2025年高考物理一輪復習（新人教版） 第12章　第1課時　電磁感應現象　楞次定律　實驗十四：探究影響感應電流方向的因素

第十二章電磁感應考情分析試題情境生活實踐類電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接技術、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、電磁驅動、電磁阻尼等各種實際應用模型學習探究類桿軌模型問題，電磁感應與動力學、能量、動量結合問題，電磁感應的圖像問題第1課時電磁感應現象楞次定律實驗十四：探究影響感應電流方向的因素目標要求1.理解電磁感應現象，會用感應電流產生條件判斷有無感應電流產生。2.通過實驗理解感應電流方向的判斷方法，會用楞次定律及推論判斷感應電流方向等問題。3.能綜合應用安培定則、左手定則、楞次定律及其推論解決問題。內容索引考點一電磁感應現象的理解和判斷考點二實驗：探究影響感應電流方向的因素考點三楞次定律及推論課時精練考點四“三定則、一定律”的應用><考點一電磁感應現象的理解和判斷1.磁通量(1)公式：Φ＝____，S為垂直磁場方向的_________，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_______條數的多少。(3)磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。BS投影面積標量磁感線2.電磁感應現象(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電流產生，這種利用磁場產生電流的現象叫作電磁感應。(2)感應電流產生的條件穿過_____導體回路的_______________。(3)電磁感應現象產生___________，如果電路閉合，則有感應電流。如果電路不閉合，則只有___________而無感應電流。磁通量閉合磁通量發(fā)生變化感應電動勢感應電動勢1.穿過線圈的磁通量與線圈的匝數有關。(

)2.只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應電流產生。(

)×√例1

在如圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動變阻器、電源構成閉合電路，a、b、c為三個閉合金屬圓環(huán)，假定線圈產生的磁場全部集中在鐵芯內，則當滑動變阻器的滑片向右滑動時，下列說法正確的是A.穿過a、b兩個環(huán)的磁通量始終相同B.穿過b環(huán)的磁通量始終是c環(huán)的一半C.a、c兩個環(huán)中都有感應電流D.b、c兩個環(huán)中都有感應電流√線圈產生的磁場全部集中在鐵芯內，所以穿過a、b兩個環(huán)的磁通量始終相同，故A正確；根據安培定則判斷可知，穿過a的磁感線方向向左，穿過b的磁感線方向向上，當滑動變阻器的滑片向右滑動時，線圈中電流將發(fā)生改變，產生的磁場隨之改變，穿過a、b兩環(huán)的磁通量會發(fā)生改變，故a、b兩環(huán)中都會產生感應電流；而向左和向右穿過c環(huán)的磁感線條數相等，完全抵消，總的磁通量為零，不發(fā)生變化，故c環(huán)中沒有感應電流產生，故B、C、D錯誤。返回實驗：探究影響感應電流方向的因素><考點二1.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，根據電流表指針的偏轉方向判斷感應電流的方向。2.實驗器材電流表、條形磁體、螺線管、電池、開關、導線、滑動變阻器等。3.實驗現象4.實驗結論當穿過線圈的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場的方向_____；當穿過線圈的磁通量減小時，感應電流的磁場與原磁場的方向_____。相反相同思考如何從指針的偏轉情況來判斷回路中的電流方向？答案實驗前應先查明電流的流向與電流表指針偏轉方向之間的關系：把一節(jié)干電池、滑動變阻器、開關S與電流表串聯(lián)，開關S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉方向與電流方向的關系。例2

物理探究小組選用圖示器材和電路研究電磁感應規(guī)律。(1)請用筆畫線代替導線，將圖中各器材連接起來，組成正確的實驗電路。答案

見解析圖

將電源、開關、A線圈、滑動變阻器串聯(lián)成一個回路，再將靈敏電流計與B線圈串聯(lián)成另一個回路，實驗電路如圖所示。(2)把A線圈插入B線圈中，如果閉合開關時發(fā)現靈敏電流計的指針向右偏轉了一下，下面操作出現的情況有：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；右閉合開關，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；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；左拔出鐵芯，磁通量減小，指針向左偏轉。(3)根據實驗結果判斷產生感應電流的本質是_____________________________。穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化產生感應電流的本質是穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化。返回楞次定律及推論><考點三1.楞次定律(1)內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要_____引起感應電流的_______的變化。(2)適用范圍：一切電磁感應現象。阻礙磁通量2.楞次定律中“阻礙”的含義：思考

