電磁感應(yīng)第十章核心素養(yǎng)新課程標(biāo)準(zhǔn)命題分析物理觀念(1)理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量、自感、渦流等概念；(2)掌握右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律1．考查方式：(1)電磁感應(yīng)是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容．利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和感應(yīng)電流的方向，在高考中多以選擇題形式出現(xiàn)，難度中等．以考查“物理觀念”素養(yǎng)為主．(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場(chǎng)、電路、力學(xué)、能量以及圖像問(wèn)題相聯(lián)系的綜合問(wèn)題是高考中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，將各部分知識(shí)和規(guī)律綜合考查也是高考的熱點(diǎn)之一，高考中常以計(jì)算題形式出現(xiàn)，難度較大．以考查“科學(xué)思維”素養(yǎng)為主，同時(shí)也融入考查“物理觀念”素養(yǎng)．2．廣東命題趨勢(shì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用；楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用；電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題、圖像問(wèn)題、能的問(wèn)題；電磁感應(yīng)規(guī)律在生產(chǎn)、生活、科技中的應(yīng)用科學(xué)思維綜合應(yīng)用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律分析問(wèn)題科學(xué)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響感應(yīng)電流方向的因素，提高定性和定量分析問(wèn)題的能力科學(xué)態(tài)度與責(zé)任了解電磁感應(yīng)知識(shí)在生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律欄目導(dǎo)航01知識(shí)梳理查漏03配套訓(xùn)練02題點(diǎn)

各個(gè)擊破知識(shí)梳理查漏11．磁通量(1)定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的________中，與磁場(chǎng)方向________的面積S和B的乘積．(2)公式：Φ＝________.(3)單位：1Wb＝________.(4)標(biāo)矢性：磁通量是________，有正、負(fù)．(5)物理意義：磁通量可以理解為穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)．電磁感應(yīng)現(xiàn)象知識(shí)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直BS

1T·m2

標(biāo)量2．電磁感應(yīng)(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)穿過(guò)閉合電路的________發(fā)生變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①電路________；②磁通量________．(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：電路中產(chǎn)生___________，如果電路閉合則有感應(yīng)電流產(chǎn)生．(4)能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______．磁通量閉合變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電能【自測(cè)1】(2022年徐州模擬)下列各圖所描述的物理情境中，沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流的是

(

)A．開(kāi)關(guān)S閉合穩(wěn)定后，線圈N中B．磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C．金屬框從A向B運(yùn)動(dòng)，金屬框中D．銅盤(pán)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中【答案】A1．楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙_______________________的變化．2．右手定則：伸開(kāi)右手讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進(jìn)入，并使大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)四指所指的方向就是______________的方向．楞次定律和右手定則知識(shí)二引起感應(yīng)電流的磁通量

感應(yīng)電流

3．正確區(qū)分楞次定律與右手定則的關(guān)系導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例．用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情況下，不如用右手定則判定簡(jiǎn)單方便．反過(guò)來(lái)，用楞次定律能判定的，未必能用右手定則判斷出來(lái)．如閉合圓形導(dǎo)線中的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向；相反，用楞次定律就很容易判定出來(lái)．【自測(cè)2】如圖所示，一個(gè)閉合導(dǎo)體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運(yùn)動(dòng)使圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流．下列四幅圖中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況相吻合的是 (

)【答案】D題點(diǎn)各個(gè)擊破21．常見(jiàn)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況命題點(diǎn)一感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件[自修掌握類]2．判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程例1如圖所示為“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)裝置：將一個(gè)帶較長(zhǎng)鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和直流電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)．閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩(wěn)定又落下來(lái)．某同學(xué)由此實(shí)驗(yàn)受到啟發(fā)，設(shè)想在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使套環(huán)跳起后不落下來(lái)且懸在線圈正上方，成為一個(gè)“磁懸浮環(huán)”．下列哪種方案可能實(shí)現(xiàn)他的設(shè)想 (

