專題18 電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用 2022-2023高考三輪精講突破訓(xùn)練（全國(guó)通用）（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方專題18電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用目錄TOC\o"1-2"\h\u專題18電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用 1考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1考向二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法 5考向三楞次定律推論的應(yīng)用 7考查方式一“增反減同”現(xiàn)象 7考查方式二“來(lái)拒去留”現(xiàn)象 8考查方式三“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象 9考向四三定則一定律的應(yīng)用 12考查方式一因電生動(dòng) 12考查方式二“因電而動(dòng)”現(xiàn)象的判斷 13【題型演練】 15考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1.常見(jiàn)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況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，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面（紙面）內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開(kāi)始，分別繞垂直于紙面、且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等【答案】BC【詳解】A．本題中導(dǎo)線框的半徑勻速旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同，故B正確；C．在t＝時(shí)，兩導(dǎo)線框切割磁感線的導(dǎo)線長(zhǎng)度相同，且切割速度大小相等，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，均為E＝BR2ω故C正確；D．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如下圖所示，故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等，故D錯(cuò)誤。故選BC。[變式1]如圖所示，水平地面（平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點(diǎn)，P點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方，平行于y軸，平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點(diǎn)，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終與地面平行。下列說(shuō)法正確的有（）A．N點(diǎn)與M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．線圈沿PN方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不變C．線圈從P點(diǎn)開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流D．線圈從P到M過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與從P到N過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等【答案】AC【詳解】A．依題意，M、N兩點(diǎn)連線與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行、兩點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離相同，根據(jù)右手螺旋定則可知，通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故A正確；B．根據(jù)右手螺旋定則，線圈在P點(diǎn)時(shí)，磁感線穿進(jìn)與穿出在線圈中對(duì)稱，磁通量為零；在向N點(diǎn)平移過(guò)程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈不再對(duì)稱，線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)右手螺旋定則，線圈從P點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈對(duì)稱，線圈的磁通量始終為零，沒(méi)有發(fā)生變化，線圈無(wú)感應(yīng)電流，故C正確；D．線圈從P點(diǎn)到M點(diǎn)與從P點(diǎn)到N點(diǎn)，線圈的磁通量變化量相同，依題意P點(diǎn)到M點(diǎn)所用時(shí)間較從P點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則兩次的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，故D錯(cuò)誤。故選AC。[變式2]如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）A．開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】AD【詳解】A．由電路可知，開(kāi)關(guān)閉合瞬間，右側(cè)線圈正面環(huán)繞部分的電流向下，由安培定則可知，直導(dǎo)線在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場(chǎng)，由楞次定律可知，左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流，則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北，由安培定則可知，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)，則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；BC．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，穿過(guò)左側(cè)線圈的磁通量不變，則左側(cè)線圈中的感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場(chǎng)，則小磁針靜止不動(dòng)，BC錯(cuò)誤；D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，穿過(guò)左側(cè)線圈向右的磁通量減少，則由楞次定律可知，左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，則流過(guò)直導(dǎo)線的電流方向由北向南，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面向外的磁場(chǎng)，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。故選AD。[變式3]如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)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(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)【答案】A【詳解】設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，對(duì)A選項(xiàng)，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確．對(duì)B選項(xiàng)，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯(cuò)誤．對(duì)C選項(xiàng)，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯(cuò)誤．對(duì)D選項(xiàng)，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯(cuò)誤．