舉例說明為什么說楞次定律體現了能量守恒定律？答案以導體棒切割磁感線為例，回路中產生電流，有電能產生，導體棒受到安培力，阻礙導體棒的運動，使其動能減小，體現了能量守恒。3.右手定則(1)內容：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；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___________產生感應電流。磁感線導線運動感應電流切割磁感線思考1.甲圖中條形磁體插入線圈時，乙圖中條形磁體向上遠離線圈時，分別畫出穿過線圈的原磁場方向、感應電流磁場方向及線圈中感應電流方向，答案如圖所示總結得出結論：_______________________________________________________________________________________________，簡稱：________。當磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相反；當磁通量減小時，感應電流的磁場與原磁場方向相同增反減同2.畫出圖甲線圈(實線為外側)中感應電流方向及等效小磁體的N、S極，線圈和磁體之間是____力。畫出圖乙線圈(實線為外側)中感應電流方向及等效小磁體的N、S極，線圈和磁體之間是____力。答案如圖所示斥引總結得出結論：________________________________________________________________________________________，簡稱：_________。當磁體和線圈相互靠近時，則兩者之間相互排斥。當磁體和線圈相互遠離時，則兩者之間相互吸引。來拒去留3.(1)在圖中畫出直導線中電流增大時，線圈abcd中感應電流方向，以及線圈各邊受到的安培力方向，線圈會有_____的趨勢，結論簡稱：_________。答案收縮增縮減擴(2)如圖，線圈A中電流增大時，線圈B有_____的趨勢。擴張4.如圖，當開關S閉合時，左環(huán)向_____擺動、右環(huán)向____擺動，_____(選填“遠離”或“靠近”)通電線圈。結論簡稱：_________。左右遠離增離減靠5.以上現象“殊途同歸”，實際上都是以_________________________。不同方式阻礙磁通量的變化例3

(多選)(2023·廣東韶關市測試)某同學設想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內壁上鋪設若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時能自動閉合，從而減小對箱內人員的傷害。當電梯轎廂墜落到圖示位置時，下列說法正確的是A.從上往下看，金屬線圈A中的感應電流沿逆時針方向B.從上往下看，金屬線圈B中的感應電流沿逆時針方向C.金屬線圈B對電梯轎廂下落有阻礙作用，A沒有阻礙

作用D.金屬線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢√√當電梯墜落至題圖位置時，金屬線圈A中向上的磁場減弱，感應電流的方向從上往下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應電流的方向從上往下看是順時針方向，故B錯誤，A正確；結合A、B的分析可知，當電梯墜落至題圖位置時，金屬線圈A、B都在阻礙電梯下落，故C錯誤；金屬線圈A中向上的磁場減弱，B中向上的磁場增強，根據楞次定律可知，線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢，故D正確。例4

(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√開關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，根據楞次定律(增離減靠)可知圓環(huán)會向右運動，故選B。返回“三定則、一定律”的應用><考點四“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生的感應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生的感應電流方向因磁通量變化生電例5

(多選)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A.向右加速運動

B.向左加速運動C.向右減速運動

D.向左減速運動√√返回課時精練1.(多選)(2024·北京市模擬)某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈Ⅰ和Ⅱ。如果線圈Ⅰ中電流i與時間t的關系有如圖所示的A、B、C、D四種情況，那么在t1～t2這段時間內，可以觀察到線圈Ⅱ中有感應電流的是123456789101112√√√2.如圖所示，用細線吊起一個鋁環(huán)，將磁體的N極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)向右擺動。下列說法正確的是A.N極靠近鋁環(huán)時，從左向右看鋁環(huán)中的感應

電流方向為順時針B.鋁環(huán)右擺的過程中，磁體對鋁環(huán)做的功大于

鋁環(huán)動能的增加量C.僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，鐵環(huán)也一定會向右擺動D.若將磁體的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會向左擺動√123456789101112N極靠近鋁環(huán)時，通過鋁環(huán)的磁通量增加，根據楞次定律可知，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，從左向右看鋁環(huán)中的感應電流方向為逆時針，故A錯誤；鋁環(huán)右擺的過程中，鋁環(huán)的動能和重力勢能均增大，所以磁體對鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動能的增加量，故B正確；僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，條形磁體吸引鐵環(huán)，所以鐵環(huán)向左擺動，故C錯誤；若將磁體的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會向右擺動，故D錯誤。1234567891011123.如圖甲所示，一長直導線與閉合金屬線框位于同一豎直平面內，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示(以水平向右為電流的正方向)，則在0～t2時間內，下列說法正確的是A.穿過線框的磁通量一直減小B.線框中始終產生順時針方向的感應電流C.線框先有收縮的趨勢后有擴張的趨勢D.線框所受安培力的合力先向下后向上√123456789101112長直導線中的電流先減小后增大，所以穿過線框的磁通量先減小后增大，故A錯誤；由楞次定律可以判斷在0～t2時間內，線框中始終產生順時針方向的感應電流，故B正確；穿過線框的磁通量先減小后增大，由楞次定律知線框先有擴張的趨勢后有收縮的趨勢，故C錯誤；由楞次定律和左手定則判斷線框所受安培力的合力方向先向上后向下，故D錯誤。1234567891011124.在勻強磁場中放置一個金屬圓環(huán)，磁場方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場方向為正。當磁感應強度B隨時間t按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時，下列說法正確的是A.t2時刻，圓環(huán)中無感應電流B.t3時刻，圓環(huán)上各點受到的

