《创新设计》2015年高考物理一轮教师用书

,选修3-2

第九章电磁感应

第九章电磁感应③L-

第1讲也磁感应现象楞次定律

梳理深化-强基固本必考必会必记必做

考点u磁通量(考纲要求I)

1.概念：在磁感应强度为8的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与8的乘积.

2.公式：中=盥

3.单位：1Wb^lT-m2.

4.公式的适用条件：

①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直，即8J_S

考点回电磁感应现象(考纲要求I)

1.电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生

的现象.

2.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•部分导体在磁场内做切割磁感线运动.

3.产生电磁感应现象的实质：电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路

闭合则产生感应电流;如果回路不闭合，则只有感应电动势,而无感应电流.

思维茶化1判断正误，正确的划“J”，错误的划“X”.

(1)磁通量是标量，但有正、负之分.()

(2)磁通量与线圈的匝数无关.()

(3)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生.()

(4)电路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流.()

答案⑴J(2)V(3)X(4)X

考点回楞次定律(考纲要求II)

内容：感应电流的磁场

总要阻偿引起感应电流

的磁丽的变化

适用他国:一切电瀛一

应现象

思维深化2判断正误，正确的划“J”，错误的划“X”.

（1）感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反.（）

（2）感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化.（）

（3）穿过不闭合回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用.（）

（4）感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化.（）

答案（1）X（2）X（3）X（4）J

基础自测

图9-1-1

1.（单选）如图9—1—1所示，必是水平面上一个圆的直径，在过"的竖直面内

有一根通电直导线4,且勿"平行于"，当歹竖直向上平移时，穿过圆面积的磁

通量将（）.

A.逐渐变大B.逐渐减小

C.始终为零D.不为零，但始终保持不变

解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线。'产生的，因为通电直导线位于圆的

正上方，所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过该面积的条数相等，即磁

通量为零，而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化.故C正确.

答案C

2.（单选）（2013•宁波市期末）如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够

产生感应电流的是（）.

解析根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量发生变化才能产生感应电流,

只有选项B正确.

答案B

图9-1-2

3.（单选）如图9—1—2所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成

闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环4下列各种情况中铜环/中

没有感应电流的是（）.

A.线圈中通以恒定的电流

B.通电时，使滑动变阻器的滑片尸匀速移动

C.通电时，使滑动变阻器的滑片尸加速移动

D.将电键突然断开的瞬间

解析当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为稳恒磁场，通过铜环力的磁通量不

发生变化，不会产生感应电流.

答案A

图9-1-3

4.（单选）如图9—1—3所示，接有理想电压表的三角形导线框而c,在匀强磁场

中向右运动，问：框中有无感应电流？6两点间有无电势差？电压表有无读数

（示数不为零称有读数）（）.

A.无、无、无B.无、有、有

C.无、有、无D.有、有、有

解析应注意到产生感应电动势及感应电流的条件，同时还应了解电压表的工作

原理.由于穿过三角形导线框的磁通量不变，所以框中没有感应电流产生；由于

而边和防边均做切割磁感线的运动，所以均将产生b端为正极的感应电动势，4、

b两点间有电势差；由于没有电流流过电压表，所以其表头指针将不发生偏转，

即电压表无读数（示数为零）.综上所述：应选C.

答案c

5.（单选）某实验小组用如图9—1—4所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁

铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是（）.

A.（7-G—A

B.先a-G—h,后b-G-^a

C.b—^G—^a

D.先b—^G-a,后qf6

解析①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下.

②明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加.

③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上.

④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针（俯视）即:b-G-a.

同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可

得线圈中将产生顺时针方向的感应电流（俯视），电流从a-^G-^b.

答案D

多维课堂：热点突破师生互动教学相长

热点一电磁感应现象的判断

1.判断电磁感应现象是否发生的一般流程

［确定研究的电路确该电路内的磁场分布)

［电路闭哈，布•感应电流］、

他路不闭合，无感应］二些期，确定该电路

随流、行感应电动势心彳

.的磁通-8

［元一应电流、无感应电动势片研

2.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.

【典例1】

图9一1一5

如图9—1—5所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属

框由I平移到II,第二次将金属框绕边翻转到H,设先后两次通过金属框的磁

通量变化量大小分别为公孙和A02，则().