故只有A正確．考向二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法1．用楞次定律判斷(1)楞次定律中“阻礙”的含義：2．用右手定則判斷該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個(gè)要點(diǎn)：(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心；(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．【例2】如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（）A．在時(shí)為零B．在時(shí)改變方向C．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较駾．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较颉久}立意】此題以交變電流圖象給出解題信息，考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。解答此題常見(jiàn)錯(cuò)誤主要有四方面：一是由于題目以交變電流圖象給出解題信息，導(dǎo)致一些同學(xué)看到題后，不知如何入手；二是不能正確運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律分析判斷；三是不能正確運(yùn)用楞次定律分析判斷，陷入誤區(qū)?！敬鸢浮緼C【詳解】由圖（b）可知，導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時(shí)達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/4時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A正確；在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/2時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[變式1]如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直．金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是()A．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较駼．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较颍琓中沿順時(shí)針?lè)较駽．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较駾．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较颍琓中沿順時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緿【詳解】金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍辉瓉?lái)T中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，金屬桿PQ中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，使得穿過(guò)T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，綜上所述，可知A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．[變式2]如圖所示，在通電長(zhǎng)直導(dǎo)線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動(dòng)的閉合矩形金屬線圈P，AB在線圈平面內(nèi)．當(dāng)發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動(dòng)時(shí)()A．AB中的電流減小，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鰾．AB中的電流不變，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳌敬鸢浮緾【詳解】根據(jù)安培定則可知線圈所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，若直導(dǎo)線中的電流增大，穿過(guò)線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律得到：線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍鶕?jù)左手定則可知線圈所受安培力指向線圈內(nèi)，由于靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)強(qiáng)，則安培力較大；遠(yuǎn)離導(dǎo)線磁場(chǎng)弱，則安培力較?。虼司€圈離開(kāi)AB直導(dǎo)線，即向右擺動(dòng)，反之產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，向左擺動(dòng)，故C正確．考向三楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說(shuō)明如下：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化—“增反減同”阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化——“增反減同”考查方式一“增反減同”現(xiàn)象【例3】．(多選)如圖所示，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向【答案】AD.【詳解】從磁場(chǎng)分布可看出：左側(cè)向里的磁場(chǎng)從左向右越來(lái)越強(qiáng)，右側(cè)向外的磁場(chǎng)從左向右越來(lái)越弱．所以，圓環(huán)從位置a運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)分界線前，磁通量向里增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反即向外，由安培定則知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?；同理，跨越分界線過(guò)程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感?yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?；繼續(xù)擺到b的過(guò)程中，磁通量向外減小，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，A正確，B錯(cuò)誤；由于圓環(huán)所在處的磁場(chǎng)上下對(duì)稱，圓環(huán)等效水平部分所受安培力使圓環(huán)在豎直方向平衡，所以總的安培力沿水平方向，故D正確，C錯(cuò)誤．考查方式二“來(lái)拒去留”現(xiàn)象【例4】?jī)蓚€(gè)閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如圖所示，當(dāng)條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時(shí)，環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A．兩環(huán)同時(shí)向左移動(dòng)，間距增大B．兩環(huán)同時(shí)向左移動(dòng)，間距變小C．兩環(huán)同時(shí)向右移動(dòng)，間距變小D．兩環(huán)同時(shí)向左移動(dòng)，間距不變【答案】B.【詳解】當(dāng)磁鐵的S極靠近時(shí)，穿過(guò)兩圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可得兩圓環(huán)的感應(yīng)電流方向都是順時(shí)針?lè)较?從右向左看)，根據(jù)左手定則可知兩圓環(huán)受到磁鐵向左的安培力，遠(yuǎn)離磁鐵，即向左移．由于兩圓環(huán)的電流方向相同，所以兩圓環(huán)相互吸引，即相互合攏，間距變小，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．