安培力最大C.t1～t3時間內，圓環(huán)中感應電流方向始終沿順時針方向D.t2～t4時間內，圓環(huán)先出現擴張趨勢，后出現收縮趨勢√123456789101112在t2時刻，磁感應強度為零，但是磁通量的變化率最大，則感應電流最大，故A錯誤；在t3時刻，磁感應強度最大，但是磁通量的變化率為零，則感應電流為零，圓環(huán)上各點受到的安培力為零，故B錯誤；123456789101112t1～t2時間內，磁感應強度垂直圓環(huán)向里，磁通量逐漸減小，根據楞次定律可知圓環(huán)中感應電流方向沿順時針方向，t2～t3時間內，磁感應強度垂直圓環(huán)向外，磁通量逐漸增大，根據楞次定律可知圓環(huán)中感應電流方向沿順時針方向，故C正確；t2～t4時間內，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，根據楞次定律可知圓環(huán)先出現收縮趨勢，后出現擴張趨勢，故D錯誤。1234567891011125.(2023·廣東深圳市羅湖外語學校期末)如圖甲所示，將線圈套在長玻璃管上，線圈的兩端與電流傳感器(可看作理想電流表)相連。將強磁鐵從長玻璃管上端由靜止釋放，磁鐵下落過程中將穿過線圈。實驗觀察到如圖乙所示的感應電流隨時間變化的圖像。下列說法正確的是

A.t1～t3時間內，磁鐵受到線圈的作用力方

向先向上后向下B.磁鐵下落過程減少的重力勢能等于增加

的動能C.若將線圈的匝數加倍，則穿過線圈的磁通量變化量也將加倍D.若將磁鐵兩極翻轉后重復實驗，將先產生負向感應電流，后產生正向感應

電流√123456789101112t1～t3時間內，根據“來拒去留”，磁鐵受到線圈的作用力方向靠近線圈時是向上的，遠離線圈時也向上，A錯誤；磁鐵下落過程減少的重力勢能大于增加的動能，原因是線圈對磁鐵的作用力在這個過程中做負功，B錯誤；若將線圈的匝數加倍，則穿過線圈的磁通量變化量不變，原因是穿過線圈的磁通量和匝數無關，C錯誤；若將磁鐵兩極翻轉后重復實驗，磁通量的變化情況和原來相反，將先產生負向感應電流，后產生正向感應電流，D正確。1234567891011126.圓環(huán)形導體線圈a平放在水平絕緣桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是A.線圈a中將產生俯視為順時針方向的感應電流B.穿過線圈a的磁通量變小C.線圈a有擴張的趨勢D.線圈a對水平桌面的壓力將增大√123456789101112當滑片P向下移動時電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，從而判斷出穿過線圈a的磁通量增加，方向向下，根據楞次定律即可判斷出線圈a中感應電流方向俯視應為逆時針，故A、B錯誤；再根據楞次定律推論“增縮減擴”判斷出線圈a應有收縮的趨勢，故C錯誤；根據“增離減靠”可知線圈a對水平桌面的壓力將增大，故D正確。1234567891011127.(2022·北京卷·11)如圖所示平面內，在通有圖示方向電流I的長直導線右側，固定一矩形金屬線框abcd，ad邊與導線平行。調節(jié)電流I使得空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，則A.線框中產生的感應電流方向為a→b→c→d→aB.線框中產生的感應電流逐漸增大C.線框ad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√123456789101112根據安培定則可知，通電直導線右側的磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度隨時間均勻增加，根據楞次定律可知線框中產生的感應電流方向為a→d→c→b→a，A錯誤；線框中產生的感應電流為

