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第十章电磁感应第1节电磁感应现象楞次定律2高考(全国卷)三年命题情况对照分析考点内容要求2017电磁感应现象Ⅰ磁通量Ⅰ楞次定律Ⅱ法拉第电磁感应定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ卷Ⅰ·T18：楞次定律和法拉第电磁感应定律卷Ⅱ·T20：电磁感应中的图象问题卷Ⅲ·T15：楞次定律和法拉第电磁感应定律[高考导航]3高考(全国卷)三年命题情况对照分析考点内容要求2018电磁感应现象Ⅰ磁通量Ⅰ楞次定律Ⅱ法拉第电磁感应定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ卷Ⅰ·T17：楞次定律和法拉第电磁感应定律卷Ⅰ·T19：楞次定律和法拉第电磁感应定律卷Ⅱ·T18：电磁感应中的图象问题卷Ⅲ·T20：楞次定律和法拉第电磁感应定律4高考(全国卷)三年命题情况对照分析考点内容要求2019电磁感应现象Ⅰ磁通量Ⅰ楞次定律Ⅱ法拉第电磁感应定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ卷Ⅰ·T20：楞次定律和法拉第电磁感应定律卷Ⅱ·T21：电磁感应中的图象问题卷Ⅲ·T19：电磁感应中的图象问题卷Ⅲ·T14：楞次定律和法拉第电磁感应定律5高考(全国卷)三年命题情况对照分析考点内容要求命题分析电磁感应现象Ⅰ磁通量Ⅰ楞次定律Ⅱ法拉第电磁感应定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ1.高考对本章内容考查的命题频率较高，大部分以选择题的形式出题，也有部分是计算题。2.命题热点：感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算，综合性题目常与力学、磁场、能量、图象问题等知识综合考查。6核心素养物理观念：感应电流、感应电动势、磁通量、自感、涡流(如2018卷Ⅱ·T18)。科学思维：楞次定律、法拉第电磁感应定律(如2019卷Ⅰ·T20、卷Ⅱ·T21)。科学探究：探究断电自感和通电自感的规律。科学态度与责任：磁悬浮、电磁阻尼在生产中的应用。7第1节电磁感应现象楞次定律8必备知识全通关9一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向____的面积S与B的乘积。2．公式：Φ＝____。垂直BS103．适用条件：(1)匀强磁场。(2)S为垂直磁场的________。4．磁通量是____(填“标量”或“矢量”)。有效面积标量115．物理意义：相当于穿过某一面积的______的条数。如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：磁感线12(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cosθ或______。(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为______。(3)通过矩形abb′a′的磁通量为__。6．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。BS3BS3013二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的______发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。磁通量142．条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量________。(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做__________的运动。3．实质产生__________，如果电路闭合，则有感应电流。如果电路不闭合，则只有__________而无感应电流。发生变化切割磁感线感应电动势感应电动势15三、感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要____引起感应电流的______的变化。(2)适用范围：一切电磁感应现象。阻碍磁通量162．右手定则(1)内容：如图所示，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平面内：让______从掌心进入，并使拇指指向________的方向，这时四指所指的方向就是________的方向。(2)适用情况：导线__________产生感应电流。磁感线导线运动感应电流切割磁感线171．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。()(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。()(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。()(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。()√×√√18(5)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。()(6)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。()(7)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。()√×√192．(鲁科版选修3－2P8T3)如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是()20A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流B[当条形磁铁以速度v向螺线管靠近，穿过螺线管的磁通量增大，则螺线管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关，故B正确。]213．(粤教版选修3－2P12T2改编)一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内，ad边与导线平行，如图所示。当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中，线框内感应电流的方向为()A．一直沿顺时针方向B．一直沿逆时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，最后沿顺时针方向22D[根据“来拒去留”“同向吸引异向排斥”“近大远小”等规律可得，电流方向依次为b→c、c→b、a→d、d→a，即先顺时针，再逆时针，最后顺时针，故D正确。]234．(人教版选修3－2P14T6改编)(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动。拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，看到的现象及现象分析正确的是()24A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流25BD[左环不闭合，磁铁插向左环时，产生感应电动势，不产生感应电流，环不受力，横杆不转动，故A、C错误；右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用，横杆转动，故B、D正确。]265．(粤教版选修3－2P13T4改编)如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示。当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的感应电流方向为()A．沿顺时针方向B．沿逆时针方向C．无感应电流D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向[答案]A27关键能力全突破28磁通量电磁感应现象[依题组训练]1．如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为rarb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为()A．ΦaΦbB．Φa＝ΦbC．ΦaΦbD．条件不足，无法判断29C[条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过线圈a的比穿过线圈b的要多，线圈a中磁感线条数的代数和要小，故选项C正确。]302．如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。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．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°θ90°)31A[设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，S增大，θ减小，cosθ增大，则Φ增大，A正确；B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错误；S减小，B增大，Φ可能不变，C错误；S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变，D错误。]323．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化33C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化34D[产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化。选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D。]354．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()A．ΔΦ1ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1ΔΦ2D．无法确定36C[设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强，故Φ1Φ2。将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以ΔΦ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)。故正确选项为C。]371．理解磁通量的两点注意(1)磁通量虽然是标量，但有正、负。上题中闭合线框由位置1平移到位置2和绕cd边翻转到位置2时，在位置2的磁通量大小相等，但磁感线穿入的方向相反。(2)磁通量计算要注意“有效面积”。382．常见的产生感应电流的三种情况39感应电流方向的判断[依题组训练]1．(多选)磁悬浮高速列车在我国已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则()40A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)41BC[在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产生感应电流，因为B是超导体，没有电阻，所以感应电流不会消失，故A错误，B正确；若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，磁通量向上增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针方向，C正确，D错误。]422．(多选)(2018·全国卷Ⅰ)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是()4344A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动45AD[由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈环绕部分的电流向下，由安培定则可知，铁芯中产生水平向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，B、46C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。]473．(2017·全国卷Ⅲ