1、高考物理复习35考点35电磁感应现象楞次定律 考点名片考点细研究：(1)电磁感应现象；(2)磁通量；(3)楞次定律等。其中考查到的如：2016年全国卷第20题、2015年全国卷第19题、2015年全国卷第18题、2015年北京高考第20题、2015年山东高考第17题、2015年江苏高考第11题、2014年全国卷第14题、2014年广东高考第15题、2014年山东高考第16题、2014年大纲卷第20题、2013年全国卷第19题等。备考正能量：本考点在高考试题中以选择题形式考查，命题点为物理学史、电磁感应发生的条件、运用楞次定律分析感应电流方向。楞次定律是命题热点，考查应用楞次定律判断感应电流方向
2、的基本方法和感应电流引起的作用效果，多与动力学结合。预计在今后高考中针对本考点仍以选择题考查楞次定律的基本应用。一、基础与经典1下图中能产生感应电流的是()答案B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流。2(多选) 用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是()A当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转B当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转C保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转D若磁铁
3、和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转答案AC解析当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈中的磁通量在变化，故线圈中会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项A正确；当把磁铁N极从线圈中拔出时，线圈中也会产生感应电流，故选项B错误；保持磁铁在线圈中相对静止时，线圈中的磁通量没变化，故无感应电流产生，所以电流表指针不发生偏转，选项C正确；若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，线圈与磁铁没有相对运动，故穿过线圈的磁通量也不变，电路中无感应电流，电流表指针不发生偏转，选项D错误。3如图所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E、D、F为线框中的四个顶点，图甲中的线框绕E点转动，图
4、乙中的线框向右平动，磁场足够大。下列判断正确的是()A图甲线框中有感应电流产生，C点电势比D点低B图甲线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等C图乙线框中有感应电流产生，C点电势比D点低D图乙线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等答案B解析线框绕E点转动和向右平动，都没有磁通量的变化，无感应电流产生，由右手定则可知，图甲线框中C、D两点电势相等，则A错误，B正确；图乙线框中C点电势比D点高，则C、D都错误。4. 如图所示，一根长导线弯成如图abcd的形状，在导线框中通以图示直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是()
5、A金属环P中产生顺时针方向的电流B橡皮筋的长度增大C橡皮筋的长度不变D橡皮筋的长度减小答案B解析本题考查楞次定律，意在考查考生的理解应用能力。导线框中的电流所产生的磁场在金属环P内的磁通量方向垂直于纸面向里，当电流I增大时，金属环P中的磁通量向里且增大，由楞次定律和安培定则可知金属环P中会产生逆时针方向的感应电流，A错误；由于P中磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，P有远离bc边的趋势，故橡皮筋的长度增大，B正确，C、D错误。5. 如图所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同。一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行。线圈从
6、图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间。则下列说法中正确的是()A在位置2时，穿过线圈的磁通量为零B在位置2时，穿过线圈的磁通量的变化率为零C从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化D从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向先向右后向左答案A解析磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数，故在位置2，磁通量为0，但磁通量的变化率不为0，A正确，B错误；12，磁通量减小，感应电流为逆时针方向，23，磁通量反向增大，感应电流仍为逆时针方向，C错误；由楞次定律知，线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动，方向总是向右，D错误。6.
7、如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则()A圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大C在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D圆环最终将静止在平衡位置答案C解析当圆环进出磁场时，由于圆环内磁通量发生变化，所以有感应电流产生，同时金属圆环本身有内阻，部分机械能会转化成热量而损失，因此圆环不会摆到释放位置，A错误，C正确；随着圆环进出磁场，其机械能逐渐减少，圆环摆动的幅度越来越小，当圆环
8、只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，圆环将在A、B间来回摆动，B、D错误。7(多选)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则()At1时刻FNG，P有收缩的趋势Bt2时刻FNG，此时穿过P的磁通量最大Ct3时刻FNG，此时P中无感应电流Dt4时刻FNG，此时穿过P的磁通量最小答案AB解析t1时刻，电流增大，由楞次定律知，线圈有远离螺线管、收缩面积的趋势，选项A正确；t2时刻电流达到最大，变化率为零，故线圈中无感应电流，FNG，此时穿过P的
9、磁通量最大，选项B正确；t3时刻电流为零，但电流从有到无，故穿过线圈的磁通量发生变化，此时P中有感应电流，但磁通量为零，P受到的安培力为零，故FNG，选项C错误；t4时刻电流变化率为零，线圈中无感应电流，FNG，此时穿过P的磁通量最大，选项D错误。8. (多选)如图是某电磁冲击钻的原理图，若发现钻头M突然向右运动，则可能是()A电键S闭合瞬间B电键S由闭合到断开的瞬间C电键S已经是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动D电键S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动答案AC解析当电键突然闭合时，左线圈中有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运
10、动远离左边线圈，故A项正确；当电键由闭合到断开瞬间，穿过右线圈的磁通量要减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头M要向左运动靠近左边线圈，故B项错误；电键闭合时，当变阻器滑片P突然向左滑动时，回路的电阻减小，回路电流增大，产生的磁场增强，穿过右线圈的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故C项正确；当变阻器滑片P突然向右滑动时，回路的电阻增大，回路电流减小，产生的磁场减弱，穿过右线圈的磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头M向左运动靠近左边线圈，故D项错误。9. (多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上
