2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二2.1 楞次定律（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二2.1楞次定律（含答案）2.1楞次定律模块一知识掌握知识点一实验：探究影响感应电流方向的因素【知识梳理】1．实验原理(1)由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向．(2)通过实验，观察、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系．2．实验器材条形磁体，线圈，电流表，导线若干，滑动变阻器，开关，干电池，电池盒．3．实验过程(1)探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系．实验电路如图甲、乙所示：结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏．(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)(2)探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向①按图连接电路，明确线圈的绕线方向．②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验．③观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格．甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时抽出线圈S极朝下时抽出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)感应电流的方向(在线圈上方俯视)逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)原磁场与感应电流磁场方向的关系④整理器材．4．结果分析根据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种情况下，磁通量都，感应电流的磁场方向与原磁场方向，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都，感应电流的磁场方向与原磁场方向，阻碍磁通量的减少．实验结论：感应电流具有这样的方向，即总要引起感应电流的．5．注意事项(1)确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流大小，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表．(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计．(3)实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．(4)按照控制变量的思想进行实验．（2023•海淀区校级三模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于该实验，下列说法正确的是（）A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转 C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向左偏转（2023•房山区二模）如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，正确连接好电路后，关于该实验，下列说法不正确的是（）A．开关闭合瞬间，电流表的指针发生偏转 B．开关闭合后，电路达稳定状态，电流表指针不发生偏转 C．开关闭合后，线圈A从线圈B中插入与拔出时，电流表指针发生偏转 D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，电流表指针不发生偏转（2022秋•香坊区校级期末）利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流计G上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（）A．断开开关S时，电流表指针向右偏转 B．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转 C．线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转知识点二楞次定律【知识梳理】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．2．从能量角度理解楞次定律感应电流沿着楞次定律所述的方向，是定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使能转化为感应电流的．【重难诠释】1．对楞次定律的理解(1)楞次定律中的因果关系楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果．(2)对“阻碍”的理解问题结论谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化为何阻碍原磁场的磁通量发生了变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响(3)“阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．2．楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤(1)明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向．(2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化．(3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向．(4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向．（2023春•蚌埠期末）如图所示，磁场方向垂直纸面向里，金属导轨EF、CD在竖直平面内垂直磁场平行放置，并通过绕在竖直铁芯上的导线连接，铁芯正上方有一水平放置的金属环，金属杆AB竖直放置，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，现突然用外力向右拉动金属杆AB，下列说法正确的是（）A．AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向上 B．AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向下 C．AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向上 D．AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向下（2022秋•朝阳区校级期末）如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（）A．P、Q将相互远离 B．磁铁的加速度小于g C．磁铁的加速度等于g D．磁铁下落时势能的减少量等于其动能的增加量（2023春•渝中区校级期中）某同学制作了一个简易的稳定装置，如图所示，N极朝右的条形磁铁正中心被细线悬挂在天花板下，沿条形磁铁中轴线的左右两侧放置两个完全相同的闭合圆形线圈，线圈始终与地面保持相对静止，需要稳定的实验设备悬挂于条形磁铁下方（图中未画出），当条形磁铁左右摆动或前后转动时，可快速地回到初始的稳定状态，则（）A．当条形磁铁向右摆动时，从右往左看，右侧线圈将产生逆时针的感应电流 B．当条形磁铁向右摆动时，左侧线圈有收缩的趋势，右侧线圈有扩张的趋势 C．无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈总是同时对磁铁提供排斥力 D．无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈的感应电流方向总是相反知识点三右手定则的理解和应用【情境导入】如图所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动．(1)请用楞次定律判断感应电流的方向．(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？【知识梳理】如图所示，内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使指向导线运动的方向，这时所指的方向就是感应电流的方向．【重难诠释】1．右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断．2．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动．