A.△①(>△①2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现

B.△①\=△①》两次运动中线框中均有沿“儿曲方向电流出现

C.A0I<A02>两次运动中线框中均有沿adc几方向电流出现

D.A0|<A02，两次运动中线框中均有沿"。曲方向电流出现

解析设金属框在位置I的磁通量为。I,金属框在位置n的磁通量为由题

可知：△。1=如-。||,△。2=|-。"-血|，所以金属框的磁通量变化量大小

△⑦1<八中2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中

线框中均出现沿。成人7方向的电流，C对.

答案c

反思总结加深对磁通量概念的理解，走出误区

(1)磁通量是一个双向标量，考虑通过某个面内的磁通量时，应取磁通量的代数和.

(2)利用O=8S求磁通量时，S应为某平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.

【跟踪短训】

：B

/\b

I

图9—1—6

1.如图9—1—6所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒

ab,有一个磁感应强度为8的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹

角为夕在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是().

A.向右运动，同时使。减小

B.使磁感应强度8减小，，角同时也减小

C.刃向左运动，同时增大磁感应强度8

D.而向右运动，同时增大磁感应强度8和，角(0。</90。)

解析设此时回路面积为S,据题意，磁通量。=8Scos仇对A,S增大，。减小,

cos。增大，则。增大，A正确，对B,8减小，。减小，cos。增大，。可能不变,

B错误.对C,S减小，B增大，。可能不变，C错误.对D,S增大，8增大，

。增大，cos。减小，。可能不变，D错误.故只有A正确.

答案A

热点二楞次定律的理解及应用

1.判断感应电流方向的“四步法”

一

一原

.一

感

—

四

电<=安培定则；

流

判断感应电流的方向

2.用右手定则判断

该方法适用于部分导体切割磁感线.判断时注意掌心、四指、拇指的方向:

(I)掌心——磁感线垂直穿入；

(2)拇指---指向导体运动的方向；

(3)四指——指向感应电流的方向.

【典例2】下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动,

将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电

流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的

感应电流的方向等情况，其中正确的是().

审题指导

明确‘谈电路磁通

研

究

对豪量如何变化

一

是

哪

合

个

闭

电

路该电路磁场

方向如何

解析根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C选项为例，当磁铁向下运动时:

(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；

⑵穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；

(3)感应电流产生的磁场方向——向下；

(4)利用安培定则判断感应电流的方向—与图中箭头方向相同.线圈的上端为S

极，磁铁与线圈相互排斥.运用以上分析方法可知，C、D正确.

答案CD

【跟踪短训】

图9-1-7

2.如图9—1—7所示，金属棒/、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒而

在匀强磁场8中沿导轨向右运动，则().

A.M棒不受安培力作用

B.而棒所受安培力的方向向右

C.仍棒向右运动速度。越大，所受安培力越大

D.螺线管产生的磁场，〃端为N极

解析金属棒而沿导轨向右运动时，安培力方向向左，以“阻碍”其运动，选项

A、B错误；金属棒而沿导轨向右运动时，感应电动势£=8勿，感应电流/=£7火,

安培力尸=8〃=一/，可见，选项C正确；根据右手定则可知，流过金属棒/

的感应电流的方向是从6流向。，所以流过螺线管的电流方向是从/端到达8端,

根据右手螺旋定则可知，螺线管的Z端为S极，选项D错误.

答案C

热点三楞次定律的推广应用

楞次定律中“阻碍”的主要表现形式

(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”：

(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；

(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势—“增缩减扩”；

(4)阻碍原电流的变化(自感现象)一“增反减同”.

【典例3]

闻

图9-1-8

如图9—1—8所示，光滑固定导轨〃、N水平放置，两根导体棒P、。平行放置

在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时().

A.尸、。将互相靠拢

B.P、。将互相远离

C.磁铁的加速度仍为g

D.磁铁的加速度大于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反抗产生感应

电流的原因.本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路,

“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近.所以，P、。将互相靠拢且磁铁

的加速度小于g,应选A.

