1、课标要求考情分析2.2.1 探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。2.2.2 通过实验，理解法拉第电磁感应定律。2.2.3 通过实验，了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。1新高考例证2020年山东高考卷第12题，以电磁学中常见的感应电流的产生过程为情境，体现了对“获取和处理信息、基于证据得出结论、探究运动状态变化与相互作用关系”等素养的要求。考查了演绎推理、抽象思维等关键能力。加强对考生核心素养和综合能力的培养，彰显了试题素养导向的理念。2新高考预测(1)对电磁感应中的图像的考查仍然是新高考的重点。(2)注重对题干情境的审读，理清情境、过程并运用图像解决
2、问题。知识体系第1讲电磁感应现象、楞次定律一、磁通量1磁通量(1)定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积。(2)公式：BS(BS)；单位：韦伯(Wb)。(3)标矢性：磁通量是标量，但有正负。2磁通量的变化量：21。3磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)：磁通量的变化量与所用时间的比值，即 ，与线圈的匝数无关。二、电磁感应现象1定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，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。2条件(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化。(2)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。3实质空间中磁通量发生变化就会产生感应电动势，如果电路
3、闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。思考辨析1穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。 ()2当磁感线方向相反时，怎样计算合磁通量？提示：假设磁感线向某一方向穿进的磁通量为正，则向外穿出的磁通量为负，计算合磁通量时，正、负可以抵消。3磁通量发生变化有哪三种常见情况？提示：(1)磁场强弱不变，回路面积改变。(2)回路面积不变，磁场强弱改变。(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。三、感应电流方向的判断1楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(2)适用范围：一切电磁感应现象。2右手定则(1)内容：如
4、图所示，伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。(2)适用情况：导线切割磁感线产生的感应电流。思考辨析1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。 ()2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。 ()3为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。(1)将条形磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现电流计指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为顺时针还是逆时针？(2)当条形磁铁从图中
5、虚线位置向右远离L时，电流计指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为顺时针还是逆时针？提示：(1)将条形磁铁的N极向下插入L时，根据楞次定律，L的上方应为N极。由电流计指针向左偏转，可确定L中的电流由b端流入。根据安培定则，俯视线圈，电流方向为逆时针，线圈绕向为顺时针。(2)当条形磁铁远离L时，由楞次定律，线圈L上方仍为N极。由于此时电流计指针向右偏转，可确定L中的电流由a端流入。根据安培定则，俯视线圈，电流方向为逆时针，线圈绕向也为逆时针。考点1感应电流方向的判断(能力考点)考向1右手定则的应用典例如图所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动
6、轴接触。若使金属圆盘按图示方向(俯视为顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是()A电阻R中有QRP方向的感应电流B电阻R中有PRQ方向的感应电流C穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻R中无感应电流D调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变【自主解答】B解析：根据右手定则可判断出R中有PRQ方向的感应电流，B正确，A、C错误；调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向，流过R的感应电流方向不变，D错误。【核心归纳】右手定则只适用于导体切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：(1)掌心磁感线穿入；(2)拇指指向导体运动的方向；(3)四指指向感应电流的方向。考向2
7、楞次定律的应用典例(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上方的空中，则()A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)【自主解答】BC解析：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
8、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，磁通量方向向上且增加，根据楞次定律可判断，B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)，C正确，D错误。【技法总结】应用楞次定律的思路1(2018全国卷)(多选)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()A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
9、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AD解析：根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生由北向南的磁场。开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A项正确；开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北，B、C项错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D项正确。2(2021广东模考)(多选)如图所示，
10、绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有()ABCDD解析：本题考查楞次定律的应用。电路接通的瞬间，线圈内部产生从右向左的磁场，使通过铜环的磁通量减少，根据楞次定律可知，铜环中将产生感应电流，且感应电流产生的磁场方向向右，从左侧看，感应电流沿顺时针方向，铜环相当于小磁针，且小磁针的右侧为N极，所以铜环受到条
11、形磁体的吸引，会靠近磁体，选项D正确，选项A、B、C错误。考点2楞次定律的推广应用(能力考点)考向1增反减同典例如图所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则()A条形磁铁经过位置时，线框中的感应电流沿abcd方向；经过位置时，沿adcb方向B条形磁铁经过位置时，线框中的感应电流沿adcb方向；经过位置时，沿abcd方向C条形磁铁经过位置和时，线框中的感应电流都沿abcd方向D条形磁铁经过位置和时，线框中的感应电流都沿adcb方向本题考查由楞次定律来确定感应电流的方向。磁铁内部磁场强于外部，且内部磁感线从S极到N极。当条形磁铁进入方形导线框时，线圈中的磁通量增加
