1、第 十 二 章 电磁感应【核心素养】物理观念：1.理解磁通量、电磁感应、自感等概念；2.掌握右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等规律；3.培养电磁相互作用观念和能量观念科学思维：综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律、牛顿第二定律、动能定理、能量守恒定律、动量定理、动量守恒定律分析问题的能力科学探究：通过实验探究影响感应电流方向的因素，探究法拉第电磁感应定律、探究自感现象和涡流现象，提高定性和定量分析问题的能力科学态度与责任：了解生活中电磁感应的应用，体会学习物理的乐趣，培养学习物理的兴趣【命题探究】1.命题分析：高考对本专题的考查主要有电磁感应现象的分析与判断，
2、感应电流与感应电动势的计算以及电磁感应中的电路、能量、图像等问题选择题和计算题对本章知识都有所涉及，试题综合性较强2趋势分析：针对2022年高考，导体棒的受力及运动分析、电磁感应与动量定理和动量守恒定律相结合的综合性试题应引起大家的重视【试题情境】生活实践类：电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接术、磁电式速度传感器、真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种实际应用模型学习探索类：杆轨模型问题，电磁感应与动力学、能量、动量结合问题，电磁感应的图像问题第1讲电磁感应现象楞次定律【必备知识自主排查】一、电磁感应现象1电磁感应现象当穿过闭合导体回路的_发生变化时，闭合导体回路中
3、有_产生的现象2产生感应电流的条件(1)_导体回路；(2)_发生变化二、感应电流的方向判断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2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_，并且都与手掌在同一个平面内；让_从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是_的方向(2)适用情况：判断导线_产生的感应电流方向【教材拓展】人教版选择性必修第二册P25“思考与讨论”改编如图，用绳吊起一个铝环用磁体的任意一极去1靠近铝环时：(1)观察到的现象是铝环向右摆()(2)穿过铝环的磁通量增加，铝环中有感应电流产生()(3
4、)感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以铝环向右摆()2远离铝环时：(1)观察到的现象是铝环向左摆()(2)穿过铝环的磁通量减少，铝环中有感应电流产生()(3)铝环中产生的感应电流的方向可以用楞次定律判断()【关键能力分层突破】考点一电磁感应现象的理解和判断判断是否产生感应电流的流程(1)确定研究的回路(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定穿过该回路的磁通量.(3)不变无感应电流变化不闭合，无感应电流，但有感应电动势回路闭合，有感应电流【跟进训练】1如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是()A使匀强磁场的磁
5、感应强度均匀增大B使圆环绕水平轴ab如图转动30C使圆环绕水平轴cd如图转动30D保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动2人教版选择性必修第二册改编如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是()32022山东淄博统考为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示”同学们讨论得出的下列结论正确的是()A脉冲电流流经线圈，会产生高强度的磁场是电磁感应现象B脉冲磁
6、场产生感应电场是电流的磁效应C若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用D若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流增强考点二判断感应电流方向的两种方法1判断感应电流的方法(1)楞次定律(2)右手定则2用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”：角度1 由楞次定律判断感应电流方向例1 两根互相垂直的绝缘通电长直导线放在水平面上，两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上，两线圈的圆心到两导线的距离都相等设两直导线中的电流大小相等，方向如图所示若两直导线中的电流以相同的变化率均匀减小，下列说法正确的是()Aa中无感应电流，b中有顺时针方向的感应电流Ba
7、中无感应电流，b中有逆时针方向的感应电流C.a中有顺时针方向的感应电流，b中无感应电流D.a中有逆时针方向的感应电流，b中无感应电流解题心得角度2 由右手定则判断感应电流方向例2 ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻()A有电流通过电流表，方向cd；作用于ab的安培力向右B有电流通过电流表，方向cd；作用于ab的安培力向左C有电流通过电流表，方向dc；作用于ab的
8、安培力向左D无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零解题心得【跟进训练】4.如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向考点三楞次定律的推广及三定则一定律的综合应用角度1 楞次定律的推广应用楞次定律中“阻碍”
9、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阻碍原磁通量的变化“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”例3 如图所示，在水平放置的螺线管的中央，放着一个可绕水平轴OO自由转动的闭合线圈abcd，轴OO与螺线管的轴线垂直，ab边在OO轴的左上方，闭合K的瞬间，关于线圈的运动情况，下列说法正确的是()A不转动Bab边向左转动Cab边向右转动D转动的方向与螺线管中的电流方向有关角度2 三定则一定律的综合应用例4 (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
10、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极朝垂直于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极指向垂直于纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直于纸面向外的方向D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动【跟进训练】5.美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示A为圆柱形合金材料
11、，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径现对A进行加热，则()A.B中将产生逆时针方向的电流BB中将产生顺时针方向的电流CB线圈有收缩的趋势DB线圈有扩张的趋势6如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()Aab向左运动，cd向右运动Bab向右运动，cd向左运动Cab、cd都向右运动Dab、cd保持静止考点四生活、科技中的电磁感应现象电磁感应现象与生活密切相关，高考对这部分的考查更趋向于有关现代信息和STSE问题中信息题
