2.1 楞次定律（8大题型）-2024-2025学年高二物理同步题型分类讲与练（人教版2019选择性必修第二册）

2.1 楞次定律 知识点1 影响感应电流方向的因素 1、探究影响感应电流方向的因素 （1）实验步骤 ①将螺线管与电流表组成闭合电路； ②分别将条形磁铁的N极或S极插入，抽离线圈，如图所示，记录感应电流的方向。 （2）实验记录 ①条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加。 条形磁铁的磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向 归纳总结 图甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加 图乙 向上 顺时针 向下 ②条形磁铁从线圈中抽出，线圈内磁通量减少。 条形磁铁的磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向 归纳总结 图丙 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少 图丁 向上 逆时针 向上 2、实验结论 （1）当线圈内磁通量增加时 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。 （2）当线圈内磁通量减少时 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 （3）条形磁铁靠近线圈时 ，两者相斥（来拒）；条形磁铁远离线圈时 ，两者相吸（去留）。 知识点2 楞次定律 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。 【注意】在楞次定律中，只是给定了感应电流产生的磁场与引起感应电流的磁场（原磁场）间存在着“阻碍磁通量变化”的关系，要区分两个磁场。 （2）对“阻碍”的理解 ①谁阻碍谁：感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场（原磁场）的磁通量的变化。 ②阻碍什么：阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身。 ③如何阻碍：磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；磁通量减少时感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”。 ④阻碍效果：阻碍只是延缓了磁通量的变化，而不是阻止它的变化，变化仍将继续进行。 （3）楞次定律中的因果关系 闭合线圈原磁场的磁通量发生变化，从而在线圈中产生了感应电流，而感应电流的磁场又阻碍线圈中磁通量的变化。 （4）楞次定律中的能量守恒 楞次定律中的“阻碍”作用，正是能量守恒定律的反映，在克服这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，在转化的过程中总能量守恒。 2、楞次定律的推论 （1）“增反减同” ①阻碍原磁通量的变化：当电路中的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。 ②阻碍原电流的变化：如图所示，开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮，即原电流增大时，感应电流的方向与原电流的方向相反；开关S断开时，灯逐渐熄灭，A灯中电流方向向右，B灯中电流方向向左，线圈中电流方向不变 ，即原电流减小时，感应电流的方向与原电流的方向相同。 （2）“来拒去留” 若条形磁铁靠近线圈，线圈受到的是斥力；若条形磁铁远离线圈，线圈受到的是引力。 （3）“增缩减扩” 若穿过闭合电路的磁通量增大时，闭合电路的面积有收缩的趋势；磁通量减少时，闭合电路的面积有扩张的趋势。 （4）“增离减靠” 电流变化使线圈中磁通量变化，产生安培力使线圈靠近或远离。 知识点3 右手定则 1、内容 伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2、适用条件 只适用于闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流方向的判断。 1、“三定则一定律”的比较及应用 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 适用范围 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁 场中所受的安培力方向 只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 各种电磁感应现象 使用方法 右手握住导线或螺线管 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向 右手大拇指指向导体切割磁感线的运动方向 增反减同、来拒去留、增缩减扩 因果关系 因电而生磁（I→B） 因电而受力（I、B→F安） 因动而生电（v、B→I感） 因磁通量变化而生电（） 应用 电生磁 电动机 发电机 磁生电 （1）应用楞次定律时，一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况。 （2）研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，或者直接应用楞次定律的推论确定。 （3）“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”的判断都用右手判断，即“左力右电”。 2、判断感应电流方向的基本方法 （1）方法一：右手定则 适用于导体切割磁感线产生感应电流。 （2）方法二：楞次定律 适用于一切电磁感应现象。 第一，明确要研究的回路及原磁场B的方向；第二，确定磁通量的变化；第三，利用楞次定律“增反减同”判断感应电流的磁场方向；第四，利用安培定则判断感应电流的方向。 3、二次感应问题分析方法（逆推法） （1）首先依据二次感应产生的效应，判断二次感应电流的方向。 （2）其次依据螺线管中感应电流的方向，应用安培定则判定二次感应电流产生的磁场方向，明确它是阻碍第一个感应磁场变化的。 （3）然后依据楞次定律，得出第一个感应磁场的方向及相应的变化的可能情况，从而得到引起磁场变化的电流的方向与大小变化。 （4）最后，依据电流的方向与大小变化，判断导体做切割磁感线运动的方向与速度变化情况。 题型1 实验探究感应电流的方向 【例1】（23-24高二下·山东菏泽·期末）某兴趣小组利用如图装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）如图a，磁铁的N极向下运动时，电流表指针发生偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道 ； （2）图b中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是_______； A．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 B．灯泡A、B均不发光 C．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 D．灯泡A、B交替短暂发光 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，下列接线方法正确的是_______ A．1接4，2接3 B．1接2，3接4 C．1接3，2接4 【答案】（1）电流从电流表的“+”接线柱流入时，指针向哪个方向偏转（电流方向与指针偏转方向的关系） （2）D （3）C 【解析】（1）磁铁的N极向下运动时，电流表指针发生偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道电流从电流表的“+ ”接线柱流入时， 指针向哪个方向偏转（电流方向与指针偏转方向的关系） ，以便于和后面的实验做对比； （2）条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选D。 （3）根据感应电流产生的条件可知，要想进一步探究影响感应电流方向的因素，需要组成一个闭合回路，还需要一个含有电源的电路形成一个电磁铁，所以1接3，2接4。 故选C。 【变式1-1】（23-24高二下·广西崇左·期末）如图所示是“探究感应电流方向”的实验装置。