空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，故線框中產生的感應電流不變，B錯誤；線框ad邊感應電流保持不變，磁感應強度隨時間均勻增加，根據安培力表達式F安＝BIL，故所受的安培力隨時間變大，C錯誤；根據楞次定律的推論增離減靠可知，線框有向右遠離通電直導線的趨勢，故線框整體受到的安培力方向水平向右，D正確。1234567891011128.(多選)(2023·安徽省五校聯(lián)考)蕩秋千是一項同學們喜歡的體育活動。如圖所示，兩根金屬鏈條(可視為導體)將一根金屬棒ab懸掛在固定的金屬架cd上，靜止時金屬棒ab水平且沿東西方向，已知當地的地磁場方向自南向北斜向下與豎直方向成45°角，現讓金屬棒ab隨鏈條擺起來，通過能量補給的方式可使鏈條與豎直方向的最大偏角保持45°不變，則下列說法中正確的是A.當ab棒自北向南經過最低點時，電流從c流向dB.當鏈條與豎直方向成45°角時，回路中感應電流一定為零C.當ab棒自南向北擺動的過程中，回路中的磁通量先減小再增加D.當ab棒自南向北經過最低點時，ab棒受到的安培力的方向水平

向南√123456789101112√當ab棒自北向南經過最低點時，由右手定則知ab棒上的電流方向自a向b，金屬架上的電流方向則為自c到d，故A正確；當鏈條與豎直方向成45°角時，ab棒來到了最高點，其速度為0，不產生感應電動勢，回路中感應電流一定為零，故B正確；如圖所示，當ab棒自南向北擺動的過程中，穿過閉合回路abcd的磁通量一直減小，故C錯誤；當ab棒自南向北經過最低點時，由左手定則知安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下，故D錯誤。1234567891011129.如圖，在豎直方向上的兩個磁感應強度大小分別為B1和B2的勻強磁場中，各放入一個完全一樣的水平金屬圓盤a和b，它們可繞豎直軸自由轉動。用導線將a盤中心與b盤邊緣相連，b盤中心與a盤邊緣相連。從上向下看，當a盤順時針轉動時A.b盤總是逆時針轉動B.若B1、B2同向，b盤順時針轉動C.若B1、B2反向，b盤順時針轉動D.b盤總是順時針轉動√123456789101112若B1、B2都豎直向上，從上向下看，當a盤順時針轉動時，其半徑切割磁感線，感應電流方向為a′→O→b′→O′→a′，b盤電流為b′→O′，根據左手定則，可知b盤沿逆時針方向(俯視)轉動；若B1、B2都豎直向下，從上向下看，當a盤順時針轉動時，其半徑切割磁感線，感應電流方向為O→a′→O′→b′→O，b盤電流為O′→b′，根據左手定則，可知b盤沿逆時針方向(俯視)轉動；123456789101112若B1向上，B2向下，從上向下看，當a盤順時針轉動時，其半徑切割磁感線，感應電流方向為a′→O→b′→O′→a′，b盤電流為b′→O′，根據左手定則，可知b盤沿順時針方向(俯視)轉動；若B1向下，B2向上，從上向下看，當a盤順時針轉動時，其半徑切割磁感線，感應電流方向為O→a′→O′→b′→O，b盤電流為O′→b′，根據左手定則，可知b盤沿順時針方向(俯視)轉動，A、B、D錯誤，C正確。12345678910111210.(多選)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是A.開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里

的方向轉動B.開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂

直紙面向里的方向C.開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面

向外的方向轉動√123456789101112√根據安培定則，開關閉合時鐵芯上產生水平向右的磁場，開關閉合后的瞬間，根據楞次定律，直導線上將產生由北向南的電流，根據安培定則，直導線上方的磁場垂直紙面向里，故小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動，A項正確；開關閉合并保持一段時間后，直導線上沒有感應電流，故小磁針的N極指北，B、C項錯誤；開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，根據楞次定律，直導線上將產生由南向北的電流，這時直導線上方的磁場垂直紙面向外，故小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動，D項正確。12345678910111211.在“探究電磁感應現象的產生條件”實驗中，實物連線如圖甲所示。感應線圈組的內外線圈繞線方向如圖乙粗線所示。(G表指針指向電流流入方向)(1)接通電源，閉合開關，G表指針有大的偏轉，幾秒后G表指針停在中間不動。將滑動變阻器的滑片迅速向右滑動時，G表指針______；迅速抽出鐵芯時，G表指針______。(均選填“不動”“右偏”“左偏”或“不停振動”)123456789101112左偏右偏滑動變阻器滑片向右滑動時，接入電路的電阻減小，電流增大，內線圈的磁通量方向向下，且大小增大，根據楞次定律可判斷外線圈內的感應電流方向從A接線柱流入，故G表指針向左偏。抽出鐵芯時，磁通量減小，G表指針向右偏。123456789101112(2)斷開開關和電源，將鐵芯重新插入內線圈中，把直流輸出改為交流輸出，其他均不變。接通電源，閉合開關，G表指針__________(選填“不動”“右偏”“左偏”或“不停振動”)。123456789101112不停振動把直流輸出改為交流輸出后，外線圈中