方法二设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、。中的感应

电流方向，根据左手定则可判断P、。所受安培力的方向，可见，P、。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，磁铁符受到向上的反

作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的

结论.所以，本题应选A.

答案A

反思总结根据楞次定律的一些结论直接解答此题，比直接利用楞次定律、安培

定则判断要简单明了.

【跟踪短训】

R电源

图9-1-9

3.如图9一1一9所示，就是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体

线圈，当滑动变阻器及的滑片P自左向右滑动过程中，线圈必将（）.

A.静止不动

B.逆时针转动

C.顺时针转动

D.发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向

解析当P向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈"的磁通量增

大，根据楞次定律判断，线圈必将顺时针转动.

答案C

0,

图9—1—10

4.如图9一1一10所示，Z为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷,

在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环8,使B的环面水平且与圆盘面平行,

其轴线与胶木盘4的轴线重合.现使胶木盘/由静止开始绕其轴线

按箭头所示方向加速转动，则().

A.金属环8的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大

B.金属环8的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小

C.金属环8的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小

D.金属环8的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大

解析使胶木盘N由静止开始绕其轴线O。'按箭头所示方向加速转动，金属环

B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环5的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉

力减小，选项B正确.

答案B

思维建模・素养提升探究思想增知提能

思想方法15.“三个定则、一个定律”的综合应用技巧

1.应用现象及规律比较

基本现象应用的定则或定律

运动电荷、电流产生的磁场安培定则

磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则

电磁部分导体做切割磁感线运动右手定则

感应闭合回路磁通量变化楞次定律

2.应用技巧

多定则应用的关键是抓住因果关系：

(1)因电而生磁安培定则；

(2)因动而生电(办右手定则；

(3)因电而受力(/、8-/安)一左手定贝U.

3.一般解题步骤

（1）分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒.

（2）结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律.

（3）正确地利用所选择的规律进行分析和判断.

【典例】

图9-1-11

如图9一1一11所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒

MV的左边有一闭合电路，当尸。在外力的作用下运动时，向右运动.则尸。

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

审题指导由肱V的运动情况一确定肱V所受的安培力方向（安垠足则）处的

磁场方向（左王星则）MTV中的感应电流方向（安■培星则》1中感应电流的磁场方向

（楞次星律）心中磁场方向及变化情况（安塔匡则）尸。中电流方向及大小变化

（右琴则）确定pQ所做的运动.

解析向右运动，说明朋N受到向右的安培力，因为而在处的磁场垂直

纸面向里左立起则中的感应电流由安裁定阴%中感应电流的磁场方向

楞次定律中磁场方向向上减弱若L中磁场方向向上减弱安曳型则PQ

向上［心中磁场方向向下增强2

中电流为QfP且减小右正定网向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强

安•埴星则尸0中电流为P-Q且增大右■王星则向左加速运动.

答案BC

图9-1-12

即学即练如图9一1一12所示，金属导轨上的导体棒仍在匀强磁场中沿导轨做

下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（）.

A.向右做匀速运动B.向左做减速运动

C.向右做减速运动D.向右做加速运动

解析当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无

感应电流出现，A错；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现

从的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，

由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B对；同

理可判定C对、D错.

答案BC

附：对应高考题组（PPT课件文本，见教师用书）

1.（2011•海南高考）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为

寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是（）.

A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

D.焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系

解析奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A正确.欧姆定律描述了电

流与电阻、电压或电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联

系，B错误、D正确.法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C正确.

答案ACD

2.（2011・上海单科，13）如图，均匀带正电的绝缘圆环。与金属圆环6同心共面放

置，当。绕O点在其所在平面内旋转时，6中产生顺时针方向的感应电流，且具

有收缩趋势，由此可知，圆环。（）.

A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转

C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转

解析由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则。环内磁场应向里减弱或向外

增强，。环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于8环又有收缩趋势,

说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.

答案B

3.（2011•上海单科，20）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布,

水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置。后无初

速释放，在圆环从。摆向6的过程中（）.

A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针

B.感应电流方向一直是逆时针

C.安培力方向始终与速度方向相反

D.安培力方向始终沿水平方向

解析圆环从位置。运动的磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针;

跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆

到6的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以选项A正确；由于圆

环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平

方向，故D正确.