(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源．3．楞次定律与右手定则的比较规律比较内容楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况联系右手定则是楞次定律的特例（2023春•拉萨期末）如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是（）A．导体棒中的电流方向由B→A B．电流表A2中的电流方向由D→C C．电流表A1中的电流方向由E→F D．电流表A1中的电流方向由F→E（2022秋•清远期末）家住合肥的张同学周末来到郊外的公园游玩，一架飞机由西向东匀速飞过张同学的头顶。下列说法正确的是（）A．两机翼电势一样高 B．南边的机翼电势高 C．北边的机翼电势高 D．无法判断（2021秋•杨浦区校级期中）如图，两金属棒ab、cd分别置于两个异名磁极之间，组成闭合回路。能使cd棒受到向下磁场力的情况是（）A．磁极I为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向左运动 B．磁极I为S极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向左运动 C．磁极I为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向上运动 D．磁极I为N极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向下运动模块二巩固提高（2020春•河南月考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（）A．赤道上方的磁感应强度大于两极 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．飞机往返于北京和上海时，总是左机翼的电势更高（2023春•渝中区校级月考）自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的曙光。如果有一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现（）A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向，再是顺时针方向的感应电流 C．逆时针方向的持续流动的感应电流 D．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流（2023春•马鞍山期末）纸面内固定有并排放置的正方形线框A和B，虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，该磁场区域从图示位置开始沿纸面运动后，B中产生了顺时针方向的感应电流，则匀强磁场区域可能的运动情况是（）A．向左匀速运动 B．向左加速运动 C．向右匀速运动 D．向右加速运动（2023•海南）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（2023春•荔湾区校级月考）某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落应急安全装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设闭合线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对电梯内乘客的伤害。当电梯中的永久磁铁坠落至图示位置时（）A．该安全装置使电梯停在空中 B．线圈A、B中的感应电流方向相反 C．只有线圈A在阻碍电梯下落 D．只有线圈B在阻碍电梯下落（2023春•湖北期中）如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd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（图甲中电流所示的方向为正方向），则（）A．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 B．t2到t3时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 C．在t2时刻，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右 D．在t3时刻，线框内电流最大，线框受力最大（2023•西城区三模）竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图所示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（）A．不动 B．顺时针转动，同时靠近导线 C．顺时针转动，同时离开导线 D．逆时针转动，同时靠近导线（2023•武汉模拟）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一正方形导线框abcd，ab边与直导线平行。调节电流I的大小，使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A．导线框中产生的感应电流逐渐增大 B．导线框中产生的感应电流沿顺时针方向 C．导线框的bc边受到的安培力大小恒定 D．导线框整体受到的安培力方向水平向右（2023春•通州区期中）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（）A．线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视） B．线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视） C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小 D．线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大（2023春•兰州期中）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L。先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（）​A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D．金属线框最终将在磁场内左右摆动（2023•梅河口市校级三模）如图所示的是某教学楼西面墙上的一扇钢窗，将钢窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见夕阳落下。以推窗人的视角来看，在钢窗中地磁场磁通量增大的过程中（）A．钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势的大小不变 B．钢窗中产生了逆时针电流，感应电动势的大小是变化的 C．钢窗竖直边框受到地磁场的安培力的方向是不变的 D．钢窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值（2023春•天河区校级期中）如图，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的恒定电流，a、p两个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面内，a在导线cd的左侧，p在导线cd与ef之间，则（）A．穿过p的磁通量为零 B．a、p圆心处的磁场方向相同 C．cd、ef所受到的安培力方向相反 D．a向左平动时产生逆时针方向的感应电流（2023春•鼓楼区校级期中）如图（a）所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图（b）所示的交变电流，t＝0时电流方向为顺时针（如图箭头所示），在t1～t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是（）A．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 D．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势（2022秋•雅安期末）如图所示，螺线管B套在螺线管A外边，螺线管A经过滑动变阻器和开关与电源相连构成直流电路；螺线管B接电流计构成闭合回路。某同学发现开关S接通瞬间，电流表指针向右偏转，则（）A．开关闭合后，螺线管A向上移动，电流表指针向左偏转 B．开关闭合后，螺线管A中铁芯向上拔出，电流表指针向右偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表指针向左偏转 D．开关闭合电路达到稳定后，突然断开开关瞬间，电流表指针向右偏转

