈P有扩张的趋势，B错误；由题图乙知，t3时刻螺线管Q中电流最大，电流的变化率为0，则t3时刻穿过线圈P的磁感应强度最强，穿过线圈P的磁通量变化率为0，P中感应电流为零，C正确；t2～t3时间内，螺线管Q中电流增大，则穿过线圈P的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增大，线圈P有远离螺线管Q的运动趋势，即螺线管Q对线圈P有排斥力，但t2时刻，由于螺线管Q中电流为0，则排斥力为0，t3时刻，由于线圈P中电流为0，则排斥力为0，所以排斥力不是一直增大，D错误.
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11. （2025·湖北孝感期末）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.
（1）将图中所缺的导线补接完整.
答案：（1）见解析图
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解析：（1）将电池、开关、滑动变阻器与线圈A连接成闭合回路，将线圈B与灵敏电流计连接成闭合回路，实物图连接如图所示.
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解析：（2）①开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大穿过线圈B的磁通量，则灵敏电流计的指针向右偏.将线圈A迅速插入线圈B时，穿过线圈B的磁通量增大，则灵敏电流计的指针将向右偏.
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解析：②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器接入电路的阻值调小时，线圈A中电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，则灵敏电流计的指针将向右偏.
向右偏　
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A. 因电路不闭合，无电磁感应现象
B. 不能用楞次定律判断感应电动势的高、低
C. 可以用楞次定律判断感应电动势的高、低
D. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
解析：（3）在线圈B中磁通量发生变化时，即使线圈B不闭合，也有电磁感应现象，但线圈B中无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势的高、低，选项C、D均正确.
CD　
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