答案AD

4.（2012•山东卷，14）以下叙述正确的是（）.

A.法拉第发现了电磁感应现象

B.惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大

C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因

D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

解析电磁感应现象的发现者是法拉第，故选项A正确；惯性是物体本身固有的

属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，故选项B错误；伽利略通过理想斜面实

验得出力不是维持物体运动的原因，故选项C错误；楞次定律是能量守恒定律在

电磁感应现象中的表现，故选项D正确.

答案AD

5.（2012•课标全国卷，20）如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一

平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行.已知在，=0到，=人

的时间间隔内，直导线中电流，■发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时

针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流［•正方向与

图中箭头所示方向相同，则i随时间/变化的图线可能是（）.

解析因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强，而线框中左右两边的电流大

小相等，方向相反，所以受到的安培力方向相反，导线框的左边受到的安培力大

于导线框的右边受到的安培力，所以合力与左边框受力的方向相同.因为线框受

到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根据左手定则，导线框处的磁场方

向先垂直纸面向里，后垂直纸面向外，根据安培定则，导线中的电流先为正，后

为负，所以选项A正确，选项B、C、D错误.

答案A

活页•作业知能烈级

A对点训练----练熟基础知识

题组一电磁感应现象

G（sO

图9-1-13

1.（多选）如图9—1-13所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质

圆环.以下判断中正确的是（）.

A.释放圆环，环下落时产生感应电流

B.释放圆环，环下落时无感应电流

C.释放圆环，环下落时环的机械能守恒

D.释放圆环，环下落时环的机械能不守恒

解析由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量

为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，铜

环下落时机械能守恒，故A、D错误，B、C正确.

答案BC

2.（单选）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈4线圈8、电流计及电键如

图9一1一14所示连接.下列说法中正确的是（）.

图9-1-14

A.电键闭合后，线圈Z插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B.线圈〃插入线圈8中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转

C.电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零

刻度

D.电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片产加速滑动，电流计指针才能偏转

解析电键闭合后，线圈N插入或拔出都会引起穿过线圈5的磁通量发生变化，

从而电流计指针偏转，选项A正确；线圈Z插入线圈8中后，电键闭合和断开的

瞬间，线圈8的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；电键闭合

后，滑动变阻器的滑片尸无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈/的电流发

生变化，线圈5的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误.

答案A

T,

XXX

xxxL

xxx

图9—1—15

3.（多选）如图9—1-15所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入

匀强磁场中，然后再从磁场中穿出.已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度

h,下列说法正确的是（）.

A.线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生

B.线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生

C.线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能

D.整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能

解析产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场

中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项B、D错误.线框进入和穿出磁场

的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确.在产生感应电流的

过程中线框消耗了机械能，故选项C正确.

答案AC

题组二楞次定律的应用

图9—1—16

4.如图9一1一16所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中

的感应电流（自左向右看）（）.

A.沿顺时针方向

B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C.沿逆时针方向

D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向

解析条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根

据楞次定律，环中的感应电流（自左向右看）为逆时针方向，C对.

答案c

5.（单选）（2013•乌鲁木齐一诊）如图9一1一17所示，一圆形金属线圈放置在水平

桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上/点做切线。。‘，OO'与线圈

在同一平面上.在线圈以。O'为轴翻转180。的过程中，线圈中电流流向（）.

A.始终由

B.始终由4-。一8一4

C.先由8->4再由〃-*8-*C-*4

D.先由再由Zf

解析在线圈以O。'为轴翻转0~90。的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐

渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面下，由右手定则可知感应电流方向为

A-B-CfA;线圈以0。'为轴翻转90。~180。的过程中，穿过线圈反面向里的

磁通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由右手定则可知感应电

流方向仍然为Zf8-A正确.

答案A

图9-1-18

6.（单选）如图9—1一18所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体环。和3

当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时（）.

A.a向左摆，b向右摆

B.a向右摆，b向左摆

C.a向左摆，8不动

D.a向右摆，6不动

解析当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管产

生的磁场逐渐增强，穿过a的磁通量变大，根据楞次定律可知，a向左摆动；b

处于螺线管内部，其周围的磁场为匀强磁场，方向水平向左，圆环中虽然也产生

感应电流，但根据左手定则可判断出，安培力与6在同一个平面内，产生的效果

是使圆环面积缩小，并不使其摆动，所以C项正确.