)A．增大直流電源的電壓B．選用匝數(shù)更多的線圈C．把直流電源換成交流電源D．選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)【答案】C【解析】增大直流電源的電壓，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會(huì)掉下來(lái)，故A錯(cuò)誤．選用匝數(shù)更多的線圈，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會(huì)掉下來(lái)，故B錯(cuò)誤．把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則套環(huán)總受安培力作用，這樣可以使套環(huán)跳起后不會(huì)落下來(lái)，懸在線圈正上方，成為一個(gè)磁懸浮環(huán)，故C正確．選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)，同樣在套環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只是跳起更高，但還會(huì)掉下來(lái)，故D錯(cuò)誤．1．(多選)(2021年廣東卷)如圖所示，水平放置足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌abc和de，ab與de平行，bc是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿OP的O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，P端與圓弧bc接觸良好．初始時(shí)，可滑動(dòng)的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上．若桿OP繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中始終有電流，則此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定B．桿OP受到的安培力不變C．桿MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．桿MN中電流逐漸減小【答案】AD2．(2020年江蘇卷)如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合．下列變化會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是

(

)A．同時(shí)增大B1減小B2B．同時(shí)減小B1增大B2C．同時(shí)以相同的變化率增大B1和B2D．同時(shí)以相同的變化率減小B1和B2【答案】B【解析】產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流則感應(yīng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．由楞次定律可知，圓環(huán)中的凈磁通量變化為向里磁通量減少或者向外的磁通量增多，A錯(cuò)誤，B正確．同時(shí)以相同的變化率增大B1和B2，或同時(shí)以相同的變化率減小B1和B2，兩個(gè)磁場(chǎng)的磁通量總保持大小相同，方向相反，所以總磁通量為0，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D錯(cuò)誤．思維導(dǎo)悟判斷能否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，關(guān)鍵是看回路的磁通量是否發(fā)生了變化．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1主要有下列四種形式：(θ為B與S的夾角)(1)S、θ不變，B改變，這時(shí)ΔΦ＝ΔB·Ssinθ；(2)B、θ不變，S改變，這時(shí)ΔΦ＝ΔS·Bsinθ；(3)B、S不變，θ改變，這時(shí)ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)；(4)B、S、θ中的兩個(gè)或三個(gè)量變化引起磁通量變化．1．楞次定律中“阻礙”的含義命題點(diǎn)二楞次定律的理解和應(yīng)用[師生共研類]2．楞次定律的使用步驟例2如圖是電磁沖擊鉆的原理示意圖．若發(fā)現(xiàn)靜止的鉆頭M突然向右運(yùn)動(dòng)，則可能是

(

)A．開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)到閉合的瞬間B．電源反向連接后開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)的瞬間C．保持開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P加速向右滑動(dòng)D．保持開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P減速向右滑動(dòng)【答案】A【解析】開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)到閉合的瞬間，穿過(guò)M的磁通量變大．為阻礙磁通量變大，鉆頭向右運(yùn)動(dòng)，A正確．電源反向連接，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間，穿過(guò)M的磁通量減小．為阻礙磁通量的減小，鉆頭向左運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤．保持開(kāi)關(guān)S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動(dòng)時(shí)接入電阻增大，電流減小，穿過(guò)M的磁通量減小．為阻礙磁通量減小，鉆頭向左運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤．保持開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P減速向右滑動(dòng)時(shí)，接入電阻增大，電流減小，穿過(guò)M的磁通量減小．為阻礙磁通量減小，鉆頭向左運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤．思路

明確沖擊鉆的原理，知道當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流．由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化，安培力總是阻礙磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．1．(2021屆北京名校期末)如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中

(

)A．穿過(guò)線框的磁通量保持不變B．線框中感應(yīng)電流方向保持不變C．線框所受安培力的合力為零D．線框的機(jī)械能不斷增大【答案】B2．(多選)(2021屆海南七校聯(lián)考)如圖所示，在一豎直平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線上串有兩個(gè)電阻R1和R2，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線均接觸良好．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒的電阻可忽略．若導(dǎo)體棒向左加速運(yùn)動(dòng)，則

