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第2講　法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流
目標要求　1.理解法拉第電磁感應(yīng)定律，會應(yīng)用E＝n進行有關(guān)計算.2.會計算導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.3.了解自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼．
考點一　法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用
1．感應(yīng)電動勢
(1)感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢．
(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的____________發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)．
2．法拉第電磁感應(yīng)定律
(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的________________________成正比．
(2)公式：E＝n，其中n為線圈匝數(shù)．
(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：I＝______________________________________________.
(4)說明：E的大小與Φ、ΔΦ無關(guān)，決定于磁通量的變化率.
1．Φ＝0，不一定等于0.(　　)
2．穿過線圈的磁通量變化越大，感應(yīng)電動勢也越大．(　　)
3．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大．(　　)
4．線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大．(　　)
對公式E＝n的理解
1．若已知Φ－t圖像，則圖線上某一點的切線斜率為.
2．當ΔΦ僅由B的變化引起時，E＝n，其中S為線圈在磁場中的有效面積．若B＝B0＋kt，則＝k.
3．當ΔΦ僅由S的變化引起時，E＝nB.
4．當B、S同時變化時，則E＝n≠n.
例1　(2022·河北卷·5)將一根絕緣硬質(zhì)細導線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為S1，小圓面積均為S2，垂直線圈平面方向有一隨時間t變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小B＝B0＋kt，B0和k均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為(　　)
A．kS1 B．5kS2
C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2)
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例2　(2022·全國甲卷·16)三個用同樣的細導線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長與圓線框的直徑相等，圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長相等，如圖所示．把它們放入磁感應(yīng)強度隨時間線性變化的同一勻強磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為I1、I2和I3.則(　　)
A．I1I3>I2
C．I1＝I2>I3 D．I1＝I2＝I3
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考點二　動生電動勢
1．導體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的算式E＝Blv的理解
(1)直接使用E＝Blv的條件是：在勻強磁場中，B、l、v三者互相垂直．如果不相互垂直，應(yīng)取垂直分量進行計算．
(2)有效長度
公式E＝Blv中的l為導體兩端點連線在____________速度方向上的投影長度．如圖，導體的有效長度分別為：
圖甲：l＝sin β.
圖乙：沿v方向運動時，l＝.
圖丙：沿v1方向運動時，l＝________；沿v2方向運動時，l＝________.
(3)相對速度
E＝Blv中的速度v是導體相對________的速度，若磁場也在運動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系．
2．導體轉(zhuǎn)動切割磁感線
如圖，當長為l的導體在垂直于勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)的平面內(nèi)，繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，當導體運動Δt時間后，轉(zhuǎn)過的弧度θ＝ωΔt，掃過的面積ΔS＝l2ωΔt，則E＝＝＝Bl2ω(或E＝Bl＝Bl＝Bl＝Bl2ω)．
1．公式E＝Blv中的l是導體棒的總長度．(　　)
2．磁場相對導體棒運動，導體棒中也可能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(　　)
考向1　有效長度問題
例3　(2023·上海市模擬)如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．當圓環(huán)運動到圖示位置(∠aOb＝90°)時，a、b兩點的電勢差Uab為(　　)
A.BRv B.BRv
C．－BRv D．－BRv
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考向2　平動切割磁感線
例4　(2023·江蘇省灌南一中高三檢測)如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對稱軸．一導線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動，當運動到關(guān)于OO′對稱的位置時，下列說法不正確的是(　　)
A．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相反
B．回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0
C．回路中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向
D．穿過回路的磁通量為零
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考向3　轉(zhuǎn)動切割磁感線
例5　金屬棒ab長度L＝0.5 m，阻值r＝1 Ω，放在半徑分別為r1＝0.5 m和 r2＝1.0 m的水平同心圓環(huán)導軌上，兩圓環(huán)之間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B＝2 T；從兩圓環(huán)下端引出導線連接一阻值為R＝2 Ω的電阻，ab在外力作用下以角速度ω＝4 rad/s 繞圓心順時針(從上往下看)做勻速圓周運動，不計圓環(huán)導軌的電阻和一切摩擦，下列說法正確的是(　　)
A．a(chǎn)點的電勢低于b點的電勢
B．電阻R兩端的電壓為3 V
C．在金屬棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為 J
D．在金屬棒旋轉(zhuǎn)半周的時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為 J
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考點三　自感現(xiàn)象
1．概念：當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出____________．這種現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢．
2．表達式：E＝________________.