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在 （选填“a”或“b”）位置。 （2）电路连接如图所示，下列操作不能产生感应电流的是（　　）。 A．开关闭合瞬间 B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C．开关断开瞬间 D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 （3）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；如果闭合开关后，滑动变阻器滑片向b端移动，则电流表指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）。 【答案】（1）a （2）B （3）向右偏 向左偏 【解析】（1）开关闭合前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应放置在a位置。 （2）根据产生感应电流的条件可知，当电路电流发生变化，则线圈中磁通量发生变化，从而产生感应电流，所以开关闭合后，滑动变阻器滑片不动时不能产生感应电流。开关闭合瞬间、开关断开瞬间和开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片都能产生电流。 故选B。 （3）[1]在闭合开关时，线圈磁通量变大，灵敏电流计的指针向左偏，合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时，磁通量减小，则灵敏电流计的指针向右偏。 [2]滑动变阻器滑片向b端移动，电流增大，线圈磁通量变大，灵敏电流计的指针向左偏。 【变式1-2】（23-24高二下·福建福州·期中）某同学用如图所示的电路探究影响感应电流的因素，G为灵敏电流计（已知电流由“+”接线柱流入，指针向右偏转；电流由“-”接线柱流入，指针向左偏转），采用如下步骤完成实验： （1）如图（a），将条形磁铁的S极向下插入线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 （2）如图（b），将条形磁铁的N极向上抽出线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 （3）经过多次实验操作，得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）。 【答案】（1）向右偏转 （2）向右偏转 （3）相反 相同 【解析】（1）将条形磁铁的S极向下插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增大，感应电流的磁场与条形磁铁在该处产生的磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，根据右手定则可知，感应电流从灵敏电流表的“”极流入，指针向右偏转。 （2）将条形磁铁的N极向上抽出线圈的过程中，穿过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场与条形磁铁在该处产生的磁场方向相同，即感应电流的磁场方向向下，根据右手定则可知，感应电流从灵敏电流表的“”极流入，指针向右偏转。 （3）[1][2]经过多次实验操作，可总结结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相同。 【变式1-3】（23-24高二下·山东德州·期中）某同学利用如图1所示实验装置来完成“探究影响感应电流方向的因素”的实验。 （1）下表为该同学记录的实验现象： 序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 ①分析上述4组实验记录的感应电流的磁场方向与原磁场方向，可得结论是感应电流的磁场总要 。 ②已知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。如图2所示实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，则磁体的下端为 极（填“N”或“S”）。 （2）该同学为了进一步研究实验，设计图3所示实验装置。其中甲、乙为两个完全相同的电流表。已知闭合开关后，当滑动变阻器的滑片不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图3所示。若要使电流表乙的指针向右偏转。则进行的操作可能为________。 A．闭合开关，等电路稳定后再断开开关的瞬间 B．断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间 C．滑动变阻器的滑片向端迅速滑动 D．滑动变阻器的滑片向端迅速滑动 【答案】（1）阻碍引起感应电流的磁通量的变化 S （2）AC 【解析】（1）[1]由该同学记录的实验现象可知，1、3磁铁向下和向上插入线圈，则穿过闭合回路的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。2、4磁铁向下和向上拔出线圈，则穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。由此得出的结论是感应电流的磁场，总是阻碍原磁场磁通量的变化。 [2]根据题意可知，感应电流方向为顺时针(俯视图)，感应电流引起的磁场向上，条形磁铁的磁通量竖直向上增加，所以条形磁体的下端为S极。 （2）A. 闭合开关后，线圈A中的电流方向是从上到下，电流表甲中的电流从正极流向负极，指针向右偏转，断开开关瞬间，线圈A中电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，由右手定则可知，电流表乙中的电流从正极流向负极，指针向右偏转，A正确； B．断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间，线圈A中电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，由右手定则可知，电流表乙中的电流从负极流向正极，指针向左偏转，B错误； C．滑动变阻器的滑片向M端迅速滑动，线圈A中电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，由右手定则可知，电流表乙中的电流从正极流向负极，指针向右偏转，C正确； D. 滑动变阻器的滑片向N端迅速滑动，线圈A中电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，由右手定则可知，电流表乙中的电流从负极流向正极，指针向左偏转，D错误。 故选AC。 题型2 利用楞次定律判定感应电流的方向 【例2】（23-24高二下·黑龙江伊春·期末）如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向右水平平移时，圆环始终保持静止。移动磁铁的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　） A．穿过圆环的磁通量变大 B．圆环中产生顺时针的感应电流 C．圆环中产生逆时针的感应电流 D．圆环中不产生感应电流 【答案】B 【解析】圆环中磁通量方向向下，移动磁铁的过程中，穿过圆环内的磁通量减小，根据楞次定律可知，环中感应电流从上方俯视为顺时针。 故选B。 【变式2-1】（23-24高二下·河北邯郸·期末）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合金属线圈竖直向下运动，线圈平面始终保持水平。在位置B，磁感线正好与线圈平面平行，A与B和B与C之间的距离都比较小。在线圈从位置A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是（    ） A．顺时针方向 B．逆时针方向 C．先顺时针方向，后逆时针方向 D．先逆时针方向，后顺时针方向 【答案】A 【解析】线圈从位置A运动到位置B的过程中，磁场方向向下，穿过线圈的磁感线条数在减少，根据楞次定律可知感应电流磁场方向向下，从上往下看，感应电流的方向是顺时针方向； 线圈从位置B运动到位置C的过程中，磁场方向向上，穿过线圈的磁感线条数在增加，根据楞次定律可知感应电流磁场方向向下，从上往下看，感应电流的方向是顺时针方向。 所以线圈从位置A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是顺时针方向。