(

)A．流經(jīng)R1的電流方向向上B．流經(jīng)R2的電流方向向下C．流經(jīng)R1的電流方向向下D．流經(jīng)R2的電流方向向上【答案】AD【解析】導(dǎo)體棒PQ向左切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可判斷出導(dǎo)體棒與R1組成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是順時(shí)針?lè)较颍戳鹘?jīng)R1的電流方向向上，A正確．導(dǎo)體棒與電阻R2組成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较颍戳鹘?jīng)R2的電流方向向上，D正確．3．如圖，金屬環(huán)A用絕緣輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸，并位于其左側(cè)．閉合開(kāi)關(guān)，電路穩(wěn)定后，若變阻器的滑片P向左移動(dòng)，則

(

)A．金屬環(huán)A向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)向外擴(kuò)張B．金屬環(huán)A向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)向里收縮C．金屬環(huán)A向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)向外擴(kuò)張D．金屬環(huán)A向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)向里收縮【答案】B【解析】變阻器滑片P向左移動(dòng)，電阻變小，電流變大．據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原電流磁場(chǎng)方向相反，故相互排斥，金屬環(huán)A將向左運(yùn)動(dòng)．因磁通量增大，金屬環(huán)A有收縮趨勢(shì)．A、C、D錯(cuò)誤，B正確．4．(2020年全國(guó)卷Ⅲ)如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)．圓環(huán)初始時(shí)靜止．將圖中開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到 (

)A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C．撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)D．撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】無(wú)論開(kāi)關(guān)S撥至哪一端，當(dāng)把電路接通的一瞬間，左邊線圈中的電流從無(wú)到有，電流在線圈軸線上的磁場(chǎng)從無(wú)到有，從而引起穿過(guò)圓環(huán)的磁通量突然增大．根據(jù)楞次定律(增反減同)，右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流．異向電流相互排斥，所以無(wú)論哪種情況，圓環(huán)均向右運(yùn)動(dòng)．故選B．思維導(dǎo)悟應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流和電動(dòng)勢(shì)的方向1．利用楞次定律判斷的感應(yīng)電流的方向也是電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，利用右手定則判斷的感應(yīng)電流方向也是做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．若電路為開(kāi)路，可假設(shè)電路閉合，應(yīng)用楞次定律或右手定則確定電路中假想電流的方向即為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．2．在分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電勢(shì)高低時(shí)，一定要明確產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路就是電源．在電源內(nèi)部，電流方向從低電勢(shì)處流向高電勢(shì)處．“一定律、三定則”的比較命題點(diǎn)三右手定則、左手定則、安培定則的比較與應(yīng)用[師生共研類]名稱基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則(因電生磁)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則(因電受力)電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則(因動(dòng)生電)閉合回路磁通量變化楞次定律(因磁生電)例3

(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，在MN的左邊有一閉合電路．當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是 (

)A．向右加速運(yùn)動(dòng)

B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)

D．向左減速運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】MN向右運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明MN受到向右的安培力．因?yàn)閍b在MN處的磁場(chǎng)垂直于紙面向里，用左手定則可判斷MN中的感應(yīng)電流由M流向N.再用安培定則判斷L1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，然后用楞次定律可判斷出L2中磁場(chǎng)方向向上減弱、L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)．若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱，由安培定則可知PQ中電流從Q到P且減小，后由右手定則知PQ向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)，由安培定則可知PQ中電流從P到Q且增大，后由右手定則知PQ向左加速運(yùn)動(dòng)．1．(多選)(2022年撫州月考)如圖所示，在一水平固定放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方一條形磁鐵從離地面高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始下落，最后落在水平地面上．磁鐵下落過(guò)程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過(guò)而不與圓環(huán)接觸．若不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.則下列說(shuō)法正確的是

(

)A．在磁鐵下落的整個(gè)過(guò)程中，從上向下看圓環(huán)，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向始終為逆時(shí)針B．在磁鐵下落的整個(gè)過(guò)程中，從上向下看圓環(huán)，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針C．磁鐵在整個(gè)下落過(guò)程中，圓環(huán)對(duì)它的作用力方向始終豎直向上【答案】BC2．(2021年河北卷)如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)．狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為θ，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連．導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F的作用下從O點(diǎn)開(kāi)始以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)．忽略所有電阻．下列說(shuō)法正確的是

(