3．自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的________、形狀、________以及是否有鐵芯有關(guān)．
1．線圈中電流越大，自感系數(shù)也越大．(　　)
2．對于同一個線圈，電流變化越快，線圈中的自感電動勢也越大．(　　)
3．自感電動勢總是阻止原電流的變化．(　　)
通電自感和斷電自感的比較
電路圖
器材要求 A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大 L很大(有鐵芯)
通電時 在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮 燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩(wěn)定
斷電時 回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向 ①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗； ②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗． 兩種情況下燈泡中電流方向均改變
總結(jié) 自感電動勢總是阻礙原電流的變化
例6　(2023·湖南省長郡中學模擬)某同學想對比自感線圈和小燈泡對電路的影響，他設(shè)計了如圖甲所示的電路，電路兩端電壓U恒定，A1、A2為完全相同的電流傳感器．先閉合開關(guān)K得到如圖乙所示的i－t圖像，等電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)(斷開開關(guān)的實驗數(shù)據(jù)未畫出)．下列關(guān)于該實驗的說法正確的是(　　)
A．閉合開關(guān)時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零
B．圖乙中的a曲線表示電流傳感器A2測得的數(shù)據(jù)
C．斷開開關(guān)時，小燈泡會明顯閃亮后逐漸熄滅
D．t1時刻小燈泡與線圈的電阻相等
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　　　　　　 分析自感問題的三個技巧
考點四　渦流　電磁阻尼和電磁驅(qū)動
1．渦流現(xiàn)象
(1)渦流：塊狀金屬放在________磁場中，或者讓它在非均勻磁場中運動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的漩渦狀感應(yīng)電流．
(2)產(chǎn)生原因：金屬塊內(nèi)____________變化→感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流．
2．電磁阻尼
當導體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導體受到安培力，安培力總是________導體的運動．
3．電磁驅(qū)動
如果磁場相對于導體轉(zhuǎn)動，在導體中會產(chǎn)生____________使導體受到安培力而運動起來．
1．電磁阻尼體現(xiàn)了能量守恒定律．(　　)
2．電磁阻尼阻礙相對運動，電磁驅(qū)動促進二者相對運動．(　　)
例7　如圖所示，關(guān)于渦流的下列說法中錯誤的是(　　)
A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置
B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的
C．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動
D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流
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例8　(2023·江蘇南京市、鹽城市模擬)如圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖．電磁制動是一種非接觸的制動方式，其原理是當導體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運動時，會產(chǎn)生渦流，使導體受到阻礙運動的制動力．下列說法正確的是(　　)
A．制動過程中，導體不會產(chǎn)生熱量
B．如果導體反向轉(zhuǎn)動，此裝置將不起制動作用
C．制動力的大小與線圈中電流的大小無關(guān)
D．線圈電流一定時，導體運動的速度越大，制動力就越大
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第2講　法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流
目標要求　1.理解法拉第電磁感應(yīng)定律，會應(yīng)用E＝n進行有關(guān)計算.2.會計算導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.3.了解自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼．
考點一　法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用
1．感應(yīng)電動勢
(1)感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢．
(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)．
2．法拉第電磁感應(yīng)定律
(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．
(2)公式：E＝n，其中n為線圈匝數(shù)．
(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：I＝.
(4)說明：E的大小與Φ、ΔΦ無關(guān)，決定于磁通量的變化率.
1．Φ＝0，不一定等于0.(　√　)
2．穿過線圈的磁通量變化越大，感應(yīng)電動勢也越大．(　×　)
3．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大．(　√　)
4．線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大．(　×　)
對公式E＝n的理解
1．若已知Φ－t圖像，則圖線上某一點的切線斜率為.
2．當ΔΦ僅由B的變化引起時，E＝n，其中S為線圈在磁場中的有效面積．若B＝B0＋kt，則＝k.
3．當ΔΦ僅由S的變化引起時，E＝nB.
4．當B、S同時變化時，則E＝n≠n.