故选A。 【变式2-2】（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　） A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为 B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为 C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为 D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为 【答案】D 【解析】A．将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误； B．将线框向纸面外平移，穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误； C．将线框以为轴向外转动60°，穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误； D．将线框以为轴向里转动，将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。 故选D。 【变式2-3】（23-24高二下·福建泉州·期末）图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（    ） A．按住按钮不动，门铃可以持续响 B．按下按钮过程，螺线管A端电势较高 C．松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D．快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同 【答案】C 【解析】A．按住按钮不动，通过螺线管的磁通量不会发生变化，因此就不会产生感应电流，门铃就不会响，故A错误； B．按下按钮过程，螺线管中的磁通量要增大，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，结合安培定则可知，螺线管中电流的方向是A到B，螺线管相当于电源，因此可知螺线管B端电势较高，故B错误； C．松开按钮过程，通过螺线管的磁通量减小，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，结合安培定则可知，螺线管中电流的方向是B到A，通过门铃的电流方向是A到B，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律可知，快速按下按钮，螺线管中磁通量的变化率更大，产生的感应电动势更大，因此产生的感应电流更大，故D错误。 故选C。 【变式2-4】（23-24高二下·江苏南京·期中）如图所示，在闭合电键K后，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（　　） A．把滑动变阻器R的滑片右移 B．把线圈P中的铁心抽出 C．把线圈Q靠近线圈P D．把电键K断开 【答案】C 【解析】A．根据题意。要使Q线圈产生图示方向的电流，由右手螺旋定则可知通过Q线圈的磁场方向从右向左，如图所示 闭合电键K后，把R的滑片右移，电路电阻增大，通过线圈P的电流减小，由右手螺旋定则可知Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，通过右边Q线圈磁场方向从左向右，Q线圈电流方向向下，与图示电流方向相反，故A错误； B．闭合电键K后，将P中的铁心从左边抽出，Q线圈中的磁场方向从左向右，且磁感应强度在减小，根据楞次定律，通过右边Q线圈磁场方向从左向右，Q线圈电流方向向下，与图示电流方向相反，故B错误； C．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下，故C正确； D．闭合电键K后，Q中的磁场方向从左向右，把电键K断开的瞬间，Q中的磁场突然消失，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故D错误。 故选C。 【变式2-5】（22-23高二下·广西柳州·月考）电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在磁铁穿过线圈的过程中，以下说法正确的是（　　） A．磁铁靠近线圈过程，流经R的电流从a到b，电容C上极板带正电 B．磁铁离开线圈过程，流经R的电流从a到b，电容C下极板带正电 C．磁铁靠近线圈过程，磁铁加速度大于重力加速度g D．磁铁离开线圈过程，磁铁加速度小于重力加速度g 【答案】D 【解析】AC．由图可知，磁铁靠近线圈过程，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，再根据右手螺旋定则可知，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，线圈给磁铁向上的作用力，所以磁铁加速度小于重力加速度，故AC错误； BD．磁铁远离线圈过程，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，再根据右手螺旋定则可知，流过R的电流从a到b，电容器上极板带正电，线圈给磁铁向上的作用力，所以磁铁加速度小于重力加速度，故B错误，D正确。 故选D。 题型3 右手定则的应用 【例3】（22-23高二下·上海·期中）如图，水平面上有一固定的U形金属框架，竖直向下的匀强磁场穿过框架，要使框架上的金属杆ab产生由a到b的电流，则杆ab（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．左右移动 D．不动 【答案】B 【解析】根据右手定则可知，当杆ab向左移动时，金属杆ab产生由a到b的电流。 故选B。 【变式3-1】（23-24高三下·陕西西安·月考）如图所示为旋转磁体发电机简化模型，线圈静止，磁体按图示顺时针方向旋转，A和C图中磁体和线圈平面平行，B图中磁体偏向左上方，D图中磁体和线圈平面成一定夹角，则下列4个线圈中产生的感应电流方向（图中线圈箭头方向）正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．由图可知，左侧磁场向左，线圈方向相对于磁铁向下，则由右手定则可知，电流方向应为顺时针，故A错误； B．由图可知，左侧磁场水平方向分磁场向左，线圈方向相对于磁铁向下，则由右手定则可知，电流方向应为顺时针，故B错误； C．左侧磁场向右，线圈相对磁场向下运动，由右手定则可知，电流方向应为逆时针，故C错误； D．左侧磁场水平方向分磁场向右，线圈相对磁场向下运动，由右手定则可知，电流方向应为逆时针，故D正确。 故选D。 【变式3-2】（23-24高二下·内蒙古·月考）在图中 CDEF 是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体 MN向右移动时（　　） A．CDEF中磁通量不变，无感应电流产生 B．整个 CDEF框中有顺时针方向的感应电流 C．整个 CDEF框中有逆时针方向的感应电流 D．MN右侧回路有顺时针方向的感应电流，MN左侧回路有逆时针方向的感应电流 【答案】D 【解析】当导体 MN向右移动时，根据右手定则MN切割磁感线产生由N到M的感应电流，则MN右侧回路有顺时针方向的感应电流，MN左侧回路有逆时针方向的感应电流。 故选D。 【变式3-3】（23-24高二上·江苏淮安·月考）如图所示，条形磁体竖直放置，P位置为磁体中部，M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动，圆环始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．圆环从M运动至P的过程中，从上往下看环中的电流沿顺时针方向 B．圆环从P运动至L的过程中，从上往下看环中的电流沿顺时针方向 C．圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量先减小后增大 D．圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量一直增大 【答案】A 【解析】A．圆环从M运动至P的过程中，磁场水平分量向外，根据右手定则，从上往下看，环中的电流沿顺时针方向，故A正确； B．圆环从P运动至L的过程中，磁场水平分量向内，根据右手定则，从上往下看，环中的电流沿逆时针方向，故B错误； CD．圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量先增大后减小，故C、D错误。 故选A。 【变式3-4】（多选）（23-24高二下·山东菏泽·期末）如图所示，连接平行金属板和（板面垂直于纸面）的导线的一部分CD和另一闭合回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸平面内。金属板置于磁场中，磁场方向垂直纸面向里，金属杆ab在光滑导轨上向右匀速运动，当一束等离子体射入两金属板之间时，关于CD、GH段导线间的相互作用力说法正确的是（    ） A．等离子体从右方射入时，CD段导线和GH段导线相互吸引 B．等离子体从右方射入时，CD段导线和GH段导线相互排斥 C．等离子体从左方射入时，CD段导线和GH段导线相互吸引 D．等离子体从左方射入时，CD段导线和GH段导线相互排斥 【答案】BC 【解析】AB．根据右手定则可知，电路中的电流的方向从G到H，当等离子体从右方射入时，由左手定则知电容器的下极板带正电，上极板带负电，电流的方向为由D到C， CD中的电流方向与GH中的电流方向相反，两导线相互排斥，故A错误，B正确； CD．等离子体从左方射入时，由左手定则知电容器的上极板带正电，下极板带负电，CD中的电流方向为由C到D，CD中的电流方向与GH中的电流方向相同， 两导线相互吸引，故C正确，D错误。 故选BC。 题型4 楞次定律推论的应用 【例4】（23-24高二下·江苏南京·期末）如图所示，水平桌面上有一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速运动时，下列判断正确的是（　　） A．铝环有的收缩趋势，对桌面压力增大 B．铝环有收缩的趋势，对桌面压力减小 C．铝环有扩张的趋势，对桌面压力减小 D．铝环有扩张的趋势，对桌面压力增大 【答案】C 【解析】根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时，闭合导体环内的磁通量减少，因此线圈做出的反应是面积有扩大的趋势，同时将靠近磁铁，故减少了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力减少，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式4-1】（23-24高二下·北京石景山·期末）如图，水平桌面上放置有光滑导轨m和n，在导轨m、n上放置有一对平行导体棒p、q，且始终接触良好。不考虑p、q间的相互作用，重力加速度为g。当一条形磁铁从上方落下的过程中，下列说法正确的是（　　） A．p、q相互远离 B．条形磁铁加速度小于g C．导轨对桌面的压力减小 D．俯视时导轨与导体棒间一定形成逆时针电流 【答案】B 【解析】A．条形磁铁从上方落下的过程中，当磁铁在回路上侧时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，p、q将相互靠近，故A错误； B．条形磁铁从上方落下的过程中，回路中感应电流激发出的磁场对磁铁的磁场力阻碍磁铁的相对运动，即方向向上，可知，条形磁铁加速度小于g，故B正确； C．条形磁铁从上方落下的过程中，当磁铁在回路上侧时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，导轨在安培力作用下有向下运动的趋势，可知，导轨对桌面的压力增大，故C错误； D．由于条形磁铁下端是N极还是S极不确定，即穿过回路的原磁场方向不确定，则回路中感应电流的方向也不确定，故D错误。 故选B。 【变式4-2】（23-24高二下·重庆·期末）如图所示，由条形磁铁做成的磁性小车右边放有一固定的螺线管，绕线两端并联了发光二极管a和b。某时刻磁性小车从图示位置快速沿水平方向离开螺线管，下列所描述的实验现象正确的是（　　） A．发光二极管a亮 B．发光二极管b亮 C．发光二极管a、b均亮 D．发光二极管a、b均不亮 【答案】B 【解析】小车从图示位置快速沿水平方向离开螺线管，根据楞次定律可知，从左向右看，螺线管上产生顺时针的感应电流，发光二极管b亮，a不亮，故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式4-3】（23-24高二下·安徽芜湖·期末）如图所示，水平桌面上放着一个圆形金属线圈，在其圆心的正上方固定一个柱形磁体，现通过加热的方式使柱形磁体磁性减弱，圆形金属线圈始终静止，则（    ） A．线圈有扩张的趋势 B．水平桌面对线圈支持力增大 C．线圈中感应电流产生的磁场方向竖直向上 D．从上往下看，线圈中感应电流沿逆时针方向 【答案】A 【解析】AB．加热后，磁体磁性减弱，根据楞次定律，线圈产生的感应电流在原磁场中所受安培力阻碍磁通量的减小，故有“减扩”、“减靠”的趋势，线圈有被吸引的趋势，导致水平桌面对线圈支持力减小，线圈还有受安培力扩张的趋势，故A正确，B错误； CD．加热后，磁体磁性减弱，穿过线圈的磁通量向下减小，从而在线圈中产生感应电流，根据楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向与原磁场相同，线圈中感应电流产生的磁场方向向下，根据安培定则，从上往下看，线圈中感应电流沿顺时针方向，故CD错误； 故选A。 【变式4-4】（多选）（23-24高二下·甘肃临夏·期末）如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积缩小的趋势 B．线框中产生顺时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 【答案】AD 【解析】AB．直导线中的电流增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，线框有面积缩小的趋势，线框中产生逆时针方向的感应电流。故A正确；B错误； CD．由对称性知，线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框沿垂直于直导线方向向右平动。故C错误；D正确。 故选AD。 【变式4-5】（多选）（23-24高二下·新疆喀什·期中）如图，在一水平桌面上放置的闭合可伸缩导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁由静止开始快速向下运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（　　） A．圆环中感应电流的方向是逆时针 B．圆环中感应电流的方向是顺时针 C．圆环有缩小的趋势 D．圆环有扩大的趋势 【答案】AC 【解析】条形磁铁由静止开始快速向下运动时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场向上，则感应电流的方向从上向下看是逆时针方向；根据“增缩减扩”可知，圆环有缩小的趋势。 故选AC。 题型5 楞次定律与图像的结合 【例5】（23-24高三下·山东潍坊·期中）如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为正方向。螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合回路。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（   ） A．在时间内，电流方向为 B．在时间内，电流方向为 C．在时间内，电流方向为 D．在时间内，电流方向为 【答案】C 【解析】A．由题图乙知，在时间内，外加磁场磁感应强度反向减小且斜率不变，根据楞次定律知在导线中产生的电流方向为，故A错误； B．在时间内，外加磁场磁感应强度正向增大且斜率不变，则在导线中产生的电流方向为，故B错误； C．在时间内，外加磁场磁感应强度正向减小且斜率不变，则在导线中产生的电流方向为，故C正确； D．在时间内，外加磁场磁感应强度反向增大且斜率不变，则在导线中产生的电流方向为，故D错误。 故选C。 【变式5-1】（23-24高二下·四川广安·期末）如图甲所示，绝缘水平桌面上放置一铝环Q，在铝环的正上方附近放置一个螺线管P。设电流从螺线管a端流入为正，在螺线管中通入如图乙所示的电流，则以下说法中正确的是（　　） A．0~1s内，铝环面积有扩张的趋势 B．1s末，铝环对桌面的压力大于铝环的重力 C．1.5s末、2.5s末两时刻，铝环中的电流方向相反 D．0~2s内，铝环中的电流先沿顺时针、后沿逆时针方向（俯视） 【答案】D 【解析】A．