专题2.1 电磁感应中的方向问题-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（解析版）

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专题 1.1 电磁感应中的方向问题

【人教版】

【题型 1 电磁感应的产生条件】......................................................................................................

【题型 2 动生过程的方向判断】......................................................................................................

【题型 3 感生过程的方向判断】......................................................................................................

【题型 4 比较电势高低】..................................................................................................................

【题型 5 电磁感应导致的面积问题】..............................................................................................

【题型 6 电磁感应导致相对运动】..................................................................................................

【题型 7 二次感应】..........................................................................................................................

【题型 8 联系实际】..........................................................................................................................

【题型 1 电磁感应的产生条件】

【例 1】如图所示，一个 U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒 ab，有一磁感

应强度为 B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为 θ.在下列各过程中，

一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　)

A．ab 向右运动，同时使 θ减小

B．使磁感应强度 B减小，θ角同时也减小

C．ab 向左运动，同时增大磁感应强度 B

D．ab 向右运动，同时增大磁感应强度 B和θ角(0°<θ<90°)

答案　A

解析　设此时回路面积为 S，据题意，磁通量 Φ＝BScos θ，S增大，θ减小，cos θ增大，则

Φ增大，A正确；B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，B错误；S减小，B增大，Φ

可能不变，C错误；S增大，B增大，θ增大，cos θ减小，Φ可能不变，D错误．

【变式 1-1】如图所示，导线 MON 在中点 O弯折成一定角度，OO′为其角平分线，在导

线MON 内通以恒定电流 I，由均匀导线制成的正方形小线框 L中线与 OO′重合，则能在 L

中产生感应电流的办法是(　 )

A．增大电流 I

B．将 L沿OO′向右匀速移动

C．将 L沿OO′向右加速移动

D．将 L向上快速移动

解析：选D　根据右手螺旋定则可知，穿过正方形线框的磁通量为零，增大电流，磁通量

不变，A错误；将线框沿 OO′向右运动，穿过正方形线框的磁通量始终为零，无感应电

流产生，B、C错误；将 L向上快速移动，穿过正方形线框的磁通量发生变化，会有感应电

流产生，D正确。

【变式 1-2】(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由

转动，老师拿一条形磁体插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现

象及现象分析正确的是(　　)

A．磁体插向左环，横杆发生转动

B．磁体插向右环，横杆发生转动

C．磁体插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流

D．磁体插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流

答案　BD

【变式 1-3】如图所示，一根长 1 m 左右的空心铝管竖直放置(图甲)，同样竖直放置一根长

度相同但有竖直裂缝的铝管(图乙)和一根长度相同的空心塑料管(图丙)．把一枚小磁铁从上

端管口放入管中后，小磁铁最终从下端管口落出．小磁铁在管内运动时，均没有跟管内壁

发生摩擦．设小磁铁在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为 t1、t2、t3，则下列关于小磁

铁在三管中下落的说法正确的是(　　)

A．甲管、乙管和丙管都会产生感应电流

B．小磁铁完全进入甲管后，甲管中没有感应电流产生

C．t1最大

D．t2＝t3

答案　C

解析　由于甲管形成闭合电路，当小磁铁通过时，会产生感应电流；乙没有形成闭合电路

但当小磁铁靠近或远离铝管时，会形成小面积的涡流，因此也会产生感应电流但强度比甲

管的弱；丙管不会产生电磁感应现象，因此甲管和乙管会产生感应电流，丙管不会产生感

应电流，A错误；将甲管想象成多组圆环，当小磁铁完全进入管中时，通过这些环的磁通

量会发生变化，根据楞次定律，会产生感应电流，B错误；根据“来拒去留”，甲管中感

应电流最强，因此甲管的小磁铁下落得最慢，运动时间最长， C正确；乙管中会产生涡流，

也会对小磁铁产生“来拒去留”的效果，因此下落的时间 t2＞t3，D错误．

【题型 2 动生过程的方向判断】

【例 2】下列图中表示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，导

体ab 上的感应电流方向为 a→b的是(　 )

解析：选A　ab 棒顺时针转动，运用右手定则：磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，

则导体 ab 上的感应电流方向为 a→b，故 A正确；ab 向纸外运动，运用右手定则时，磁感

线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体 ab 上的感应电流方向为 b→a，故 B错误；穿过回

路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由 b→a→d→c，则导体 ab 上的感应

电流方向为 b→a，故 C错误；ab 棒沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体 ab 上的感应

电流方向为 b→a，故 D错误。

【变式 2-1】(多选)如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一

质量为 m、阻值为 R的闭合矩形金属线框 abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在 O点，并可绕 O点

左右摆动．金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程

中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则下列说法中正确的是(　　)

A．线框中感应电流的方向先是 d→c→b→a→d，后是 a→b→c→d→a

B．线框中感应电流的方向是 d→c→b→a→d

C．穿过线框中的磁通量先变大后变小

D．穿过线框中的磁通量先变小后变大

答案　BD

解析　线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律

可判断感应电流的方向为 d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的

磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为 d→c→b→a→d.

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