例1　(2022·河北卷·5)將一根絕緣硬質(zhì)細導線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為S1，小圓面積均為S2，垂直線圈平面方向有一隨時間t變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小B＝B0＋kt，B0和k均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為(　　)
A．kS1 B．5kS2
C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2)
答案　D
解析　由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝＝＝kS1，每個小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2＝＝＝kS2，由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相同，故線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，故D正確，A、B、C錯誤．
例2　(2022·全國甲卷·16)三個用同樣的細導線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長與圓線框的直徑相等，圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長相等，如圖所示．把它們放入磁感應(yīng)強度隨時間線性變化的同一勻強磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為I1、I2和I3.則(　　)
A．I1I3>I2
C．I1＝I2>I3 D．I1＝I2＝I3
答案　C
解析　設(shè)圓線框的半徑為r，則由題意可知正方形線框的邊長為2r，正六邊形線框的邊長為r；所以圓線框的周長為C2＝2πr，面積為S2＝πr2.同理可知正方形線框的周長和面積分別為C1＝8r，S1＝4r2，正六邊形線框的周長和面積分別為C3＝6r，S3＝，三個線框材料粗細相同，根據(jù)電阻定律R＝ρ，可知三個線框電阻之比為
R1∶R2∶R3＝C1∶C2∶C3＝8∶2π∶6
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有I＝＝·
可得電流之比為I1∶I2∶I3＝2∶2∶
即I1＝I2>I3，故選C.
考點二　動生電動勢
1．導體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的算式E＝Blv的理解
(1)直接使用E＝Blv的條件是：在勻強磁場中，B、l、v三者互相垂直．如果不相互垂直，應(yīng)取垂直分量進行計算．
(2)有效長度
公式E＝Blv中的l為導體兩端點連線在垂直于速度方向上的投影長度．如圖，導體的有效長度分別為：
圖甲：l＝sin β.
圖乙：沿v方向運動時，l＝.
圖丙：沿v1方向運動時，l＝R；沿v2方向運動時，l＝R.
(3)相對速度
E＝Blv中的速度v是導體相對磁場的速度，若磁場也在運動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系．
2．導體轉(zhuǎn)動切割磁感線
如圖，當長為l的導體在垂直于勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)的平面內(nèi)，繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，當導體運動Δt時間后，轉(zhuǎn)過的弧度θ＝ωΔt，掃過的面積ΔS＝l2ωΔt，則E＝＝＝Bl2ω(或E＝Bl＝Bl＝Bl＝Bl2ω)．
1．公式E＝Blv中的l是導體棒的總長度．(　×　)
2．磁場相對導體棒運動，導體棒中也可能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(　√　)
考向1　有效長度問題
例3　(2023·上海市模擬)如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．當圓環(huán)運動到圖示位置(∠aOb＝90°)時，a、b兩點的電勢差Uab為(　　)
A.BRv B.BRv
C．－BRv D．－BRv
答案　D
解析　有效切割長度即a、b連線的長度，如圖所示
由幾何關(guān)系知有效切割長度為R，所以產(chǎn)生的電動勢為E＝BLv＝B·Rv，電流的方向為a→b，所以Uab<0，由于在磁場部分的阻值為整個圓的，所以Uab＝－B·Rv＝－BRv，故選D.
考向2　平動切割磁感線
例4　(2023·江蘇省灌南一中高三檢測)如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對稱軸．一導線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動，當運動到關(guān)于OO′對稱的位置時，下列說法不正確的是(　　)
A．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相反
B．回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0
C．回路中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向
D．穿過回路的磁通量為零
答案　A
解析　根據(jù)右手定則可知，回路中的電流為逆時針方向；根據(jù)左手定則可知，回路中ab邊電流的方向由a→b，磁場的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd邊電流的方向由c→d，磁場的方向向里，所受安培力方向向左，即ab邊與cd邊所受安培力方向相同，故A錯誤，符合題意；C正確，不符合題意．a(chǎn)b邊切割磁感線的電動勢b端為正，cd邊切割磁感線的電動勢c端為負，故回路電動勢為E＝2BLv0，故B正確，不符合題意；此時回路中有一半面積磁場垂直紙面向外，一半面積磁場垂直紙面向內(nèi)，因此穿過回路的磁通量為零，故D正確，不符合題意．
考向3　轉(zhuǎn)動切割磁感線
例5　金屬棒ab長度L＝0.5 m，阻值r＝1 Ω，放在半徑分別為r1＝0.5 m和 r2＝1.0 m的水平同心圓環(huán)導軌上，兩圓環(huán)之間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B＝2 T；從兩圓環(huán)下端引出導線連接一阻值為R＝2 Ω的電阻，ab在外力作用下以角速度ω＝4 rad/s 繞圓心順時針(從上往下看)做勻速圓周運動，不計圓環(huán)導軌的電阻和一切摩擦，下列說法正確的是(　　)
A．a(chǎn)點的電勢低于b點的電勢
B．電阻R兩端的電壓為3 V
C．在金屬棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為 J
D．在金屬棒旋轉(zhuǎn)半周的時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為 J
答案　D
解析　由右手定則可知，金屬棒順時針轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流方向由b到a，金屬棒充當電源，則a點的電勢高于b點的電勢，故A錯誤；金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝BLω·＝3 V，則電阻R兩端的電壓為UR＝·E＝2 V，故B錯誤；金屬棒旋轉(zhuǎn)半周的時間t′＝＝ s，通過的電流I＝＝1 A，產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt′＝ J，故C錯誤，D正確．
考點三　自感現(xiàn)象
1．概念：當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢．這種現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢．
2．表達式：E＝L.