0～1s线圈中电流增大，产生的磁场增大，铝环中磁通量增大，有面积缩小趋势，故A错误； B．1s末铝环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，没有磁场，与铝环间无相互作用，所以1s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误； C．1～2s正方向电流减小，2～3s反向电流增大，根据楞次定律，铝环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故C错误； D．0～1s线圈中电流增大，产生的磁场增大，铝环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0～ls内圆环中的感应电流沿顺时针方向；1s～2s线圈中电流减小，产生的磁场减弱，铝环中磁通量减小，根据楞次定律可知，从上往下看，1s～2s内圆环中的感应电流沿逆时针方向；则0~2s内，铝环中的电流先沿顺时针、后沿逆时针方向（俯视）；故D正确。 故选D。 【变式5-2】（23-24高二下·湖北咸宁·期末）一细长磁铁棒系于棉线下端形成单摆，并于此摆的正下方放置一环形导线，如图所示，箭头所示方向表示导线上电流的正方向。当时间时，单摆由图示位置自静止释放而来回摆动，若此单摆的摆动可视为周期运动，其周期为，则最可能表示该导线上的电流与时间在一个周期内的关系图的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】D 【解析】AB．条形磁铁由图中位置自静止释放，在一个周期之内，穿过线圈的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过线圈磁场方向不变，磁通量变化趋势改变，感应电流方向发生改变，因此在一个周期内，感应电流方向改变4次，故AB错误； CD．条形磁铁自静止释放到左侧最高点，磁通量先增大，后减小，感应电流方向先为正方向后为负方向；从左侧最高点到右侧最高点磁通量先增大，后减小，感应电流方向先为正方向后为负方向，故D正确，C错误。 故选D。 【变式5-3】（多选）（2022·河北石家庄·模拟预测）无限长通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B＝k（式中k为常数）。如图甲所示，光滑绝缘水平面上平行放置两根无限长直导线M和N，导线N中通有方向如图甲所示的恒定电流IN，导线M中的电流IM的大小随时间变化的图像如图乙所示，方向与N中电流方向相同。绝缘闭合导线框ABCD放在同一水平面上，AB边平行于两直导线，且位于两者正中间。则以下说法正确的是（　　） A．0~t0时间内，流过R的电流方向由C→D B．t0~2t0时间内，流过R的电流方向由D→C C．0~t0时间内，不计CD边电流影响，则AB边所受安培力的方向向左 D．t0~2t0时间内，不计CD边电流影响，则AB边所受安培力的方向向右 【答案】ACD 【解析】A．通过直导线N的电流恒定，不会引起感应电流，而直导线M，在0~t0时间内，电流渐渐增大，根据右手螺旋定则可知，向里穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律可知，感应电流方向逆时针方向，即流过R的电流方向由C→D，故A正确； B．同理，t0~2t0时间内，向里穿过线圈的磁通量仍在增大，则感应电流方向仍为逆时针方向，即流过R的电流方向由C→D，故B错误； C．0~t0时间内，感应电流方向由A到B，根据同向电流相吸，异向电流相斥，M对AB的安培力向右，而N对AB的安培力向左，由于通过M的电流小于N的电流，则向右的安培力小于向左的安培力，则AB边所受安培力的方向向左，故C正确； D．同理，当t0~2t0时间内，感应电流方向由A到B，根据同向电流相吸，异向电流相斥，M对AB的安培力向右，而N对AB的安培力向左，由于通过M的电流大于N的电流，则向右的安培力大于向左的安培力，则AB边所受安培力的方向向右，故D正确。 故选ACD。 【变式5-4】（多选）（23-24高二下·云南昆明·期末）如图甲所示，水平放置的圆柱形绝缘棒绕有一线圈，线圈右侧固定有一金属圆环，规定从到为电流的正方向，线圈中的电流随时间按图乙所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（    ） A．时刻，中的感应电流最大 B．时刻，中的感应电流为零 C．时刻，从右往左看中的感应电流沿逆时针方向 D．时刻，从右往左看中的感应电流沿顺时针方向 【答案】BD 【解析】AB．时刻，线圈中的电流为正且最大，由安培定则可知此时通过金属圆环的磁通量最大，磁通量的变化率为零，由法拉第电磁感应定律可知此时感应电动势为零，中的感应电流最小，为零，故A错误，B正确； CD．时间内，线圈中的电流为正，且逐渐减小，由安培定则可知，通过金属圆环向左的磁通量逐渐减小，根据楞次定理，可知时刻，从右往左看中的感应电流沿顺时针方向，故C错误，D正确。 故选BD。 题型6 楞次定律与能量守恒 【例6】（23-24高二上·贵州六盘水·期末）如图所示，绝缘材料制成的轻弹簧上端连在天花板上，下端吊着条形磁铁，条形磁铁正下方水平绝缘桌面上放着一个闭合铜环，将磁铁下端N极向下拉，在其下降一定高度时由静止释放，在此后磁铁运动过程中，铜环静止不动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，则在磁铁向上运动过程中（　　） A．铜环有收缩趋势 B．磁铁和弹簧总的机械能保持不变 C．铜环对桌面的压力小于自身重力 D．从上向下看，铜环中的感应电流沿逆时针方向 【答案】C 【解析】AD.在磁铁向上运动过程中，铜环中的磁通量在向下减小，由楞次定律知，铜环中的感应电流要产生阻碍原磁通量减小的磁场，即向下的磁场，所以铜环中的电流沿顺时针方向，铜环有扩张趋势，故AD选错误； B.铜环中产生的焦耳热是由弹簧和磁铁的机械能转化来的，所以磁铁和弹簧的机械能减小，故B错误； C.为阻碍自身磁通量的减小，铜环有向上运动的趋势，所受支持力减小，对桌面的压力减小，所以铜环对桌面的压力小于自身重力，故C正确。 故选C。 【变式6-1】（23-24高二上·山东青岛·期末）如图，条形磁铁竖直放置，磁铁固定不动，在磁铁正上方有一个金属圆环，圆环轴线与磁铁轴线重合。现让圆环由静止开始下落，圆环最终通过磁铁远离磁铁而去。图中圆环的虚线位置为圆环经过磁铁中点O时的中间位置，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．圆环通过磁铁过程中，圆环的机械能先减小后增大 B．圆环经过中间位置时，其加速度等于g，穿过圆环的磁通量变化率最小 C．圆环向中间位置运动过程中，圆环加速度小于g，圆环有沿径向扩大的趋势 D．圆环从中间位置向下运动过程中，圆环加速度小于g，圆环有沿径向收缩的趋势 【答案】B 【解析】A．根据“来拒去留”可知圆环在通过磁铁的过程中，所受安培力始终向上，安培力始终做负功，因此圆环的机械能始终减小，故A错误； B．从上方接近中间位置时，穿过圆环的磁通量逐渐增加，通过中间位置再向下运动过程中，穿过圆环的磁通量又逐渐减小，因此在中间位置时，穿过圆环的磁通量最大，磁通量的变化率最小为零，回路中没有感应电流，不受安培力，加速度为g，故B正确； C．圆环在靠近磁铁的过程中，穿过圆环的磁通量增加，圆环中有感应电流，受向上的安培力，加速度小于g，根据“增缩减扩”可知，圆环缩小的趋势；当圆环跨过磁铁上端磁极后，再向下运动的过程中，磁铁外的磁场和磁铁内部的磁场反向，圆环才有扩张的趋势，故C错误； D．圆环从中间位置向下运动过程中，根据“来拒去留”可知圆环受向上的安培力，加速度小于g；从中间位置到磁铁下端磁极过程，穿过圆环的磁通量逐渐减小，由于磁铁外的磁场和磁铁内部的磁场反向，根据楞次定律可知圆环有收缩的趋势；从磁铁下端磁极继续向下运动的过程，穿过圆环的磁通量逐渐减小，根据“增缩减扩”，可知圆环有扩张的趋势，故D错误。 故选B。 【变式6-2】（23-24高二下·四川南充·期中）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流，矩形线框位于直导线下侧，与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流始终为顺时针方向 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 【答案】B 【解析】A．直导线下方的磁场垂直纸面向里，距离直导线越远磁场越弱，可知线圈下落过程中穿过线框的磁通量逐渐减小，选项A错误； B．穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线框中感应电流始终为顺时针方向，选项B正确； C．根据楞次定律“来拒去留”可知，线框所受安培力的合力竖直向上，选项C错误； D．线框下落过程中，受安培力方向竖直向上，则安培力做负功，则线圈的机械能不断减小，选项D错误。 故选B。 【变式6-3】（23-24高二下·湖北武汉·期中）某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为。将条形磁铁（　　） A．竖直插入线圈的过程中，电子秤的示数小于 B．竖直抽出线圈的过程中，条形磁铁对线圈的作用力竖直向下 C．竖直插入线圈的过程中，线圈中感应电流沿顺时针方向（俯视） D．若松手后磁铁无初速竖直穿入线圈，则该过程中磁铁减少的重力势能大于线圈产生的焦耳热 【答案】D 【解析】A．将条形磁铁插入线圈的过程，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插入线圈的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于，故A错误； B．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知抽出线圈的过程中，线圈对条形磁铁的作用力竖直向下，则条形磁铁对线圈的作用力竖直向上，故B错误； C．竖直插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流沿逆时针方向(俯视) ，故C错误； D．若松手后磁铁无初速竖直穿入线圈，由于磁铁的动能增加，根据能量守恒可知，该过程中磁铁减少的重力势能大于线圈产生的焦耳热，故D正确。 故选D。 【变式6-4】（23-24高二下·四川南充·月考）如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P、Q将相互远离 B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力 C．磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g D．磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量 【答案】D 【解析】A．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增大，则由“增缩减扩”可得，P、Q将相互靠近，故A错误； BC．由于穿过回路的磁通量增大，则由“来拒去留”可得，竖直方向磁铁受到向上的力，由于力的作用是相互的，则P、Q棒受到向下的力，则磁铁下落的加速度肯定小于重力加速度，P、Q对导轨M、N的压力大于自身重力，故BC错误； D．由能量守恒可得，磁铁减小的重力势能等于磁铁增加的动能、导体棒增加的动能以及产生的焦耳热之和，则磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量，故D正确。 故选D。 题型7 二次感应问题 【例7】（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，线圈M与电源、开关和滑动变阻器组成回路，线圈N与电流计G相连，当电流从电流计的正接线柱流入时，电流计指针向左偏转。以下操作过程可以观察到电流计指针向左偏转的是（　　） A．闭合开关的瞬间 B．开关闭合后，滑片P向左匀速移动 C．开关闭合后，滑片P向左加速移动 D．开关闭合后，线圈M与N相互远离 【答案】D 【解析】A．闭合开关的瞬间，上方回路产生逆时针方向增大的电流，根据右手螺旋定则可知，线圈M中产生向上增大的磁场，所以向上穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为逆时针方向，电流从右向左通过电流计，即指针向右偏转，故A错误； B．开关闭合后，滑片P向左匀速移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，上方回路产生逆时针方向增大的电流，根据右手螺旋定则可知，线圈M中产生向上增大的磁场，所以向上穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为逆时针方向，电流从右向左通过电流计，即指针向右偏转，故B错误； C．开关闭合后，滑片P向左加速移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，上方回路产生逆时针方向增大的电流，根据右手螺旋定则可知，线圈M中产生向上增大的磁场，所以向上穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为逆时针方向，电流从右向左通过电流计，即指针向右偏转，故C错误； D．开关闭合后，线圈M与N相互远离，向上穿过线圈N的磁通量减小，根据楞次定律可知，下方回路产生的感应电流方向为顺时针方向，电流从左向右通过电流计，即指针向左偏转，故D正确。 故选D。 【变式7-1】（23-24高二下·全国·单元测试）如图所示，是绕有两个线圈的闭合铁芯，一个线圈接电流计，另一个线圈接导轨，金属棒可沿导轨左右滑动，且始终处于匀强磁场中，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流从下向上通过电流计的是（    ） A．向右匀速运动时 B．向左减速运动时 C．向左加速运动时 D．向右减速运动时 【答案】B 【解析】A．当向右匀速运动时，根据法拉第电磁感应定律，可知右边线圈会产生恒定的感应电流，铁芯内部的磁场恒定，左边的线圈中不会产生感应电流，故A错误； BCD．当向左减速运动时，根据法拉第电磁感应定律和右手定则，可知右边线圈会产生不断减小的感应电流，且感应电流方向是从到通过金属棒，又根据安培定则可知铁芯内部会产生一个沿顺时针方向的减小的磁场，可引起穿过左边线圈的磁通量减小，左边的线圈中产生感应电流，再根据楞次定律可判断左边线圈中的感应电流会从下到上通过电流计G，故B正确；同理，当向左加速运动时，可判断左边线圈中的感应电流会从上到下通过电流计G，当向右减速运动时，可判断左边线圈中的感应电流会从上到下通过电流计G，CD错误。 故选B。 【变式7-2】（23-24高二下·新疆巴音郭楞·期末）如图所示，铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧，且与长直螺线管共轴。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S 瞬间，铝环A将向左摆动 B．闭合开关S稳定后，断开开关S瞬间，铝环A的面积有收缩趋势 C．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑，从左往右看铝环A 中将产生逆时针方向的感应电流 D．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑，铝环A将向右摆动 【答案】A 【解析】A．闭合开关S 瞬间，穿过铝环A的磁通量突然增加，铝环A中产生感应电流阻碍原磁场在铝环A中的磁通量增加，故铝环A将向左摆动，A正确； B．闭合开关S稳定后，断开开关S瞬间，穿过铝环A的磁通量减小，根据楞次定律中阻碍观点，铝环A的面积有扩张趋势，B错误； C．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑，总电阻变大，螺线管中的电流减小，铝环A 中将产生与螺线管上同方向的感应电流，则从左往右看铝环A 中将产生顺时针方向的感应电流，C错误； D．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑，电路中电流变大，穿过铝环A的磁通量突然增加，根据楞次定律中阻碍观点，铝环A将向左摆动，D错误。 故选A。 【变式7-3】（22-23高二下·天津·月考）如图所示，水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，PQ的电流方向及运动情况是（　　） A．P→Q，向右运动 B．Q→P，向右运动 C．P→Q，向左运动 D．Q→P，向左运动 【答案】A 【解析】当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，根据右手定则和安培定则可知，线圈中电流产生的磁场向上穿过线圈，且穿过线圈的磁通量增加；根据楞次定律可知，线圈感应电流产生的磁场方向向下，根据右手螺旋定则可知通过金属棒PQ的电流方向由P→Q，根据左手定则可知，金属棒PQ受到的安培力向右，则金属棒PQ向右运动。 