[變式1]如圖，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵（N極朝上，S極朝下）由靜止開(kāi)始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過(guò)且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看），下列說(shuō)法中正確的是A．總是順時(shí)針 B．總是逆時(shí)針C．先順時(shí)針后逆時(shí)針 D．先逆時(shí)針后順時(shí)針【答案】C【詳解】由圖示可知，在磁鐵下落過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向上，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變大，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿順時(shí)針?lè)较颍笱啬鏁r(shí)針?lè)较?，故C正確．故選C．[變式2]很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長(zhǎng)的豎直圓筒．一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開(kāi)口平齊．讓條形磁鐵從靜止開(kāi)始下落．條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率()A．均勻增大B．先增大，后減小C．逐漸增大，趨于不變D．先增大，再減小，最后不變【答案】C【詳解】條形磁鐵在下落過(guò)程中受重力和銅環(huán)的阻力作用，開(kāi)始時(shí)，由于速率為零，對(duì)銅環(huán)組成的圓筒沒(méi)有磁通變化，因此無(wú)感應(yīng)電流，無(wú)安培力作用，即條形磁鐵只受重力作用，向下加速運(yùn)動(dòng)，隨著速率的增大，感應(yīng)電流增大，安培力增大，條形磁鐵所受銅環(huán)的阻力增大，因此條形磁鐵將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)樨Q直圓筒很長(zhǎng)，因此，加速度將趨于零，所以條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率先逐漸增大，最終趨于不變，故選項(xiàng)C正確．考查方式三“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象【例5】如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流B．穿過(guò)線圈a的磁通量減小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D．線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大【答案】D【詳解】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，螺線管中的電流將增大，使穿過(guò)線圈a的磁通量變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由楞次定律可知，線圈a中將產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流，并且線圈a有縮小和遠(yuǎn)離螺線管的趨勢(shì)，線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大，故選項(xiàng)D正確，A、C錯(cuò)誤．[變式1]如圖所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò)．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ．設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則（）A．T1>mg，T2>mg B．T1<mg，T2<mg C．T1>mg，T2<mg D．T1<mg，T2>mg【答案】A【詳解】圓環(huán)從靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)到落到磁鐵下方的過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量先增加再減小，根據(jù)楞次定律可知磁鐵對(duì)線圈的反應(yīng)是：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)先阻礙磁通量先增加再阻礙其減小，即先是排斥其向下運(yùn)動(dòng)，阻礙其磁通量增大，后是吸引線圈，阻礙其磁通量的減小．故兩種情況下，繩的拉力都大于mg，即，A正確．【點(diǎn)睛】深刻理解楞次定律“阻礙”的含義．如“阻礙”引起的線圈面積、速度、受力等是如何變化的．[變式2]如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向左運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是（）A．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较駼．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较颍琓中沿順時(shí)針?lè)较駽．T具有收縮趨勢(shì)，PQ受到向右的安培力D．T具有擴(kuò)張趨勢(shì)，PQ受到向右的安培力【答案】AC【詳解】AB．PQ突然向左運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知，電流方向由P到Q，即閉合回路PQRS中電流沿順時(shí)針?lè)较?，又由安培定則可知，回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故環(huán)形金屬線框T的磁通量將變大，由楞次定律可知，T中將產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故A正確B錯(cuò)誤；CD．線框T的磁能量變大，由楞次定律可知，T有收縮的趨勢(shì)，以阻礙磁通量的增大，PQ中有由P到Q的電流，由左手定則可知，PQ受到的安培力向右，故C正確D錯(cuò)誤。故選AC。[變式3]如圖（a），螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较颉Ｂ菥€管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖（b）所示規(guī)律變化時(shí)A．在t1~t2時(shí)間內(nèi)，L有收縮趨勢(shì)B．在t2~t3時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢(shì)C．在t2~t3時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．在t3~t4時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流【答案】AD【詳解】A．據(jù)題意，在t1~t2時(shí)間內(nèi)，外加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加且斜率在增加，則在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较蛟黾拥碾娏?，該電流激發(fā)出增加的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)通過(guò)圓環(huán)，在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)結(jié)論“增縮減擴(kuò)”可以判定圓環(huán)有收縮趨勢(shì)，故A正確；BC．在t2~t3時(shí)間內(nèi)，外加磁場(chǎng)均勻變化，在導(dǎo)線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流，該電流激發(fā)出穩(wěn)定磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)通過(guò)圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)電流，故BC錯(cuò)誤；D．在t3~t4時(shí)間內(nèi)，外加磁場(chǎng)向下減小，且斜率也減小，在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较驕p小的電流，該電流激發(fā)出向內(nèi)減小的磁場(chǎng)，故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较螂娏鳎蔇正確。故選AD?？