3．自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)．
1．線圈中電流越大，自感系數(shù)也越大．(　×　)
2．對于同一個線圈，電流變化越快，線圈中的自感電動勢也越大．(　√　)
3．自感電動勢總是阻止原電流的變化．(　×　)
通電自感和斷電自感的比較
電路圖
器材要求 A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大 L很大(有鐵芯)
通電時 在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮 燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩(wěn)定
斷電時 回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向 ①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗； ②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗． 兩種情況下燈泡中電流方向均改變
總結(jié) 自感電動勢總是阻礙原電流的變化
例6　(2023·湖南省長郡中學模擬)某同學想對比自感線圈和小燈泡對電路的影響，他設(shè)計了如圖甲所示的電路，電路兩端電壓U恒定，A1、A2為完全相同的電流傳感器．先閉合開關(guān)K得到如圖乙所示的i－t圖像，等電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)(斷開開關(guān)的實驗數(shù)據(jù)未畫出)．下列關(guān)于該實驗的說法正確的是(　　)
A．閉合開關(guān)時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零
B．圖乙中的a曲線表示電流傳感器A2測得的數(shù)據(jù)
C．斷開開關(guān)時，小燈泡會明顯閃亮后逐漸熄滅
D．t1時刻小燈泡與線圈的電阻相等
答案　D
解析　閉合開關(guān)時，其線圈自感電動勢等于電源電動勢，自感線圈中電流為零，故A錯誤；A2中電流等于自感線圈中電流，自感線圈中電流從零開始逐漸增大，最后趨于穩(wěn)定，故A2中數(shù)據(jù)應(yīng)為題圖乙中b曲線，故B錯誤；斷開開關(guān)前，兩支路中電流相等，剛斷開開關(guān)時，回路中的電流不變，故燈泡不會發(fā)生明顯閃亮，而是逐漸熄滅，故C錯誤；t1時刻，兩支路中電壓相等，電流相等，則電阻相等，即小燈泡與線圈的電阻相等，故D正確．
　　　　　　分析自感問題的三個技巧
考點四　渦流　電磁阻尼和電磁驅(qū)動
1．渦流現(xiàn)象
(1)渦流：塊狀金屬放在變化磁場中，或者讓它在非均勻磁場中運動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的漩渦狀感應(yīng)電流．
(2)產(chǎn)生原因：金屬塊內(nèi)磁通量變化→感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流．
2．電磁阻尼
當導體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導體受到安培力，安培力總是阻礙導體的運動．
3．電磁驅(qū)動
如果磁場相對于導體轉(zhuǎn)動，在導體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流使導體受到安培力而運動起來．
1．電磁阻尼體現(xiàn)了能量守恒定律．(　√　)
2．電磁阻尼阻礙相對運動，電磁驅(qū)動促進二者相對運動．(　×　)
例7　如圖所示，關(guān)于渦流的下列說法中錯誤的是(　　)
A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置
B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的
C．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動
D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流
答案　B
例8　(2023·江蘇南京市、鹽城市模擬)如圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖．電磁制動是一種非接觸的制動方式，其原理是當導體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運動時，會產(chǎn)生渦流，使導體受到阻礙運動的制動力．下列說法正確的是(　　)
A．制動過程中，導體不會產(chǎn)生熱量
B．如果導體反向轉(zhuǎn)動，此裝置將不起制動作用
C．制動力的大小與線圈中電流的大小無關(guān)
D．線圈電流一定時，導體運動的速度越大，制動力就越大
答案　D
解析　電磁制動的原理是當導體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運動時，會產(chǎn)生渦流，電流流過導體時會產(chǎn)生熱量，A錯誤；如果導體反向轉(zhuǎn)動，此時產(chǎn)生的渦流方向也相反，電流和運動方向同時反向，安培力方向不變，故還是使導體受到阻礙運動的制動力，B錯誤；線圈中電流越大，則產(chǎn)生的磁場越強，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的渦流越強，則制動裝置對轉(zhuǎn)盤的制動力越大，C錯誤；線圈電流一定時，導體運動的速度越大，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的渦流越強，制動力就越大，D正確．第十二章　電磁感應(yīng)
考情分析 楞次定律 2022·北京卷·T11　2021·遼寧卷·T9　2020·江蘇卷·T3
法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用 2022·湖北卷·T15　2022·江蘇卷·T5　2022·遼寧卷·T15 2022·河北卷·T5　2022·山東卷·T12　2022·廣東卷·T10 2022·湖南卷·T10　2022·浙江1月選考·T13　2022·浙江1月選考·T21 2022·浙江6月選考·T21　2022·重慶卷·T13　2021·遼寧卷·T9 2021·天津卷·T12　2021·山東卷·T12　2021·湖北卷·T16 2021·河北卷·T7　2021·福建卷·T7　2021·浙江6月選考·T21 2021·廣東卷·T10　2021·湖南卷·T10　2020·江蘇卷·T14
電磁感應(yīng)圖像問題 2022·河北卷·T8　2020·山東卷·T12　
試題情境 生活實踐類 電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接技術(shù)、磁電式速度傳感器、真空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮、電磁驅(qū)動、電磁阻尼等各種實際應(yīng)用模型
學習探究類 桿軌模型問題，電磁感應(yīng)與動力學、能量、動量結(jié)合問題，電磁感應(yīng)的圖像問題
第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律
實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素
目標要求　1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件并會分析解決實際問題.2.會根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，會應(yīng)用楞次定律的推論分析問題.3.能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題．
考點一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷
1．磁通量
(1)公式：Φ＝____________，S為垂直磁場的________________，磁通量為________(填“標量”或“矢量”)．
(2)物理意義：
磁通量的大小可形象表示穿過某一面積的____________條數(shù)的多少．
(3)磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)當穿過閉合導體回路的____________發(fā)生變化時，閉合導體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)．