2.1楞次定律模块一知识掌握知识点一实验：探究影响感应电流方向的因素【知识梳理】1．实验原理(1)由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向．(2)通过实验，观察、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系．2．实验器材条形磁体，线圈，电流表，导线若干，滑动变阻器，开关，干电池，电池盒．3．实验过程(1)探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系．实验电路如图甲、乙所示：结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏．(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)(2)探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向①按图连接电路，明确线圈的绕线方向．②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验．③观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格．甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时抽出线圈S极朝下时抽出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)感应电流的方向(在线圈上方俯视)逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)原磁场与感应电流磁场方向的关系④整理器材．4．结果分析根据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少．实验结论：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．5．注意事项(1)确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流大小，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表．(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计．(3)实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．(4)按照控制变量的思想进行实验．（2023•海淀区校级三模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于该实验，下列说法正确的是（）A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转 C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向左偏转【解答】解：AB．磁体向上加速、减速或匀速抽出，螺线管内磁通量向上在减小，线圈中感应电流产生感应磁场向上，就能观察到灵敏电流计指针向右偏转，故A错误，B正确；C．将磁体的N、S极对调，向上抽出、磁通量向下在减小，则线圈中感应电流产生感应磁场向下，灵敏电流计指针仍向左偏转，故C错误；D．将磁体的N、S极对调，向下插入、磁通量向下在增加，则线圈中感应电流产生感应磁场向上，灵敏电流计指针仍向右偏转，故D错误。故选：B。（2023•房山区二模）如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，正确连接好电路后，关于该实验，下列说法不正确的是（）A．开关闭合瞬间，电流表的指针发生偏转 B．开关闭合后，电路达稳定状态，电流表指针不发生偏转 C．开关闭合后，线圈A从线圈B中插入与拔出时，电流表指针发生偏转 D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，电流表指针不发生偏转【解答】解：产生感应电流的必要条件有两个，一个是电路是闭合且通的；二是穿过闭合电路的磁通量发生变化；其中ACD都满足了这两个条件，都产生了感应电流，故电流表的指针发生偏转，B电路稳定，没有磁通量变化，故B中电流表指针不发生偏转，故ABC正确，D错误。本题选不正确的，故选：D。（2022秋•香坊区校级期末）利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流计G上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（）A．断开开关S时，电流表指针向右偏转 B．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转 C．线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转【解答】解：A.闭合开关S时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏转；断开开关，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针的向左偏转，故A错误；B.线圈A向上移动时，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针的向左偏转，故B错误；C.线圈A中铁芯向上拔出时，穿过线圈B的磁场减小，磁通量减小，电流表指针的向左偏转；D.滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电流变大，穿过线圈B的磁场变大，磁通量增加，电流表指针的向右偏转。故选：D。知识点二楞次定律【知识梳理】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．从能量角度理解楞次定律感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能．【重难诠释】1．对楞次定律的理解(1)楞次定律中的因果关系楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果．(2)对“阻碍”的理解问题结论谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化为何阻碍原磁场的磁通量发生了变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响(3)“阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．2．楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤(1)明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向．(2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化．(3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向．(4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向．（2023春•蚌埠期末）如图所示，磁场方向垂直纸面向里，金属导轨EF、CD在竖直平面内垂直磁场平行放置，并通过绕在竖直铁芯上的导线连接，铁芯正上方有一水平放置的金属环，金属杆AB竖直放置，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，现突然用外力向右拉动金属杆AB，下列说法正确的是（）A．AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向上 B．AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向下 C．AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向上 D．AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向下【解答】解：突然用外力向右拉动金属杆AB，AB向右加速切割磁感线，根据右手定则判断，可知AB中感应电流方向为B→A，因穿过金属环的磁通量突然增加，根据楞次定律推论可知，金属环受到的安培力向上。故ABD错误，C正确。故选：C。（2022秋•朝阳区校级期末）如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（）A．P、Q将相互远离 B．磁铁的加速度小于g C．磁铁的加速度等于g D．磁铁下落时势能的减少量等于其动能的增加量【解答】解：A、当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误；BC、由于电磁感应的过程中阻碍相对运动，则磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故B正确，C错误；D、由于电磁感应，磁铁的一部分机械能转化为电能，所以磁铁的动能的增加量小于其势能的减少量，故D错误。故选：B。