枷蛩娜▌t一定律的應(yīng)用1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對(duì)比基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用規(guī)律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)因電生磁安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)因動(dòng)生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律2.“三個(gè)定則”和“一個(gè)定律”的因果關(guān)系(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動(dòng)而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．考查方式一因電生動(dòng)【例6】如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放有一與線圈D相連接的平行導(dǎo)軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ()A．勻速向右 B．加速向左C．加速向右 D．減速向左【答案】BC【詳解】若金屬棒MN勻速向右運(yùn)動(dòng)，則線圈D與MN組成回路中的電流恒定，故穿過(guò)線圈A的磁通量不變，線圈A不受安培力作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若金屬棒MN加速向左運(yùn)動(dòng)，則線圈D與MN組成回路中的電流不斷增強(qiáng)，故穿過(guò)線圈A的磁通量不斷增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的增強(qiáng)，線圈A有收縮的趨勢(shì)，受到沿半徑方向指向圓心的安培力，選項(xiàng)B正確；同理可得，當(dāng)金屬棒MN加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈A有收縮的趨勢(shì)，受到沿半徑方向指向圓心的安培力，選項(xiàng)C正確；當(dāng)金屬棒MN減速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈A有擴(kuò)張的趨勢(shì)，受到沿半徑方向背離圓心的安培力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【變式】.(多選)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運(yùn)動(dòng) B．向左做減速運(yùn)動(dòng)C．向右做減速運(yùn)動(dòng) D．向右做加速運(yùn)動(dòng)【答案】BC【詳解】當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定，無(wú)感應(yīng)電流出現(xiàn)，A錯(cuò)；當(dāng)導(dǎo)體棒向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)了b→a的感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引，B對(duì)；同理可判定C對(duì)，D錯(cuò)．考查方式二“因電而動(dòng)”現(xiàn)象的判斷【例7】如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)，則ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是()A．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，cd向右運(yùn)動(dòng)B．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，cd向左運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)b、cd都向右運(yùn)動(dòng)D．a(chǎn)b、cd保持靜止【答案】A.【詳解】由安培定則可知螺線管中磁感線方向向上，金屬棒ab、cd處的磁感線方向均向下，當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí)，螺線管中電流增大，因此磁場(chǎng)變強(qiáng)，即磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→c→d→b→a，由左手定則知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左運(yùn)動(dòng)，cd向右運(yùn)動(dòng)．只有A正確．[變式]如圖所示，ab是一個(gè)可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)過(guò)程中，線圈ab將()A．靜止不動(dòng)B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源的極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)的方向【答案】C.【詳解】滑片P向右滑動(dòng)過(guò)程中，電流增大，線圈處的磁場(chǎng)變強(qiáng)，磁通量增大，根據(jù)“阻礙”含義，線圈將阻礙磁通量增大而順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故C正確．

【題型演練】1．如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，固定一矩形金屬線框，邊與導(dǎo)線平行。調(diào)節(jié)電流I使得空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，則（）A．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)锽．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大C．線框邊所受的安培力大小恒定D．線框整體受到的安培力方向水平向右【答案】D【詳解】A．根據(jù)安培定則可知，通電直導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，根據(jù)楞次定律可知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?，A錯(cuò)誤；B．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，故線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，B錯(cuò)誤；C．線框邊感應(yīng)電流保持不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，根據(jù)安培力表達(dá)式，故所受的安培力變大，C錯(cuò)誤；D．線框所處空間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?，根?jù)左手定則可知，線框邊所受的安培力水平向右，線框邊所受的安培力水平向左。通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)分部特點(diǎn)可知邊所處的磁場(chǎng)較大，根據(jù)安培力表達(dá)式可知，線框整體受到的安培力方向水平向右，D正確。故選D。2．如圖所示，將一通電螺線管豎直放置，螺線管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=kt的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管，其電阻率為、高度為h、半徑為r、厚度為d（d?r），則（）A．從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较駼．圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為C．圓管的熱功率大小為D．輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小【答案】C【詳解】A．穿過(guò)圓管的磁通量向上逐漸增加，則根據(jù)楞次定律可知，從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．圓管的電阻圓管的熱功率大小為選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)左手定則可知，圓管中各段所受的受安培力方向指向圓管的軸線，則輕繩對(duì)圓管的拉力的合力始終等于圓管的重力，不隨時(shí)間變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。3．