11、放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点答案BD解析当金属棒向右匀速运动时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等电势，故A错误，B正确。当金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电
12、路d点电势高于c点，故C错误，D正确。二、真题与模拟102015全国卷 (多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是()A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析如图所示，将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合，则每个线
13、圈绕OO轴转动时，均有感应电流产生，这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力，从而使小磁针转动起来，可见A、B均正确。由于圆盘面积不变，与磁针间的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化，C错误。圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场，由安培定则可判断在中心方向竖直向下，其他位置关于中心对称，此磁场不会导致磁针转动，D错误。11. 2015山东高考(多选)如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反
14、向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动答案ABD解析把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”，由右手定则知，圆心处电势高，选项A正确；所加磁场越强，感应电流越强，安培力越大，对圆盘转动的阻碍越大，选项B正确；如果磁场反向，由楞次定律可知，仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若将整个圆盘置于磁场中，则圆盘中无感应电流，圆盘将匀速转动，选项D正确。122014大纲卷很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大 B先增大，后减小C逐渐增大，趋于不变 D
15、先增大，再减小，最后不变答案C解析对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大，当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C。13. 2014广东高考如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大答案C解析小磁块在铜管P中下落时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场阻碍小磁块的下落，小磁块的机械能不守恒，A、B两项错误；小磁块在塑料管Q中下落时不会产生感应电流，小
16、磁块的机械能守恒，不难分析知，小磁块在Q中的运动时间短，落至底部时的速度大，C项正确，D项错误。142017江西宜春模拟如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向()A向左 B向右C垂直纸面向外 D垂直纸面向里答案B解析当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确。152017荆门调研 老师让学生观察一个物理小实验：一轻质横杆可绕中心点自由转动，横杆两侧各固定一金属环，其
17、中左环上有一小缺口。老师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，同学们看到的现象是()A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把磁铁从左环中拔出，左环会跟着磁铁运动D把磁铁从右环中拔出，右环不会跟着磁铁运动答案B解析磁铁插向右环闭合回路中有感应电流产生，横杆发生转动；磁铁插向左环，由于左环不闭合，没有感应电流产生，横杆不发生转动，选项A错误，B正确；把磁铁从左环中拔出没有感应电流产生，左环不会跟着磁铁运动，把磁铁从右环中拔出在右环中有感应电流产生，右环会跟着磁铁运动，选项C、D错误。16. 2016昆明三中、玉溪一中统考(多选)AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿
18、竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根靠立在导轨上的金属直棒(开始时b离O点很近)，如图所示。它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a端始终在AO上，b端始终在OC上，直到ab完全落在OC上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中()A感应电流方向始终是baB感应电流方向先是ba，后变为abC所受安培力方向垂直于ab向上D所受安培力方向先垂直于ab向下，后垂直于ab向上答案BD解析ab棒下滑过程中，通过闭合回路的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，感应电流方向先是ba，后变为ab，B项正确；由左手定则可知，ab棒所受安培力方向先垂直于ab向下，后垂直于ab向上，D
19、项正确。17. 2016江苏南京二模(多选)如图所示，线圈与电源、开关相连，直立在水平桌面上。铁芯插在线圈中，质量较小的铝环套在铁芯上。闭合开关的瞬间，铝环向上跳起来。下列说法中正确的是()A若保持开关闭合，则铝环不断升高B开关闭合后，铝环上升到某一高度后回落C若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度停留D如果将电源的正、负极对调，还会观察到同样的现象答案BD解析闭合开关的瞬间，线圈中电流增大，产生的磁场增强，则通过铝环的磁通量增大，根据楞次定律可知，铝环跳起以阻碍磁通量的增大，电流稳定后，铝环中磁通量恒定不变，铝环中不再产生感应电流，在重力作用下，铝环回落，A、C错误，B正确。闭合开关的瞬间，铝
20、环向上跳起的目的是阻碍磁通量的增大，与磁场的方向、线圈中电流的方向无关，D正确。182016辽宁五校联考 如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个边长为L粗细均匀的正方形导线框abcd，其所在平面与磁场方向垂直，导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上，导线框各边的电阻大小均为R。在导线框从图示位置开始以恒定速度v沿对角线方向进入磁场，到整个导线框离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是()A导线框进入磁场区域时产生顺时针方向的感应电流B导线框中有感应电流的时间为C导线框的bd对角线有一半进入磁场时，整个导线框所受安培力大小为D导线框的bd对角线
21、有一半进入磁场时，导线框a、c两点间的电压为答案D解析根据楞次定律，线框刚进入磁场时，线框中的磁通量增加，感应出的磁场方向与原磁场方向相反，线框中的电流方向为逆时针方向，A错误；线框中有电流的时间为线框进入磁场过程及线框离开磁场过程，所以总的时间为t，B错误；bd边有一半进入磁场时，产生的感应电流大小为I，F安，C错误；bd边有一半进入磁场时，产生感应电动势大小为EBLv，ac部分电阻占电路总电阻的一半，Uac，D正确。一、基础与经典19如图，在竖直向下的磁感应强度为B1.0 T的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L0.4 m。一质量为m0.2 kg、电阻
22、R00.5 的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。若轨道左端P点接一电动势为E1.5 V、内阻为r0.1 的电源和一阻值R0.3 的电阻。轨道左端M点接一单刀双掷开关K，轨道的电阻不计。求：(1)单刀双掷开关K与1闭合瞬间导体棒受到的磁场力F；(2)单刀双掷开关K与1闭合后导体棒运动稳定时的最大速度vm；(3)导体棒运动稳定后，单刀双掷开关K与1断开，然后与2闭合，求此后在电阻R上产生的电热QR和导体棒前冲的距离x。答案(1)1 N(2)3.75 m/s(3)0.53 J,3.75 m解析(1)I2.5 A，FBIL1 N。(2)导体棒运动稳定后产生的感应电动势EBLvm1.