答案C

'力

图9-1-19

7.（2012•海南高考）（单选）如图9-1-19所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬

挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过.现将环从位置I释放，环经过磁铁

到达位置II.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为。和T2,重力加

速度大小为g，则（）.

A.T\>mg,T2>mgB.T\<mg,72VMg

C.T\>mg,Tz<mgD.T\<mg,T6mg

解析环从位置I释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化,

都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用

力.根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以Ti>mg,T2>mg,选

项A正确.

答案A

/Q/

图9-1-20

8.（单选）如图9一1一20所示，圆形导体线圈”平放在水平桌面上，在“的正上

方固定，竖直螺线管b,二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合

回路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（）.

A.线圈。中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B.穿过线圈。的磁通量变小

C.线圈”有扩张的趋势

D.线圈a对水平桌面的压力外将增大

解析通过螺线管b的电流沿顺时针方向（俯视），根据右手螺旋定则判断出螺线

管6所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流

增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律，线圈a中所产生的感应

电流产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈。中的电流沿逆

时针方向（俯视），A选项错误；由于螺线管6中的电流增大，所产生的磁感应强

度增强，线圈a中的磁通量应变大，B选项错误；根据楞次定律，线圈a将阻碍

磁通量的增大，因此，线圈a缩小，线圈“对水平桌面的压力增大，C选项错误,

D选项正确.

答案D

左右

图9-1-21

9.（2013•海南卷，10）（多选）如图9-1-21所示，在水平光滑桌面上，两相同的

矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈

都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间（）.

A.两小线圈会有相互靠拢的趋势

B.两小线圈会有相互远离的趋势

C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向

D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向

解析在金属框接通逆时针方向电流的瞬间，在左右两个矩形刚性小线圈中产生

垂直于线圈向上的磁通量，根据楞次定律可得在两个小线圈中均产生沿顺时针方

向的感应电流，C项正确，D项错；为阻碍磁通量的增加，两小线圈会有相互远

离的趋势，B项正确，A项错.

答案BC

V

图9-1-22

10.（多选）如图9一1-22是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动,

则可能是（）.

A.开关S闭合瞬间

B.开关S由闭合到断开的瞬间

C.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动

D.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片尸向右迅速滑动

解析当开关S闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁

通量增加，由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的增加，钻头“向右运动远离左边

线圈，故A正确；当开关S由闭合到断开的瞬间，穿过右线圈的磁通量要减少，

为了阻碍磁通量的减少，钻头M要向左运动靠近左边的线圈，故B错误；开关S

闭合时，当滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时，回路的电阻减小，回路的电流增

大，产生的磁场增强，穿过右线圈的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，钻头

M向右运动远离左边线圈，故C正确；当滑动变阻器的滑片尸向右迅速滑动时，

回路的电阻增大，回路的电流减小，产生的磁场减弱，穿过右线圈的磁通量减少，

为了阻碍磁通量的减少，钻头"向左运动靠近左边线圈，故D错误.

答案AC

B深化训练——提高能力技巧

11.（多选）如图9—1—23所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈M

相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在金属导轨上的金属

棒ab的运动情况是（两线圈共面放置）（）.

图9-1-23

A.向右匀速运动B.向左加速运动

C.向右减速运动D.向右加速运动

解析欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，

由楞次定律可知有两种情况：一是M中有沿顺时针方向逐渐减小的电流，使其在

N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是〃■中有逆时针方向逐渐增大的电流,

使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大.因此对前者应使而减速向右运

动；对于后者，则应使而加速向左运动.

12.（2013•宝鸡三检）（单选）两块水平放置的金属板，板间距离为编用导线将两块

金属板与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，如图9一1一

24所示.两板间有一带正电的油滴恰好静止，则磁场的磁感应强度8随时间变化

的图象是（）.

解析带正电的油滴静止，即所受重力与电场力平衡，两板间为匀强电场，因此

线圈中产生的感应电动势为恒定值，由法拉第电磁感应定律可知，通过线圈的磁

通量一定是均匀变化的，AD两项错；油滴带正电，故下极板电势高于上极板电

势，感应电流产生磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，通过线圈的磁通量

均匀减小，故C项正确，B项错.