（2023春•渝中区校级期中）某同学制作了一个简易的稳定装置，如图所示，N极朝右的条形磁铁正中心被细线悬挂在天花板下，沿条形磁铁中轴线的左右两侧放置两个完全相同的闭合圆形线圈，线圈始终与地面保持相对静止，需要稳定的实验设备悬挂于条形磁铁下方（图中未画出），当条形磁铁左右摆动或前后转动时，可快速地回到初始的稳定状态，则（）A．当条形磁铁向右摆动时，从右往左看，右侧线圈将产生逆时针的感应电流 B．当条形磁铁向右摆动时，左侧线圈有收缩的趋势，右侧线圈有扩张的趋势 C．无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈总是同时对磁铁提供排斥力 D．无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈的感应电流方向总是相反【解答】解：A．N极朝右的条形磁铁向右摆动时，向右穿过右侧线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，右侧线圈将产生方向向左的感应磁场，从右往左看为顺时针的电流，故A错误；B．条形磁铁向右摆动时，向右穿过右侧线圈的磁通量增加，根据楞次定律，右侧线圈有收缩的趋势，穿过左侧线圈的磁通量减少，根据楞次定律左侧线圈有扩张的趋势，故B错误；C．根据楞次定律的推广“阻碍相对运动”可知，条形磁铁摆动时，靠近线圈时会受到排斥力作用，远离线圈时会受到吸引力作用，故两侧线圈总是一个提供排斥力，一个提供吸引力，故C错误；D．条形磁铁摆动时，两侧线圈的磁通量总是朝同一方向且一个增加一个减少，故线圈内会产生反方向的感应磁场，从而形成方向相反的感应电流，故D正确。故选：D。知识点三右手定则的理解和应用【情境导入】如图所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动．(1)请用楞次定律判断感应电流的方向．(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？答案(1)感应电流的方向为a→d→c→b→a；(2)满足右手定则．【知识梳理】如图所示，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，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．【重难诠释】1．右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断．2．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动．(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源．3．楞次定律与右手定则的比较规律比较内容楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况联系右手定则是楞次定律的特例（2023春•拉萨期末）如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是（）A．导体棒中的电流方向由B→A B．电流表A2中的电流方向由D→C C．电流表A1中的电流方向由E→F D．电流表A1中的电流方向由F→E【解答】解：A、根据右手定则可以判断导体棒中电流的方向为由A→B，故A错误；BCD、导体棒与电流表A1、A2通过矩形金属框构成闭合回路，其中导体棒相当于电源，其B端相当于电源正极，所以通过电流表A1的电流方向是由F→E，通过A2的电流方向为由C→D，故BC错误，D正确。故选：D。（2022秋•清远期末）家住合肥的张同学周末来到郊外的公园游玩，一架飞机由西向东匀速飞过张同学的头顶。下列说法正确的是（）A．两机翼电势一样高 B．南边的机翼电势高 C．北边的机翼电势高 D．无法判断【解答】解：当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，飞机的北边机翼电势高，南边机翼电势低，故C正确，ABD错误。故选：C。（2021秋•杨浦区校级期中）如图，两金属棒ab、cd分别置于两个异名磁极之间，组成闭合回路。能使cd棒受到向下磁场力的情况是（）A．磁极I为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向左运动 B．磁极I为S极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向左运动 C．磁极I为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向上运动 D．磁极I为N极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向下运动【解答】解：A、磁极Ⅰ为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向左运动，根据右手定则，可得感应电流方向由b到a，则金属棒cd中的电流方向为由d到c，根据左手定则，可得cd棒受到向下磁场力，故A正确；B、磁极Ⅰ为S极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向左运动，根据右手定则，可得感应电流方向由b到a，则金属棒cd中的电流方向为由d到c，根据左手定则，可得cd棒受到向上磁场力，故B错误；C、磁极Ⅰ为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向上运动，回路中不会产生感应电流，cd棒中不会产生安培力，故C错误；D、磁极I为N极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向下运动，回路中不会产生感应电流，cd棒中不会产生安培力，故D错误。故选：A。模块二巩固提高（2020春•河南月考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（）A．赤道上方的磁感应强度大于两极 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．飞机往返于北京和上海时，总是左机翼的电势更高【解答】解：A、磁感线的疏密表示磁场的强弱，则赤道上方的磁感应强度小于两极，故A错误；B、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B错误；C、由于磁场方向沿磁感线的切线方向，则只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，故C错误；D、北纬地区地磁场有竖直向下的分量，飞机往返于北京和上海时，据右手定则可得，总是左机翼的电势更高，故D正确。故选：D。（2023春•渝中区校级月考）自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的曙光。如果有一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现（）A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向，再是顺时针方向的感应电流 C．逆时针方向的持续流动的感应电流 D．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流【解答】解：只有N极的磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，可分成穿入和穿出两个过程：当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知，感应磁场方向：从上向下看，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向：从上向下，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针。所以磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的持续流动的感应电流。故C正确，ABD错误。故选：C。（2023春•马鞍山期末）纸面内固定有并排放置的正方形线框A和B，虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，该磁场区域从图示位置开始沿纸面运动后，B中产生了顺时针方向的感应电流，则匀强磁场区域可能的运动情况是（）A．向左匀速运动 B．向左加速运动 C．向右匀速运动 D．向右加速运动【解答】解：AC.当匀强磁场向左匀速或向右匀速运动，等价于A线框的左边反向匀速切割磁感线，产生的是恒定的电动势，则产生的磁场也是恒定的，导致穿过B线框的磁通量不变，B线框不能产生感应电流，故AC错误；BD.匀强磁场向左加速运动，等效为线框的左边在向右加速运动切割磁感线，A线框中产生的感应电动势和感应电流都增大，由右手定则知感应电流为顺时针方向，根据安培定则可知A线圈在B框中产生的磁场方向垂直纸面向外，而磁通量增大，由楞次定理可知B线框的感应电流为顺时针；同理匀强磁场向右减速运动时，B中产生的感应电流也为顺时针方向，故B正确，D错误。故选：B。