12、的考查命题背景有电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接技术、卫星悬绳发电、磁悬浮列车等情境1金属探测器(多选)高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场，如图所示探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，都会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报关于探测器的工作原理，下列说法正确的是()A金属探测器利用的是电磁感应现象B金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用C金属探测器利用的是静电感应现象D金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化情境2安检门2022福建厦门期末(多选)安检门是一
13、种用于安全检查的“门”，如图所示，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警以下关于这个安检门的说法正确的是()A这个安检门也能检查出毒品携带者B这个安检门只能检查出金属物品携带者C如果这个“门框”内的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者D这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应情境3漏电断路器(多选)漏电断路器是家庭电路中必不可少的一种安全保护装置，如图为其基本原理图电源线的火线与零线并行绕在铁芯上，当与放大器相连的线圈有微小电流时，即刻会驱动电磁继电器断开
14、电源，实现安全保护下列相关说法正确的是()A当与地不绝缘的人不小心触碰到火线时，漏电断路器会即刻断开电源B当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，漏电断路器会即刻断开电源C当外接电网是恒定直流电源时，漏电断路器不能正常工作D在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，则能检测到更微小的漏电第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律必备知识自主排查一、1磁通量感应电流2(1)闭合(2)磁通量二、1阻碍磁通量2(1)垂直磁感线感应电流(2)切割磁感线教材拓展1答案：(1)(2)(3)2答案：(1)(2)(3)关键能力分层突破1解析：原磁场的方向竖直向上，圆环中感应电流产生的磁场方向竖直向下，
15、与原磁场的方向相反，根据楞次定律，说明圆环的磁通量在增大使匀强磁场的磁感应强度均匀增大，穿过圆环的磁通量增大，A正确；使圆环绕水平轴ab或cd转动30，圆环在中性面上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生与图示方向反向的感应电流，B、C错误；保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流，D错误答案：A2解析：开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不会产生感应电流，故A符合题意；磁铁向铝环A靠近，穿过铝环的磁通量增大，铝环中会产生感应电流，故B不符合题意；金属框中从A位置向B位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化，金属框中会产生感应电流，故C
16、不符合题意；铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，回路中会产生感应电流，故D不符合题意答案：A3解析：脉冲电流流经线圈，产生磁场，属于电流产生磁场，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，选项A错误；脉冲磁场产生感应电场是变化的磁场产生电场，不是电流的磁效应，选项B错误；若将脉冲电流改为恒定电流，只能产生恒定磁场，不能产生感应电场，不能对脑神经产生电刺激作用，选项C错误；若脉冲电流最大强度不变，但是缩短脉冲电流时间，则电流变化率增大，流经线圈产生的磁场的变化率增大，导致在脑部产生的感应电场及感应电流增强，选项D正确答案：D例1解析：由安培定则可知通电导线产生的磁场方向，并根据叠加原理可
17、知a所在区域的两个磁场方向相反，穿过a环的磁通量为0且保持不变，所以a中无感应电流；b所在区域两个磁场方向相同，合磁场不为零，当电流减小时，b中磁通量减小，根据楞次定律可知b中有逆时针方向的感应电流，故B选项正确答案：B例2解析：当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向ba，有电流通过电流表，方向dc，根据左手定则，作用于ab的安培力向左，C正确，A、B、D错误答案：C4解析：金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，故选项D正确，A、B、C错误答案：D例
18、3解析：闭合K的瞬间，通过闭合线圈abcd的磁通量增大，根据楞次定律，线圈ab边向左转动，转动的方向与螺线管中的电流方向无关，选项B正确答案：B例4解析：开关闭合后的瞬间，根据安培定则可知，两线圈内的磁场方向水平向右因为线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由南到北，再根据安培定则可知直导线内的电流在其正上方产生的磁场方向垂直于纸面向里，则小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动，故选项A正确；开关闭合并保持一段时间后，与直导线相连的线圈内磁通量不变，则直导线内没有感应电流，故小磁针不动，故选项B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，与直导线相连的线圈内磁通量减少，根
19、据楞次定律可判断直导线内的电流方向由北到南，小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动，故选项D正确答案：AD5解析：提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在环绕它的线圈中产生电流由于原磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向，故A、B错误；A外侧的磁场的方向与A中的磁场的方向相反，B的面积越大，则穿过线圈B的磁通量越小当A与B中磁通量增大时，则线圈产生的感应电流阻碍磁通量的增大，面积有扩张的趋势，故C错误，D正确答案：D6解析：由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，
20、即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为acdba，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动，只有A正确答案：A情境1解析：线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流由此判断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，故选项A、D正确答案：AD情境2解析：这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错误，B正确；若“门框”内的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使金属物品内产生涡流，因而不
21、能检查出金属物品携带者，C错误；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确答案：BD情境3解析：由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反，因此合磁通量为零，当与地不绝缘的人接触火线发生触电时，火线的电流比零线的电流大，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，从而使继电器工作，电磁铁将开关吸引，断开电源，A正确当与地绝缘的人不小心同时接触到火线与零线时，不会形成电流变化，从而不会引起电磁感应现象，故漏电断路器不会断开电源，B错误当外接电网是恒定直流电源时，如果有人触电仍会产生电磁感应现象，故能正常工作，C错误在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，则能检测到更微小的漏电，D正确答案：AD