12、【自主解答】A解析：当条形磁铁经过位置时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判断感应电流应沿abcd方向。同理可判断当条形磁铁经过位置时，感应电流沿adcb方向。故A正确。考向2来拒去留典例如图所示，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。当矩形线圈突然向右运动时，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【自主解答】A解析：当矩形线圈突然向右运动时，线圈中会产生逆时针方向的电流，根据左手定则可知，ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向左，合力的方向向左，A正
13、确。(或根据楞次定律，“来拒去留”，感应电流的效果总是阻碍相对运动，所以线圈向右运动时所受安培力向左，故A正确。)考向3增缩减扩典例(多选)如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电的绝缘环，A为导体环。当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是()AA中产生逆时针方向的感应电流BA中产生顺时针方向的感应电流CA具有收缩的趋势DA具有扩张的趋势【自主解答】BD解析：由题意可知，B为均匀带负电的绝缘环，B中的电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增强；由楞次定律可知，磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，所以感应电流的磁场方向垂直纸面
14、向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故选项A错误，B正确；B环外的磁场方向与B环内的磁场方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩张的趋势，故选项C错误，D正确。【核心归纳】楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。列表说明如下：内容例证阻碍原磁通量变化“增反减同”阻碍相对运动“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”阻碍原电流的变化“增反减同”1(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中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取图甲中电流的方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则(
15、)A在t1时刻，NG，P有收缩的趋势B在t2时刻，NG，穿过P的磁通量不变C在t3时刻，NG，P中有感应电流D在t4时刻，NG，P有收缩的趋势ABC解析：t1时刻，螺线管中的电流增大，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈P有远离和面积收缩的趋势，即FNG，P有收缩的趋势，故A正确；t2时刻，螺线管中的电流不变，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，即FNG，故B正确；t3时刻，螺线管中的电流为0，但是线圈P中的磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FNG，故C正确
16、；t4时刻，螺线管中的电流不变，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，故t4时刻，FNG，此时线圈P没有收缩的趋势，故D错误。2如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是()A当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中的电流方向相反C当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落B解析：若电梯突然坠落
17、，闭合线圈A、B内的磁通量发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍永磁体的相对运动，可起到应急避险作用，但不能阻止永磁体的运动，故A错误；当电梯坠落至永磁体在题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A与B中的感应电流方向相反，故B正确；结合A的分析可知，当电梯坠落至永磁体在题图所示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C、D错误。考点3三定则、一定律的综合应用(能力考点)典例(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭
18、合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动 B向左加速运动C向右减速运动 D向左减速运动由MN向右运动，可以判断MN中电流的方向，从而确定L1中的磁场方向，由此可得L2中磁场的变化情况，则可判断L2中的电流方向，而L2中的电流是由PQ运动产生的，再由右手定则判断PQ的运动性质。【自主解答】BC解析：MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场方向垂直纸面向里MN中的感应电流由M到NL1中感应电流的磁场方向向上；若L2中磁场方向向上且减弱PQ中电流为由Q到P且减小PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下且增强PQ中电流为由P到Q且增
19、大PQ向左加速运动。综上所述，B、C正确。【技法总结】1“三定则、一定律”的比较名称基本现象应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场安培定则(因电而生磁)磁场对电流的作用磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则(因电而受力)电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则(因动而生电)闭合回路磁通量变化楞次定律(因磁而生电)2.“三定则、一定律”中只要是涉及力的判断都用左手判断，涉及“电生磁”或“磁生电”的判断均用右手判断，即“左力右电”。 1(多选)如图所示是创意物理实验设计的作品“小熊”荡秋千。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强
20、的条形磁铁如图所示放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是()A线圈P向右摆动的过程中，线圈P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B线圈P向右摆动的过程中，线圈Q也会向右摆动C线圈P向右摆动的过程中，线圈Q会向左摆动D若用手左右摆动线圈Q，线圈P会始终保持静止AB解析：线圈P向右摆动的过程中，线圈P中的磁通量减少，根据楞次定律，线圈P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，线圈Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，线圈Q下侧将受到向右的安培力作用，所以线圈Q也会向右摆动，选项A、B正确，C错误；若用手左右摆动线圈Q，切割磁感线产生感应电动势，
21、在线圈P中将产生感应电流，受到安培力作用，由左手定则可判断出线圈P将摆动，不会保持静止，选项D错误。2如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列运动时，线圈c中没有感应电流产生的是()A向右做匀速直线运动B向左做匀加速直线运动C向右做减速直线运动D向右做变加速直线运动A解析：导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，故A正确；导体棒ab向左做匀加速运动时，根据右手定则判断知，ab中产生的感应电流方向从ba，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流，B错误；导体棒ab向右做减速直线运动时，根据右手定则判断知，ab中产生的感应电流方向从ab，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流，C错误；导体棒ab向右做变加速运动时，根据右手定则判断知，ab中产生的感应电流方向从ab，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流，D错误。