（2023•海南）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【解答】解：A、根据安培定则可知，线圈1、2中的电流形成的磁场方向都是竖直向下的，故A错误；BC、汽车进入磁场时，线圈abcd磁通量向下增大，根据楞次定律可知，感应电流方向是adcba，离开时磁通量向下减小，根据楞次定律可知感应电流方向是abcda，故B错误、C正确；D、根据楞次定律的推广可知，安培力的方向总是与汽车相对于磁场的运动方向相反，在汽车离开线圈1进入线圈2时，汽车受到的安培力方向与速度方向相反，故D错误。故选：C。（2023春•荔湾区校级月考）某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落应急安全装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设闭合线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对电梯内乘客的伤害。当电梯中的永久磁铁坠落至图示位置时（）A．该安全装置使电梯停在空中 B．线圈A、B中的感应电流方向相反 C．只有线圈A在阻碍电梯下落 D．只有线圈B在阻碍电梯下落【解答】解：A．若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故A错误；B．当电梯运动时，穿过两线圈的磁通量方向相同，一个增加一个减少，根据楞次定律可知，两线圈产生的感应磁场方向相反，根据安培定则可知，两线圈产生的感应电流方向相反，故B正确；CD．由上知，两线圈均产生感应电流，感应电流产生的磁场，均阻碍电梯的运动，故CD错误。故选：B。（2023春•湖北期中）如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd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（图甲中电流所示的方向为正方向），则（）A．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 B．t2到t3时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 C．在t2时刻，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右 D．在t3时刻，线框内电流最大，线框受力最大【解答】解：A．由图可知t1到t2时间内，直导线中电流方向向上，根据安培定则可知，根据楞次定律可知线框位置处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中电流减小，穿过线框的磁通量减小，线框中感应电流产生的磁场在线框内部方向也垂直纸面向里，可知线框内电流的方向为abcda，根据左手定则可知，直导线产生的磁场，对ad边的安培力向左，对bc边的安培力向右，对ab边的安培力向上，对cd边的安培力向下，根据直导线产生的磁场分布可知，ab与cd边所受安培力的合力为0，ad边的安培力大于bc边的安培力，则线框受力向左，故A正确；B．t2到t3时间内，直导线中电流方向向下，根据安培定则可知，线框位置处的磁场方向垂直纸面向外，直导线中电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中感应电流产生的磁场在线框内部方向垂直纸面向里，根据安培定则，可知线框内电流的方向为abcda，根据左手定则可知，直导线产生的磁场，对ad边的安培力向右，对bc边的安培力向左，对ab边的安培力向下，对cd边的安培力向上，根据直导线产生的磁场分布可知，ab与cd边所受安培力的合力为0，ad边的安培力大于bc边的安培力，则线框受力向右，故B错误；C．根据上述可知，在t2时刻直导线中电流为0，则此时刻直导线没有产生磁场，即线框没有受到安培力作用，故C错误；D．在t3时刻图线切线的斜率为0，即电流的变化率为0，则其产生磁场的磁感应强度的变化率为0，所以此时刻线框中的感应电流为0，线框受到的安培力为0，故D错误。故选：A。（2023•西城区三模）竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图所示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（）A．不动 B．顺时针转动，同时靠近导线 C．顺时针转动，同时离开导线 D．逆时针转动，同时靠近导线【解答】解：根据安培定则可知，通电导线ab在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里。采用电流元法，将圆环分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安培力向下，圆环将逆时针转动。再用特殊位置法：圆环转过90°时，通电直导线AB对左半圆环产生吸引力，对右半圆环产生排斥力，由于吸引力大于排斥力，圆环靠近AB．则从左向右看，线圈将逆时针转动，同时靠近直导线AB．故D正确，A、B、C错误。故选：D。（2023•武汉模拟）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一正方形导线框abcd，ab边与直导线平行。调节电流I的大小，使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A．导线框中产生的感应电流逐渐增大 B．导线框中产生的感应电流沿顺时针方向 C．导线框的bc边受到的安培力大小恒定 D．导线框整体受到的安培力方向水平向右【解答】解：B、根据右手螺旋定则可知，线框处于垂直纸面向里的磁场中，且空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，故B错误；A、空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，根据法拉第电磁感应定律E＝nS可知，感应电流恒定不变，故A错误；C、线框bc边所受安培力F＝BIL，因为B在随时间均匀增加，所以线框bc边所受的安培力变大，故C错误；D、通电导线周围磁场不是均匀磁场，离导线越近，磁场越强，所以线框中ab边所在的磁感应强度大于bc边所在磁感应强度，根据F＝BIL可知，ab边所受安培力大，由左手定则确定ab边受安培力向右，cd边受安培力向左，上下两边合力为零，所以线框整体受到的安培力方向水平向右，故D正确；故选：D。（2023春•通州区期中）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（）A．线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视） B．线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视） C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小 D．线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大【解答】解：A．线圈在位置A时，通过线圈的磁场斜向下，线圈向下运动，从A到B过程，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针（俯视），故A错误；B．线圈在位置C时，通过线圈的磁场斜向上，线圈向下运动，从B到C过程，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针（俯视），故B错误；C．在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，根据磁通量定义，则线圈在位置B时穿过线圈的磁通量为零，故C正确；D．根据对称性可知，A、B之间和B、C之间的距离相等，但线圈在位置C时的运动速度较大，磁通量变化较快，则线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大，故D错误。故选：C。（2023春•兰州期中）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L。先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（）​A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D．金属线框最终将在磁场内左右摆动【解答】解：A、金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→d→c→b→a，故A错误；B、金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误；CD、根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等。如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，故C错误，D正确。故选：D。（2023•梅河口市校级三模）如图所示的是某教学楼西面墙上的一扇钢窗，将钢窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见夕阳落下。