(2)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
穿過________電路的_________________________________________________________．
(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生____________________，如果電路閉合，則有感應(yīng)電流．如果電路不閉合，則只有__________________而無感應(yīng)電流．
1．穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)有關(guān)．(　　)
2．只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．(　　)
3．當導體做切割磁感線運動時，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流．(　　)
例1　法拉第“磁生電”這一偉大的發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)人類進入了電氣時代．關(guān)于下列實驗說法正確的是(　　)
A．甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且不為零
B．乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中，金屬圓環(huán)中都有感應(yīng)電流
C．丙圖中閉合開關(guān)時電流計指針偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)
D．丁圖中導體棒AB在磁場中運動時一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
聽課記錄：_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
例2　如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，其方向與豎直方向的夾角為θ(0<θ<90°)．在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)
A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小
B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小
C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度B
D．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角
聽課記錄：_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
考點二　實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素
1.實驗思路
如圖所示，通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，根據(jù)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向．
2．實驗器材
電流表、條形磁體、螺線管、電池、開關(guān)、導線、滑動變阻器等．
3．實驗現(xiàn)象
4．實驗結(jié)論
當穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向________；當穿過線圈的磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向________．
5．注意事項
實驗前應(yīng)先查明電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系：把一節(jié)干電池、滑動變阻器、開關(guān)S與電流表串聯(lián)，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系．
例3　物理探究小組選用圖示器材和電路研究電磁感應(yīng)規(guī)律．
(1)請用筆畫線代表導線，將圖中各器材連接起來，組成正確的實驗電路．
(2)把A線圈插入B線圈中，如果閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下，下面操作出現(xiàn)的情況有：
①向右移動滑動變阻器滑片，靈敏電流計指針將向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，拔出線圈A中的鐵芯，靈敏電流計指針將向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)；
(3)根據(jù)實驗結(jié)果判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是__________________________．
考點三　感應(yīng)電流方向的判斷
1．楞次定律
(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要____________引起感應(yīng)電流的____________的變化．
(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
2．右手定則
(1)內(nèi)容：如圖，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓____________從掌心進入，并使拇指指向________________的方向，這時四指所指的方向就是________________的方向．
(2)適用情況：導線__________________產(chǎn)生感應(yīng)電流．
1．感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場相反．(　　)
2．感應(yīng)電流的磁場總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．(　　)
3．楞次定律與右手定則都可以判斷感應(yīng)電流方向，二者沒有什么區(qū)別．(　　)
1．用楞次定律判斷
(1)楞次定律中“阻礙”的含義：
(2)應(yīng)用楞次定律的思路：
2．用右手定則判斷
該方法只適用于導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個要點：
(1)掌心——磁感線穿入；
(2)拇指——指向?qū)w運動的方向；
(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．
例4　(2020·江蘇卷·3)如圖所示，兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是(　　)
A．同時增大B1減小B2
B．同時減小B1增大B2
C．同時以相同的變化率增大B1和B2
D．同時以相同的變化率減小B1和B2
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例5　如圖所示，導體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動，下列說法正確的是(　　)
①將導體棒CD固定，當導體棒AB向左移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
②將導體棒CD固定，當AB向右移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
③將導體棒AB固定，當CD向左移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
④將導體棒AB固定，當CD向右移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
A．只有① B．①③
C．②④ D．②③
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考點四　楞次定律的推論
內(nèi)容 例證
增反減同 磁體靠近線圈，B感與B原方向相反