如圖，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣．當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，線圈所受安培力的合力方向A．向左 B．向右 C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里【答案】B【詳解】當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，單匝矩形線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，單匝矩形線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向順時(shí)針?lè)较颍勺笫侄▌t可知，線圈所受安培力的合力方向向右，選項(xiàng)B正確．航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對(duì)稱位置放置兩個(gè)閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開(kāi)關(guān)S的瞬間()A．兩個(gè)金屬環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B．兩個(gè)金屬環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緿【詳解】合上開(kāi)關(guān)S的瞬間，穿過(guò)兩個(gè)金屬環(huán)的磁通量變大，為阻礙磁通量的增大，鋁環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，銅環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；由于銅環(huán)和鋁環(huán)的形狀、大小相同，銅的電阻率較小，故銅環(huán)的電阻較小，兩環(huán)對(duì)稱地放在固定線圈兩側(cè)，閉合S瞬間，穿過(guò)兩環(huán)的磁通量的變化率相同，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同，銅環(huán)電阻較小，則銅環(huán)中的感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力較大，C錯(cuò)誤；由右手螺旋定則可知，閉合S瞬間，穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量向左增大，由楞次定律知，從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，D正確。電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示，現(xiàn)使磁鐵由靜止開(kāi)始下落，在N極接近線圈上端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．流過(guò)R的電流方向是a到bB．電容器的下極板帶正電C．磁鐵下落過(guò)程中，加速度保持不變D．穿過(guò)線圈的磁通量不斷增大【答案】BD【詳解】.在N極接近線圈上端的過(guò)程中，線圈中向下的磁通量在變大，所以選項(xiàng)D正確；根據(jù)楞次定律可以得出，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視圖)，流過(guò)R的電流方向是b到a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線圈的下部相當(dāng)于電源的正極，電容器的下極板帶正電，所以選項(xiàng)B正確；磁鐵下落過(guò)程中，重力不變，線圈對(duì)磁鐵的作用力變化，所以合力變化，加速度變化，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→QB．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→PC．PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直桿向左D．PQ受磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右【答案】BD.【詳解】在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，桿與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷B項(xiàng)正確；再由PQ中電流方向及左手定則可判斷D項(xiàng)正確．矩形導(dǎo)線框abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線MN放在同一水平面上，ab邊與MN平行，導(dǎo)線MN中通入電流方向如圖所示，當(dāng)MN中的電流增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)線框abcd有逆時(shí)針的感應(yīng)電流B．bc、ad兩邊均不受安培力的作用C．導(dǎo)線框所受的安培力的合力向右D．MN所受線框給它的作用力向左【答案】ACD【詳解】直導(dǎo)線中通有M→N增大的電流，根據(jù)安培定則知，通過(guò)線框的磁場(chǎng)垂直紙面向里，且增大，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，故A正確．根據(jù)A選項(xiàng)分析可知，依據(jù)左手定則知，bc、ad兩邊均受安培力的作用，故B錯(cuò)誤．根據(jù)左手定則知，ab邊所受安培力方向水平向右，cd邊所受安培力方向水平向左，離導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，所以ab邊所受的安培力大于cd邊所受的安培力，則線框所受安培力的合力方向向右，因此MN所受線框給它的作用力向左，故C、D正確．航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的．電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過(guò)直流電流時(shí)，線圈左端的金屬環(huán)被彈射出去．現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán)，且電阻率ρ銅<ρ鋁．閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間 ()A．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较駼．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C．若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)D．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射【答案】AB【詳解】線圈中電流從右側(cè)流入，磁場(chǎng)方向?yàn)橄蜃?，在閉合開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，環(huán)中的電流由左側(cè)看為順時(shí)針，選項(xiàng)A正確；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)的，選項(xiàng)B正確；若將環(huán)放在線圈右方，根據(jù)楞次定律可得，環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力仍向左，故仍將向左彈出，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)．當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→DC．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒AB的作用力向左【答案】BD.【詳解】本題中AB導(dǎo)體棒切割磁感線，根據(jù)右手定則判定AB棒中的電流方向?yàn)锽→A，則CD棒中的電流方向?yàn)镃→D，所以A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)左手定則，判定CD棒受到的安培力的方向?yàn)樗较蛴?，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；AB棒中感應(yīng)電流方向?yàn)锽→A，根據(jù)左手定則判定AB棒所受安培力的方向?yàn)樗较蜃?，即安培力的方向阻礙AB棒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以D項(xiàng)正確．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