以推窗人的视角来看，在钢窗中地磁场磁通量增大的过程中（）A．钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势的大小不变 B．钢窗中产生了逆时针电流，感应电动势的大小是变化的 C．钢窗竖直边框受到地磁场的安培力的方向是不变的 D．钢窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值【解答】解：AB．在地球表面，磁场方向由南指向北，地磁场在水平方向上可看作匀强磁场，将钢窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ＝BS；当线圈与磁场平行时，磁通量Φ＝当窗框转过90°时，磁感线与线框平面垂直，穿过环面的磁通量最大，根据楞次定律，钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势e＝BSωcosωt不断变化，故AB错误；C．钢窗竖直边框电流方向不变，根据左手定则可知受到地磁场的安培力的方向不变，故C正确；D．钢窗中磁通量最大时，磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。故选：C。（2023春•天河区校级期中）如图，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的恒定电流，a、p两个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面内，a在导线cd的左侧，p在导线cd与ef之间，则（）A．穿过p的磁通量为零 B．a、p圆心处的磁场方向相同 C．cd、ef所受到的安培力方向相反 D．a向左平动时产生逆时针方向的感应电流【解答】解：A．由题意，根据安培定则，可判断知通电直导线cd和ef在p圆环处产生的磁场方向均垂直纸面向外，所以穿过p的磁通量不为零，故A错误；B．由于距离通电导线越近，产生的磁场越强，距离导线越远，产生的磁场越弱，根据安培定则，结合对称性，可判断知通电直导线cd和ef在a圆心处产生磁场的合磁场方向垂直纸面向里；通电直导线cd和ef在p圆心处产生磁场的合磁场方向垂直纸面向外，穿过二者的磁场的方向相反，故B错误；C．根据两通电直导线之间的相互作用规律：“同向相吸，异向相斥”，可知cd所受到的安培力向左，ef所受到的安培力向右，cd、ef所受到的安培力方向相反，故C正确；D．a处的磁场方向垂直纸面向里，a圆环向左平动，则穿过a圆环垂直纸面向里的磁通量将减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向也垂直纸面向里，由安培定则可判断知在a内产生感应电流的方向为顺时针方向，故D错误。故选：C。（2023春•鼓楼区校级期中）如图（a）所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图（b）所示的交变电流，t＝0时电流方向为顺时针（如图箭头所示），在t1～t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是（）A．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 D．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势【解答】解：由图可知，t＝0时电流方向为顺时针，在t1～t2时间内，电流方向与开始时方向相反，故可知电流为逆时针方向；对于线圈A的逆时针方向电流增大，导致线圈B磁通量增大，感应电流的磁场与它相反，根据安培定则可知，线圈A在线圈B内部产生磁场方向垂直纸面向外，则线圈B内有顺时针方向的电流。此时线圈B的电流方向与线圈A电流方向相反，由异向电流相互排斥，可知线圈间有相互排斥，所以线圈B有的扩张的趋势。故D正确，ABC错误。故选：D。（2022秋•雅安期末）如图所示，螺线管B套在螺线管A外边，螺线管A经过滑动变阻器和开关与电源相连构成直流电路；螺线管B接电流计构成闭合回路。某同学发现开关S接通瞬间，电流表指针向右偏转，则（）A．开关闭合后，螺线管A向上移动，电流表指针向左偏转 B．开关闭合后，螺线管A中铁芯向上拔出，电流表指针向右偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表指针向左偏转 D．开关闭合电路达到稳定后，突然断开开关瞬间，电流表指针向右偏转【解答】解：开关S接通瞬间，磁通量增加，电流表指针向右偏转，由此可知磁通量增加会引起电流表右偏，反之左偏。A．开关闭合后，螺线管A向上移动，穿过螺线管B的磁通量减少，因此电流表指针向左偏转，故A正确；B．开关闭合后，螺线管A中铁芯向上拔出，穿过螺线管B的磁通量减少，因此电流表指针向左偏转，感应B错误；C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻减小，电流增大，穿过螺线管B的磁通量增加，因此电流表指针向右偏转，故C错误；D．开关闭合电路达到稳定后，突然断开开关瞬间，可知穿过螺线管B的磁通量减少，因此电流表指针向左偏转，故D错误。故选：A。

2.2法拉第电磁感应定律模块一知识掌握知识点一法拉第电磁感应定律【情境导入】我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流大小的决定因素和遵循的物理规律．如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中．(1)快速插入和缓慢插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(2)分别用同种规格的一根磁体和并列的两根磁体以相同速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(3)在线圈匝数一定的情况下，感应电动势的大小取决于什么？【知识梳理】1．感应电动势在现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于．2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比．(2)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n为线圈的匝数．(3)在国际单位制中，磁通量的单位是，感应电动势的单位是．【重难诠释】1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)的比较磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)物理意义某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数在某一过程中，穿过某个面的磁通量的变化量穿过某个面的磁通量变化的快慢当B、S互相垂直时的大小Φ＝BSΔΦ＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ2－Φ1,B·ΔS,S·ΔB))eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(|Φ2－Φ1|,Δt),B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S))注意若穿过的平面中有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝BS.Φ为抵消以后所剩余的磁通量开始和转过180°时平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是零在Φ－t图像中，可用图线的斜率表示eq\f(ΔΦ,Δt)2.公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的理解感应电动势的大小E由磁通量变化的快慢，即磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)决定，与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ无关．（2023春•阿勒泰地区期末）如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀的增大到2B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）A．Ba22Δt B．nBa22Δt（2023春•天津期末）如图所示，置于匀强磁场中的闭合金属线圈，磁场方向垂直线圈平面向里，当磁感应强度随时间均匀减小时，线圈中将产生（）A．顺时针方向恒定的电流 B．逆时针方向恒定的电流 C．顺时针方向逐渐减小的电流 D．逆时针方向逐渐减小的电流（2023春•城西区校级月考）如图甲所示，一个匝数为n的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直纸面向里的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法错误的是（）A．0～t1时间内P端电势高于Q端电势 B．