答案C

图9-1-25

13.（单选）如图9一1一25所示，金属棒而置于水平放置的U形光滑导轨上，在

g右侧存在有界匀强磁场8,磁场方向垂直导轨平面向下，在。'左侧的无磁场区

域cdgf内有一半径很小的金属圆环3圆环与导轨在同一平面内.当金属棒而

在水平恒力F作用下从磁场左边界十处由静止开始向右运动后，下列有关圆环的

说法正确的是（）.

A.圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势

B.圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势

C.圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势

D.圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势

解析根据右手定则，当金属棒仍在恒力户的作用下向右运动时，oMc回路中

会产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金

属棒向右加速运动，回路中的感应电流逐渐增大，穿过圆环的磁通量也逐渐

增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增大；abdc

回路中的感应电流/=等，感应电流的变化率第=等，又由于金属棒向右运动的

KZAZK

加速度。减小，所以感应电流的变化率减小，圆环内磁通量的变化率减小，所以

在圆环中产生的感应电流不断减小，选项C正确.

答案C

14.（多选）某同学将一条形磁铁放在水平转盘上，如图9—1—26甲所示，磁铁可

随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边.当转盘（及磁铁）转动时，

引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致.经过

操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象.该同学猜测磁感应强度传感

器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这

种猜测（）.

条形磁铁磁感应强度传感器

乙

图9-1-26

A.在，=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化

B.在，=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化

C.在，=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值

D.在/=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值

解析图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应电

流的大小变化./=01S时刻，图线斜率最大，意味着磁通量的变化率最大，感应

电动势最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，/=0.1s时刻前后的图

线斜率一正一负，说明产生的感应电流的方向发生了变化，所以A、C正确；同

理可知，=0.15s时刻，图线斜率不是最大值，且该时刻前后图线斜率全为负值，

说明线圈内产生的感应电流的方向没有变化，而且大小并未达到最大值，选项B、

D错误.

答案AC

第2讲法拉第电，磁感应定律自感涡流

梳理深化*强基固本必考必会必记必做

法拉第电磁感应定律(考纲要求

考点U

II)

1.感应电动势

(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势.

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关.

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断.

2.法拉第电磁感应定律

(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.

(2)公式：E=〃等，其中〃为线圈匝数.

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律,即/=舟F:.

3.导体切割磁感线时的感应电动势

(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用£=8勿求出,式中/为导体切割磁感

线的有效长度.

(2)导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向

匀速转动产生感应电动势E=B1W=驯2①(平均速度等于中点位置的线速度少①).

思维聚化1判断正误，正确的划“，错误的划“X”.

(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大.()

(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大.()

(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大.()

(4)线圈匝数〃越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大.()

答案(1)X(2)X(3)V(4)X

考点回自感、涡流(考纲要求I)

1.自感现象

(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感.

(2)自感电动势

①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势.

②表达式：E=琮.

(3)自感系数L

①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关.

②单位：亨利(H),1mH=102H,luH=106H.

2.涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流,

这种电流像水的漩涡所以叫涡流.

思维为化2判断正误，正确的划“，错误的划“X”.

(1)线圈中的电流越大，自感系数也越大.()

(2)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大.()

(3)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化.()

答案(1)X(2)V(3)J

基础自测

1.(单选)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直,

关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）.

A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关

B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大

C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大

D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

解析由法拉第电磁感应定律£=击知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A

错.感应电动势正比于笑，与磁通量的大小无直接关系，B错误、C正确.根据

楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反

减同”，D错误.

答案C

2.（单选）机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有

线圈，线圈中通以交变电流.关于其工作原理，以下说法正确的是（）.

A.人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流

B.人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产

生感应电流

C.线圈产生的交变磁场不会在金属物品中产生交变的感应电流

D.金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流

解析一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属物品被磁化磁性

也很弱，同时，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故

A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生

交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C错误；该涡流产生的磁场又会在线圈中

产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D正确.

答案D

图9-2-1

3.（多选）在如图9一2—1所示的电路中，小和均是两个相同的灯泡，线圈A的

自感系数足够大，电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是（）.