當I1增大時，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相反；當I1減小時，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相同
來拒去留 　 磁體靠近，是斥力　磁體遠離，是引力 阻礙磁體與圓環(huán)相對運動
增縮減擴(適用于單向磁場) P、Q是光滑固定導軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移 上移 ，a、b靠近 遠離 ，使回路面積有縮小 擴大 的趨勢
增離減靠 當開關(guān)S閉合時，左環(huán)向左擺動、右環(huán)向右擺動，遠離通電線圈 通過遠離和靠近阻礙磁通量的變化
說明 以上情況“殊途同歸”，實質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化
例6　(2023·青海海東市模擬)如圖所示，水平長直導線PQ固定在離地足夠高處，并通有向左的恒定電流，矩形導線框abcd在PQ的下方且與PQ處于同一豎直面內(nèi)．現(xiàn)將線框abcd從圖示實線位置由靜止釋放，運動過程中cd始終水平．不計空氣阻力．在線框從實線位置運動到虛線位置的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．線框做自由落體運動
B．線框中感應(yīng)電流的方向為adcba
C．線框所受安培力的合力方向豎直向下
D．線框有擴張趨勢
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例7　(2020·全國卷Ⅲ·14)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)初始時靜止．將圖中開關(guān)S由斷開狀態(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)都向左運動
B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動
C．撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動
D．撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動
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例8　(2023·江蘇省泗陽中學檢測)如圖所示，兩個線圈A、B套在一起，線圈A中通有電流，方向如圖所示．當線圈A中的電流突然減弱時，線圈B中的感應(yīng)電流方向為(　　)
A．沿順時針方向
B．沿逆時針方向
C．無感應(yīng)電流
D．先沿順時針方向，再沿逆時針方向
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考點五　“三定則、一定律”的應(yīng)用
“三個定則”“一個定律”的比較
名稱 用途 選用原則
安培定則 判斷電流產(chǎn)生的磁場(方向)分布 因電生磁
左手定則 判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向 因電受力
右手定則 判斷導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負極 因動生電
楞次定律 判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 因磁通量變化生電
例9　如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強磁場中，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(　　)
①向右加速運動 ②向左加速運動
③向右減速運動 ④向左減速運動
A．①② B．①④
C．②③ D．②④
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第十二章　電磁感應(yīng)
考情分析 楞次定律 2022·北京卷·T11　2021·遼寧卷·T9　2020·江蘇卷·T3
法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用 2022·湖北卷·T15　2022·江蘇卷·T5　2022·遼寧卷·T15 2022·河北卷·T5　2022·山東卷·T12　2022·廣東卷·T10 2022·湖南卷·T10　2022·浙江1月選考·T13　2022·浙江1月選考·T21 2022·浙江6月選考·T21　2022·重慶卷·T13　2021·遼寧卷·T9 2021·天津卷·T12　2021·山東卷·T12　2021·湖北卷·T16 2021·河北卷·T7　2021·福建卷·T7　2021·浙江6月選考·T21 2021·廣東卷·T10　2021·湖南卷·T10　2020·江蘇卷·T14
電磁感應(yīng)圖像問題 2022·河北卷·T8　2020·山東卷·T12　
試題情境 生活實踐類 電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接技術(shù)、磁電式速度傳感器、真空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮、電磁驅(qū)動、電磁阻尼等各種實際應(yīng)用模型
學習探究類 桿軌模型問題，電磁感應(yīng)與動力學、能量、動量結(jié)合問題，電磁感應(yīng)的圖像問題
第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律
實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素
目標要求　1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件并會分析解決實際問題.2.會根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，會應(yīng)用楞次定律的推論分析問題.3.能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題．
考點一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷
1．磁通量
(1)公式：Φ＝BS，S為垂直磁場的投影面積，磁通量為標量(填“標量”或“矢量”)．
(2)物理意義：
磁通量的大小可形象表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少．
(3)磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)．
(2)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．
(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果電路閉合，則有感應(yīng)電流．如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流．
1．穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)有關(guān)．(　×　)
2．只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．(　√　)
3．當導體做切割磁感線運動時，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流．(　×　)
例1　法拉第“磁生電”這一偉大的發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)人類進入了電氣時代．關(guān)于下列實驗說法正確的是(　　)
A．甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且不為零
B．乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中，金屬圓環(huán)中都有感應(yīng)電流
C．丙圖中閉合開關(guān)時電流計指針偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)
D．丁圖中導體棒AB在磁場中運動時一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
答案　B