23、5 V，解得vm3.75 m/s。(3)单刀双掷开关K与2闭合后，导体棒在向左的安培力作用下最后停止，设电路中产生的总电热为Q，由能量守恒可得Qmv1.4 J，在电阻R上产生的电热QRQ0.53 J。在此过程中由动量定理可得安t0mvm，又安BL，BSBLx，整理可得mvm，解得x3.75 m。20. 磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示，从ab进入磁场时开始计时。(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；(2)判断线框中有无感应电流。若有，请判断出感应电流的方向；若无，请
24、说明理由。答案(1)如图所示。(2)线框进入磁场阶段，感应电流方向逆时针；线框在磁场中运动阶段，无感应电流；线框离开磁场阶段，感应电流方向顺时针。解析线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)。(1)线框进入磁场阶段：t为0，线框进入磁场中的面积与时间成正比，Slvt，最后为BSBl2。线框在磁场中运动阶段：t为，线框磁通量为Bl2，保持不变。线框离开磁场阶段：t为，线框磁通量线性减小，最后为零。(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流。由右手定则可知，感应电流
25、方向为逆时针方向。线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生。线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流。由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向。二、真题与模拟212014重庆高考某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应。一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接。当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量
26、。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。问：(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？ (2)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系。 (3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？答案(1)从C端流出(2)从D端流入mI(3) 解析(1)线圈向下运动，线圈左、右两侧导线切割磁感线，根据右手定则，判断出感应电流方向应当从C端流出。(2)要通过供电使线圈恢复到未放重物时的位置，必须在线圈中产生向上的安培力与物体重力平衡。根据左手定则，判断电流方向应当从D端流入。由FAmg，FA2nBIL，得mI。(3)设称量最大质量为mP。由
27、mI，PI2R，得mP。222017浙江杭州四校联考如图所示，电阻不计的两光滑金属导轨相距L，放在水平绝缘桌面上，半径为R的圆弧部分处在竖直平面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量为2m，电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r。重力加速度为g。开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上。棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为13。求：(1)棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小；(2)棒c
28、d在水平导轨上的最大加速度；(3)两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热。答案(1) (2) (3) mgR解析(1)设ab棒进入水平导轨的速度为v1，ab棒从圆弧导轨滑下机械能守恒：2mgR2mv，离开导轨时，设ab棒的速度为v1，cd棒的速度为v2，ab棒与cd棒在水平导轨上运动，由动量守恒得2mv12mv1mv2，两棒离开导轨做平抛运动的时间相等，由水平位移xvt可知v1v2x1x213，联立解得v1，v2。(2)ab棒刚进入水平导轨时，cd棒受到的安培力最大，此时它的加速度最大，此时回路的感应电动势为EBLv1，I，cd棒受到的安培力为FcdBIL，cd棒有最大加速度为a，联立解得：a。(
29、3)根据能量守恒，两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为Q2mv，联立并代入v1和v2，解得：QmgR。232017合肥质检如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l0.20 m，电阻R1 ；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻均忽略不计，整个装置处于磁感应强度B0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得外力F与时间t的关系如图乙所示。求：(1)杆的质量m和加速度a的大小；(2)杆开始运动后的时间t内，通过电阻R电量的表达式(用B、l、R、a、t表示)。答案(1)0.1 kg1 m/s2(2)q解析(1)以金属杆为研究对象，由vat，EBlv，I，FBIlma，解得Fmaat，由图线上取两点坐标(0,0.1 N)和(10 s,0.2 N)代入方程解得a1 m/s2，m0.1 kg。(2)从静止开始运动的t时间内杆的位移为xat2，穿过回路的磁通量的变化BSBlx，所以通过电阻R的电量为qtt。