0～t1时间内电压表的读数为n(BC．t1～t2时间内R上的电流为nBD．t1～t2时间内P端电势低于Q端电势（2023春•天河区期末）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t＝0时磁感应强度的方向如图（a）所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示。则在t＝0到t＝t1的时间间隔内（）A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿逆时针方向 C．圆环中的感应电动势大小为B0D．圆环中的感应电流大小为B（2023春•菏泽期中）如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环所围面积为0.1m2。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，则导体环中（）A．0～1s内与1～2s内，电流方向相反 B．0～2s内与2～4s内，电流方向相同 C．t＝1s时，感应电流为零 D．t＝3s时，感应电动势大小为0.01V知识点二导体棒切割磁感线时的感应电动势【情境导入】(1)如图，导体棒CD在匀强磁场中运动．自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力．导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？(为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷．)(2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？(以上讨论不必考虑自由电荷的热运动．)【知识梳理】1．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝.甲乙2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，E＝.3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向，导体棒克服做功，把其他形式的能转化为电能．【重难诠释】对公式的理解(1)当B、l、v三个量的方向互相垂直时，E＝Blv；当有任意两个量的方向互相平行时，导线将不切割磁感线，E＝0.(2)当l垂直于B且l垂直于v，而v与B成θ角时，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝Blvsinθ.(3)若导线是弯折的，或l与v不垂直时，E＝Blv中的l应为导线两端点在与v垂直的方向上的投影长度，即有效切割长度．图甲中的有效切割长度为：l＝eq\x\to(cd)sinθ；图乙中的有效切割长度为：l＝eq\x\to(MN)；图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，l＝eq\r(2)R；沿v2的方向运动时，l＝R.（2023春•内江期末）当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机的速度相同，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星。现有一绳系卫星在地球赤道上空自西向东运行，忽略地球自转。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场B＝4.6×10﹣5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6km/s，以下说法正确的是（）A．缆绳中的感应电动势约为7.2×103V B．缆绳中的感应电动势约为7.2V C．航天飞机端的电势高于卫星端的电势 D．如果卫星与航天飞机由南向北飞，航天飞机端的电势高于于卫星端的电势（2023春•潮州期末）如图所示，在一磁感应强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R的电阻。导轨上垂直放置着金属棒ab，其接入电路的电阻为r。当金属棒在水平拉力作用下以速度v向左做匀速运动时（）A．ab棒所受安培力向右 B．N、Q间电势差为BLv C．a端电势比b端电势低 D．撤去拉力后ab棒所受安培力向左（2023春•滨海新区期末）如图所示，固定的水平U形导线框处于范围足够大的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。导线框左端连接一阻值为R的电阻，阻值为r的导体棒ab沿导线框向右做匀速直线运动，若导体棒ab长度为L，运动的速度大小为v且不计导线框的电阻、导体棒与框间的摩擦，导线框足够长。则（）A．导体棒中感应电流的方向为a→b B．导体棒所受安培力大小为B2C．导体棒ab两端电压大小为BLvR+rD．电阻R的发热功率为B（2023春•重庆期末）把一根长导线两端连在一灵敏电流表接线柱上，形成闭合回路。两同学东西方向面对面站立，每分钟摇动导线120圈，使他们之间的导线中点O在竖直面内做半径为1m的匀速圆周运动，如图所示。已知当地的地磁场磁感应强度大小为4.5×10﹣5T，方向与水平地面成37°角向下，则下列说法中正确的是（）A．摇动过程中，导线中产生了大小变化、方向不变的电流 B．摇动过程中，O点处于最高点时导线中产生的感应电动势最大 C．摇动过程中，O点附近5cm长的导线（可近似看成直线）产生的感应电动势最大值为9π×10﹣6V D．若两同学南北方向面对面站立，其他条件不变，则产生的电流有效值更大（2023春•迎泽区校级月考）如图所示，两光滑的平行导轨固定在绝缘水平面上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，两导体棒ab、cd垂直地放在导轨上与导轨始终保持良好的接触，现给导体棒ab、cd水平方向的速度分别为v1、v2，取水平向右的方向为正方向。则下列说法正确的是（）A．如果v1＝0、v2＞0，则感应电流方向沿a→b→d→c→a B．如果v1＜0、v2＞0，则回路中没有感应电流 C．如果v1＝v2＞0，则感应电流方向沿a→c→d→b→a D．如果v2＞v1＞0，则感应电流方向沿a→c→d→b→a知识点三导体棒转动切割磁感线产生的电动势【重难诠释】导体棒转动切割磁感线：E＝eq\f(1,2)Bl2ω.如图所示，长为l的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，ab棒所产生的感应电动势大小可用下面两种方法推出．方法一：棒上各处速率不等，故不能直接用公式E＝Blv求．由v＝ωr可知，棒上各点的线速度跟半径成正比．故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算．eq\x\to(v)＝eq\f(ωl,2)，E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bl2ω.方法二：设经过Δt时间，ab棒扫过的扇形面积为ΔS，则ΔS＝eq\f(1,2)lωΔtl＝eq\f(1,2)l2ωΔt，磁通量的变化ΔΦ＝BΔS＝eq\f(1,2)Bl2ωΔt，所以E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(BΔS,Δt)＝eq\f(1,2)Bl2ω(n＝1)．（2023•深圳一模）某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为ω。该处地磁场的水平分量为Bx，竖直分量为By。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）A．12BxLω，a端电势高于b端电势B．12BxL2ω，a端电势低于b端电势C．12ByL2ω，a端电势高于b端电势D．12ByL2ω（2023春•西宁期末）如图所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差为（）A．12BωR2 B．2BωR2 C．4BωR2 D．6BωR（2023•鼓楼区校级模拟）如图，长为L的导体棒MN在匀强磁场B中绕平行于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动，棒与轴OO'间的夹角为α，则UMN为（）A．0 B．14BωL2sin2αC．12Bω（Lsinα）2 D．12Bω（Lcosα（2022秋•李沧区校级期末）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是（）A．Ua＞Uc，金属框中无电流 B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣a C．Ubc=-12Bl2ωD．Ubc=12Bl2（2023•江苏）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知识点四公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)与E＝Blvsinθ的区别与联系【重难诠释】公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ研究对象某个回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体内容(1)求的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程对应．