解析　題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，螺線管內(nèi)磁通量保持不變，則無感應(yīng)電流，A錯誤；題圖乙中無論滑動變阻器滑片怎么移動，線圈b內(nèi)的電流都會變化，則線圈b產(chǎn)生的磁場都會變化，導致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；題圖丙中閉合開關(guān)和斷開開關(guān)都會使螺線管B的磁通量發(fā)生變化，螺線管B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C錯誤；當導體棒的運動方向與磁場平行時，導體棒不切割磁感線，則無感應(yīng)電流，D錯誤．
例2　如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，其方向與豎直方向的夾角為θ(0<θ<90°)．在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)
A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小
B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小
C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度B
D．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角
答案　A
解析　設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，穿過回路的磁通量Φ＝BScos θ.ab向右運動，則S增大，θ減小，則cos θ增大，因此Φ增大，回路里一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確；B減小，θ減小，cos θ增大，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；ab向左運動，則S減小，B增大，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；ab向右運動，則S增大，B增大，θ增大，cos θ減小，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤．
考點二　實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素
1.實驗思路
如圖所示，通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，根據(jù)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向．
2．實驗器材
電流表、條形磁體、螺線管、電池、開關(guān)、導線、滑動變阻器等．
3．實驗現(xiàn)象
4．實驗結(jié)論
當穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當穿過線圈的磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同．
5．注意事項
實驗前應(yīng)先查明電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系：把一節(jié)干電池、滑動變阻器、開關(guān)S與電流表串聯(lián)，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系．
例3　物理探究小組選用圖示器材和電路研究電磁感應(yīng)規(guī)律．
(1)請用筆畫線代表導線，將圖中各器材連接起來，組成正確的實驗電路．
(2)把A線圈插入B線圈中，如果閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下，下面操作出現(xiàn)的情況有：
①向右移動滑動變阻器滑片，靈敏電流計指針將向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，拔出線圈A中的鐵芯，靈敏電流計指針將向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)；
(3)根據(jù)實驗結(jié)果判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是__________________________．
答案　(1)見解析圖　(2)①右　②左　(3)穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化
解析　(1)將電源、開關(guān)、A線圈、滑動變阻器串聯(lián)成一個回路，再將電流計與B線圈串聯(lián)成另一個回路，電路圖如圖所示(說明：滑動變阻器接下端接左線柱也正確，相應(yīng)(2)中①填“左”)
(2)①閉合開關(guān)，穿過B線圈的磁通量增大，靈敏電流計的指針向右偏了一下，滑片向右移動則接入電路的電阻減小，電流增大，磁通量增大，指針向右偏轉(zhuǎn)；②拔出鐵芯，磁通量減小，指針向左偏轉(zhuǎn)．
(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化．
考點三　感應(yīng)電流方向的判斷
1．楞次定律
(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．
(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
2．右手定則
(1)內(nèi)容：如圖，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．
(2)適用情況：導線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流．
1．感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場相反．(　×　)
2．感應(yīng)電流的磁場總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．(　×　)
3．楞次定律與右手定則都可以判斷感應(yīng)電流方向，二者沒有什么區(qū)別．(　×　)
1．用楞次定律判斷
(1)楞次定律中“阻礙”的含義：
(2)應(yīng)用楞次定律的思路：
2．用右手定則判斷
該方法只適用于導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個要點：
(1)掌心——磁感線穿入；
(2)拇指——指向?qū)w運動的方向；
(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．
例4　(2020·江蘇卷·3)如圖所示，兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是(　　)
A．同時增大B1減小B2
B．同時減小B1增大B2
C．同時以相同的變化率增大B1和B2
D．同時以相同的變化率減小B1和B2
答案　B
解析　若同時增大B1減小B2，則穿過環(huán)向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向外，由安培定則，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時針方向，故選項A錯誤；同理可推出，選項B正確，C、D錯誤．
例5　如圖所示，導體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動，下列說法正確的是(　　)
①將導體棒CD固定，當導體棒AB向左移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
②將導體棒CD固定，當AB向右移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
③將導體棒AB固定，當CD向左移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
④將導體棒AB固定，當CD向右移動時，AB中感應(yīng)電流的方向為A到B
A．只有① B．①③
C．②④ D．②③
答案　B
解析　由右手定則可判斷，當AB向左運動時，AB中感應(yīng)電流方向為A→B；當AB向右運動時，AB中感應(yīng)電流方向為B→A，①正確，②錯誤；當CD向左運動時，CD中的感應(yīng)電流方向為C→D，AB中的感應(yīng)電流方向為A→B；當CD向右移動時，AB中感應(yīng)電流方向為B→A，③正確，④錯誤．故選B.