A.合上开关S时，儿先亮，小后亮，最后一样亮

B.断开开关S时，小和4都要过一会儿才熄灭

C.断开开关S时，刈闪亮一下再熄灭

D.断开开关S时，流过山的电流方向向右

解析合上开关S时，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流增大，并且阻碍作用

逐渐变小直至为零，故儿先亮，小后亮，最后一样亮.选项A正确.断开开关S

时，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流减小，因电路稳定时通过小和庆的电

流大小相等，故断开开关S时，小和4都逐渐熄灭，流过的电流方向向左.选

项B正确，C、D错误.

答案AB

4.（单选）有一个匀强磁场边界是ER在EE右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，

如图9-2-2甲所示.现有一个闭合的金属线框以恒定速度从瓦'右侧水平进入

匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的，一/图象如图乙所示，则可能的线框

是下列四个选项中的（）.

解析由图乙可知，电流先是均匀增加，后均匀减小，又尸小华”/，所以金

属线框切割磁感线的有效长度应先是均匀增加，后均匀减小，A项符合；B、C

项线框中间部分进入磁场后切割磁感线的有效长度不变；D项切割磁感线的有效

长度不是均匀地增加和减小.

答案A

A'

5.（2013•黄冈中学月考）（多选）如图9—2—3所示，一个正方形金属框放在表面是

绝缘且光滑的斜面顶端，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜

面底边BB'平行的匀强磁场，已知金属框的边长L小于磁场的宽度d.则关于金

属框进入磁场过程中可能做的运动，下列说法正确的是（）.

A.匀速运动B.匀加速运动

C.匀减速运动D.先加速后匀速运动

解析若金属框在进入磁场时速度恰好满足wgsin8=,则做匀速运动，A

D-T

正确；若速度比较大，则做减速运动，一八一-mgsin8=ma,加速度逐渐减小；

r2

若速度比较小，则做加速运动，wgsin0~-示—=ma,加速度逐渐减小，所以D

正确，B、C错误.

答案AD

图9-2-4

6.（多选）用•根横截面积为S、电阻率为p的硬质导线做成一个半径为r的圆环,

时为圆环的一条直径.如图9—2—4所示，在“6的左侧存在一个均匀变化的匀

强磁场，磁场垂直圆环所在平面，磁感应强度大小随时间的变化率等=网%<0）.则

().

A.圆环中产生逆时针方向的感应电流

B.圆环具有扩张的趋势

C.圆环中感应电流的大小为||

D.图中。、6两点间的电势差。刈=*/

解析根据楞次定律可知，磁通量减少，圆环中产生顺时针方向的感应电流，A

选项错误；圆环有扩张的趋势，B选项正确；圆环产生的感应电动势大小为|容

kS尸1

则圆环中的电流大小为4,C选项错误；U"等于如尸的绝对值，D选项正确.

答案BD

多维课堂•热点突破师生互动教学相长

热点一法拉第电磁感应定律E=〃等的应用

1.磁通量变化通常有两种方式

(1)磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时E=〃啮.

(2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时E=〃等S,其中笑是

8—/图象的斜率.

2.决定感应电动势E大小的因素

E的大小由等和线圈的匝数共同决定.

特别提示①E的大小与。、△。的大小无必然联系.

②。=0时，堂不一定为零.

【典例1]

XXXX

♦)B

XXXX

dC

XXXX

图9-2-5

(2013・江苏卷，13)如图9—2—5所示,匀强磁场中有“矩形闭合线圈abed,线圈

平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=L0m、bc=0.5m,电阻r

=2。.磁感应强度8在0〜1s内从零均匀变化到0.2T.在1〜5s内从0.2T均匀

变化到一0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求：

(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；

⑵在1〜5s内通过线圈的电荷量q；

⑶在0〜5s内线圈产生的焦耳热Q.

审题指导(1)0-1s内谁引起线圈中的磁通量发生变化？

(2)感应电动势的计算公式E=.

(3)公式q=It中的/应为电路中电流值，如何计算电流I?

(4)①公式中的/是恒定的还是变化的？

②在0〜5s内线圈的电流一样吗？如何计算0