(2)当Δt→0时，E为瞬时感应电动势(1)若v为瞬时速度，求的是瞬时感应电动势．(2)若v为平均速度，求的是平均感应电动势．(3)当B、l、v三者均不变时，平均感应电动势与瞬时感应电动势相等适用范围对任何电路普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情况联系(1)E＝Blvsinθ是由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)在一定条件下推导出来的．(2)整个回路的感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零（2022秋•番禺区校级期末）如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（）A．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B．回路中感应电流大小不变，为BLC．回路中感应电流方向不变，为D→C→R→D D．回路中有周期性变化的感应电流（2023春•新郑市期中）如图所示，磁感应强度为B的有界匀强磁场的宽度为L，一质量为m、电阻为R、边长为d（d＜L）的正方形金属线框竖直放置．线框由静止释放，进入磁场过程中做匀速运动，完全离开磁场前已做匀速运动．已知重力加速度为g，下列说法中错误的是（）A．进、出磁场过程中电流方向不同 B．进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等 C．通过磁场的过程中产生的热量为mgL D．MN边离开磁场时的速度大小为mgR（2023春•新吴区校级期中）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45°。若线框的总电阻为R，则（）A．AC刚进入磁场时，DA两端电势差等于DC两端电势差 B．AC刚进入磁场时，线框中感应电流为2BavC．AC刚进入磁场时，线框所受安培力为2BD．在以后穿过的过程中，线框的速度不可能减小到零模块二巩固提高（2023春•成都期中）水平放置的光滑平行导轨固定，导轨左侧接有定值电阻R，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，足够长的金属棒ab置于导轨上且接触良好。如图甲，当金属棒ab垂直于导轨以速度v向右匀速运动时，金属棒ab产生的感应电动势为E1。如图乙，保持磁感应强度不变，当金属棒ab倾斜放置，与导轨成θ＝30°，仍以速度v向右匀速运动时，金属棒ab产生的感应电动势为E2。不计导轨和金属棒ab的电阻，则通过金属棒ab的电流方向及E1和E2之比分别为（）A．a→b，1：1 B．a→b，1：2 C．b→a，1：1 D．b→a，2：1（2023春•温江区校级期中）如图所示，导体杆OQ在作用于OQ中点且垂直于OQ的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于框架平面，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则（）A．感应电动势的大小为12B．通过导体杆的电流为BrC．外力的大小为B2D．电阻R上消耗的功率为B（2023春•行唐县校级期中）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R，金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下（方向不变），现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，则（）A．ab中的感应电流方向由b到a B．电阻R的热功率逐渐变小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐变小（2022秋•雁塔区校级期末）很多人喜欢到健身房骑车锻炼。某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B＝0.5T，圆盘半径l＝0.3m，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R＝10Ω的小灯泡，某次当后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压大小U＝0.6V。则（）A．车速越大时，人骑得越轻松 B．电压表的正接线柱应与b相接 C．该自行车后轮边缘的线速度大小为4m/s D．该自行车后轮边缘的线速度大小为6m/s（2023•莱西市校级学业考试）如图所示，半径为0.2m粗细均匀的圆形轨道内存在着垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T，导体棒ab与虚线直径平行，长度为0.4m，在外力作用下沿轨道平面匀速运动，速度大小为3m/s。已知轨道总电阻为4Ω，导体棒总电阻为2Ω。运动过程中导体棒与轨道良好接触，忽略阻力及摩擦，当导体棒通过圆心时，a、b两点的电势差为（）A．0.6V B．0.5V C．0.3V D．0.2V（2022秋•五华区校级期末）如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为（）A．c→a，2：1 B．a→c，1：2 C．a→c，2：1 D．c→a，1：2（2022秋•襄都区校级期末）如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两个闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速拉到磁场外，不考虑线框的重力，若闭合线框中的电流分别为Ia、Ib，则Ia：Ib为（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4（2023春•天津期末）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q。（2023•大连模拟）如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积S＝0.02m2，匝数N＝200匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为L＝0.2m的光滑平行金属导相连，导轨固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2＝0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量m＝0.02kg的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻R＝1Ω，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场B2中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）导体棒进入磁场B2前流过导体棒的感应电流大小和方向；（2）导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。

2.1楞次定律模块一知识掌握知识点一实验：探究影响感应电流方向的因素【知识梳理】1．实验原理(1)由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向．(2)通过实验，观察、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系．2．实验器材条形磁体，线圈，电流表，导线若干，滑动变阻器，开关，干电池，电池盒．3．实验过程(1)探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系．实验电路如图甲、乙所示：结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏．(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)(2)探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向①按图连接电路，明确线圈的绕线方向．②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验．③观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格．甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时抽出线圈S极朝下时抽出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)感应电流的方向(在线