考點四　楞次定律的推論
內(nèi)容 例證
增反減同 磁體靠近線圈，B感與B原方向相反
當I1增大時，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相反；當I1減小時，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相同
來拒去留 　 磁體靠近，是斥力　磁體遠離，是引力 阻礙磁體與圓環(huán)相對運動
增縮減擴(適用于單向磁場) P、Q是光滑固定導軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移 上移 ，a、b靠近 遠離 ，使回路面積有縮小 擴大 的趨勢
增離減靠 當開關(guān)S閉合時，左環(huán)向左擺動、右環(huán)向右擺動，遠離通電線圈 通過遠離和靠近阻礙磁通量的變化
說明 以上情況“殊途同歸”，實質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化
例6　(2023·青海海東市模擬)如圖所示，水平長直導線PQ固定在離地足夠高處，并通有向左的恒定電流，矩形導線框abcd在PQ的下方且與PQ處于同一豎直面內(nèi)．現(xiàn)將線框abcd從圖示實線位置由靜止釋放，運動過程中cd始終水平．不計空氣阻力．在線框從實線位置運動到虛線位置的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．線框做自由落體運動
B．線框中感應(yīng)電流的方向為adcba
C．線框所受安培力的合力方向豎直向下
D．線框有擴張趨勢
答案　D
解析　線框下落過程中穿過其磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙磁通量的變化，這種阻礙體現(xiàn)在線框?qū)⑹艿截Q直向上的安培力作用，所以線框不是做自由落體運動，故A、C錯誤；由于線框中垂直紙面向外的磁通量減小，則根據(jù)楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流的方向為abcda，故B錯誤；線框abcd為了“阻礙”Φ的減少，通過面積的擴張減緩Φ的減少，故D正確．
例7　(2020·全國卷Ⅲ·14)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)初始時靜止．將圖中開關(guān)S由斷開狀態(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)都向左運動
B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動
C．撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動
D．撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動
答案　B
解析　開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，不論撥至M端還是N端，通過圓環(huán)的磁通量均增加，根據(jù)楞次定律(增離減靠)可知圓環(huán)會阻礙磁通量的增加，即向右運動，故選B.
例8　(2023·江蘇省泗陽中學檢測)如圖所示，兩個線圈A、B套在一起，線圈A中通有電流，方向如圖所示．當線圈A中的電流突然減弱時，線圈B中的感應(yīng)電流方向為(　　)
A．沿順時針方向
B．沿逆時針方向
C．無感應(yīng)電流
D．先沿順時針方向，再沿逆時針方向
答案　B
解析　當線圈A中通有減小的逆時針方向的電流時，知穿過線圈B的磁通量垂直紙面向外，且減小，根據(jù)楞次定律，線圈B中感應(yīng)電流的方向與線圈A中電流的方向相同，即沿逆時針方向，故選B.
考點五　“三定則、一定律”的應(yīng)用
“三個定則”“一個定律”的比較
名稱 用途 選用原則
安培定則 判斷電流產(chǎn)生的磁場(方向)分布 因電生磁
左手定則 判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向 因電受力
右手定則 判斷導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負極 因動生電
楞次定律 判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 因磁通量 變化生電
例9　如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強磁場中，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(　　)
①向右加速運動 ②向左加速運動
③向右減速運動 ④向左減速運動
A．①② B．①④
C．②③ D．②④
答案　C
解析　MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流方向為M→NL1中感應(yīng)電流的磁場方向向上.若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流方向為Q→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流方向為P→Q且增大向左加速運動，故選C.

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