故选A。 题型8 一定律、三定则的综合应用 【例8】（23-24高二下·北京东城·期末）金属线框与一长导线在同一平面内，导线通有恒定电流。线框由图中位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ。在此过程中，有关穿过线框的磁通量与感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A．垂直纸面向里的磁通量增大，感应电流方向沿 B．垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿 C．垂直纸面向外的磁通量增大，感应电流方向沿 D．垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿 【答案】B 【解析】由安培定则得，线框所处的导线右侧的磁场为垂直纸面向里，线框由图中位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ过程中，线框远离导线，线框所处位置的磁场减弱，所以磁通量垂直纸面向里减小，根据楞次定律可知，感应电流方向沿abcda。 故选B。 【变式8-1】（多选）（23-24高二下·四川凉山·期末）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（　　） A．图甲中，当两导体棒以相同初速度沿导轨向右运动时，回路中没有感应电流 B．图乙中，水平放置的闭合导体圆环一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，圆环中有感应电流 C．图丙中，绕轴OO'旋转导体框，导体框中有感应电流 D．图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流 【答案】AD 【解析】A．图甲中，当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时，两导体棒保持相对静止，穿过回路的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故A正确； B．图乙中，由对称性可知穿过闭合环中的磁通量始终为0，磁通量不发生变化，在闭合的导体环中不能产生感应电流，故B错误； C．图丙中，转轴与磁感应强度平行，则旋转导体框，穿过导体框的磁通量始终为0，磁通量不发生变化，在闭合的导体环中不能产生感应电流，故C错误； D．图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，磁通量不断增大，因线圈没有闭合，则线圈只有电动势没有感应电流，故D正确。 故选AD。 【变式8-2】（24-25高三上·江苏苏州·开学考试）如图所示，导线与平行，在闭合与断开开关S时，关于导线中的感应电流，下列说法正确的是（　　） A．开关闭合时，有到的感应电流 B．开关闭合时，有到的感应电流 C．开关断开时，有到的感应电流 D．开关断开时，无感应电流 【答案】B 【解析】AB．开关闭合时，导线AB中产生电流，其方向由A指向B，根据安培定则可知导线CD所在回路磁通量垂直纸面向外增加，由楞次定律的“增反减同”可得导线中的感应电流方向为由D指向C。故A错误；B正确； CD．同理，开关断开时，导线AB中电流从有到无，其方向由A指向B，根据安培定则可知导线CD所在回路磁通量垂直纸面向外减小，由楞次定律的“增反减同”可得导线中的感应电流方向为由C指向D。故CD错误。 故选B。 【变式8-3】（23-24高二下·江西·期中）如图为一个简单的电磁炮发射的基本原理图，金属弹丸放置在两条水平的平行金属导轨间，它与两导轨接触良好，其摩擦可以忽略，当两导轨中通入如图所示的强大电流时，强电流产生强磁场，弹丸受水平向右的安培力加速，加速运动过程中（　　） A．两导轨间的磁场方向竖直向上 B．两导轨间的磁场方向与两电流构成的水平面平行 C．若把两导轨中的电流方向反向，弹丸受到的安培力仍然水平向右 D．若把两导轨中的电流方向反向，弹丸受到的安培力变为水平向左 【答案】C 【分析】本题考查安培定则和左手定则，知道定则用途，会熟练应用是关键。 【解析】AB．由安培定则可得，两导轨间的磁场方向向下，故AB项错误； CD．若把两导轨中的电流方向反向，两导轨的磁场方向竖直向上，根据左手定则可得弹丸受到的安培力仍然水平向右，故C项正确，D项错误。 故选C。 【变式8-4】（23-24高二下·江苏苏州·期末）如图所示，半径为的圆形线圈内部有一半径为的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则（　　） A．线圈面积有缩小的趋势 B．线圈面积有增大的趋势 C．线圈中电子沿顺时针方向定向移动 D．线圈中电子沿逆时针方向定向移动 【答案】C 【解析】AB．线圈处没有磁场，线圈不会受到安培力作用，故线圈没有缩小或增大的趋势，故AB错误； CD．根据安培定则和楞次定律可知，线圈电流为逆时针，则线圈中电子沿顺时针方向定向移动，故C正确，D错误。 故选C。 【变式8-5】（多选）（24-25高二上·全国·课后作业）某老师演示了用超导线圈悬浮一个强磁铁的实验，如图所示，此时强磁铁N极朝上。则（　　） A．若将强磁铁从图示位置快速向下拔出，感应电流的方向为顺时针（俯视） B．若将强磁铁从图示位置快速向下拔出，感应电流的方向为逆时针（俯视） C．将强磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈，线圈受引力 D．将强磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈，线圈受斥力 【答案】BD 【解析】AB．当将强磁铁从题图所示位置快速向下拔出时，向上穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则知，俯视超导线圈，感应电流的方向为逆时针，故A错误，B正确； CD．将强磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈时，向下穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律知，线圈受斥力，故C错误，D正确。 故选BD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 楞次定律 知识点1 影响感应电流方向的因素 1、探究影响感应电流方向的因素 （1）实验步骤 ①将螺线管与电流表组成闭合电路； ②分别将条形磁铁的N极或S极插入，抽离线圈，如图所示，记录感应电流的方向。 （2）实验记录 ①条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加。 条形磁铁的磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向 归纳总结 图甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加 图乙 向上 顺时针 向下 ②条形磁铁从线圈中抽出，线圈内磁通量减少。 条形磁铁的磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向 归纳总结 图丙 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少 图丁 向上 逆时针 向上 2、实验结论 （1）当线圈内磁通量增加时 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。 （2）当线圈内磁通量减少时 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 （3）条形磁铁靠近线圈时 ，两者相斥（来拒）；条形磁铁远离线圈时 ，两者相吸（去留）。 知识点2 楞次定律 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。 【注意】在楞次定律中，只是给定了感应电流产生的磁场与引起感应电流的磁场（原磁场）间存在着“阻碍磁通量变化”的关系，要区分两个磁场。 （2）对“阻碍”的理解 ①谁阻碍谁：感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场（原磁场）的磁通量的变化。 ②阻碍什么：阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身。 ③如何阻碍：磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；磁通量减少时感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”。 ④阻碍效果：阻碍只是延缓了磁通量的变化，而不是阻止它的变化，变化仍将继续进行。 （3）楞次定律中的因果关系 闭合线圈原磁场的磁通量发生变化，从而在线圈中产生了感应电流，而感应电流的磁场又阻碍线圈中磁通量的变化。 （4）楞次定律中的能量守恒 楞次定律中的“阻碍”作用，正是能量守恒定律的反映，在克服这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，在转化的过程中总能量守恒。 2、楞次定律的推论 （1）“增反减同” ①阻碍原磁通量的变化：当电路中的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。 ②阻碍原电流的变化：如图所示，开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮，即原电流增大时，感应电流的方向与原电流的方向相反；开关S断开时，灯逐渐熄灭，A灯中电流方向向右，B灯中电流方向向左，线圈中电流方向不变 ，即原电流减小时，感应电流的方向与原电流的方向相同。 （2）“来拒去留” 若条形磁铁靠近线圈，线圈受到的是斥力；若条形磁铁远离线圈，线圈受到的是引力。 （3）“增缩减扩” 若穿过闭合电路的磁通量增大时，闭合电路的面积有收缩的趋势；磁通量减少时，闭合电路的面积有扩张的趋势。 （4）“增离减靠” 电流变化使线圈中磁通量变化，产生安培力使线圈靠近或远离。 知识点3 右手定则 1、内容 伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2、适用条件 只适用于闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流方向的判断。 1、“三定则一定律”的比较及应用 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 适用范围 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁 场中所受的安培力方向 只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 各种电磁感应现象 使用方法 右手握住导线或螺线管 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向 右手大拇指指向导体切割磁感线的运动方向 增反减同、来拒去留、增缩减扩 因果关系 因电而生磁（I→B） 因电而受力（I、B→F安） 因动而生电（v、B→I感） 因磁通量变化而生电（） 应用 电生磁 电动机 发电机 磁生电 （1）应用楞次定律时，一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况。 （2）研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，或者直接应用楞次定律的推论确定。 （3）“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”的判断都用右手判断，即“左力右电”。 2、判断感应电流方向的基本方法 （1）方法一：右手定则 适用于导体切割磁感线产生感应电流。 （2）方法二：楞次定律 适用于一切电磁感应现象。 第一，明确要研究的回路及原磁场B的方向；第二，确定磁通量的变化；第三，利用楞次定律“增反减同”判断感应电流的磁场方向；第四，利用安培定则判断感应电流的方向。 3、二次感应问题分析方法（逆推法） （1）首先依据二次感应产生的效应，判断二次感应电流的方向。 （2）其次依据螺线管中感应电流的方向，应用安培定则判定二次感应电流产生的磁场方向，明确它是阻碍第一个感应磁场变化的。 （3）然后依据楞次定律，得出第一个感应磁场的方向及相应的变化的可能情况，从而得到引起磁场变化的电流的方向与大小变化。 （4）最后，依据电流的方向与大小变化，判断导体做切割磁感线运动的方向与速度变化情况。 题型1 实验探究感应电流的方向 【例1】（23-24高二下·山东菏泽·期末）某兴趣小组利用如图装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 （1）如图a，磁铁的N极向下运动时，电流表指针发生偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道 ； （2）图b中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是_______； A．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 B．灯泡A、B均不发光 C．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 D．灯泡A、B交替短暂发光 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，下列接线方法正确的是_______ A．1接4，2接3 B．1接2，3接4 C．1接3，2接4 【变式1-1】（23-24高二下·广西崇左·期末）如图所示是“探究感应电流方向”的实验装置。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在 （选填“a”或“b”）位置。 （2）电路连接如图所示，下列操作不能产生感应电流的是（　　）。 A．开关闭合瞬间 B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C．开关断开瞬间 D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 （3）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；如果闭合开关后，滑动变阻器滑片向b端移动，则电流表指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）。 【变式1-2】（23-24高二下·福建福州·期中）某同学用如图所示的电路探究影响感应电流的因素，G为灵敏电流计（已知电流由“+”接线柱流入，指针向右偏转；电流由“-”接线柱流入，指针向左偏转），采用如下步骤完成实验： （1）如图（a），将条形磁铁的S极向下插入线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 （2）如图（b），将条形磁铁的N极向上抽出线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 （3）经过多次实验操作，得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）。 【变式1-3】（23-24高二下·山东德州·期中）某同学利用如图1所示实验装置来完成“探究影响感应电流方向的因素”的实验。 （1）下表为该同学记录的实验现象： 序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 ①分析上述4组实验记录的感应电流的磁场方向与原磁场方向，可得结论是感应电流的磁场总要 。 ②已知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。如图2所示实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，则磁体的下端为 极（填“N”或“S”）。 （2）该同学为了进一步研究实验，设计图3所示实验装置。其中甲、乙为两个完全相同的电流表。已知闭合开关后，当滑动变阻器的滑片不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图3所示。若要使电流表乙的指针向右偏转。则进行的操作可能为________。 A．闭合开关，等电路稳定后再断开开关的瞬间 B．断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间 C．滑动变阻器的滑片向端迅速滑动 D．滑动变阻器的滑片向端迅速滑动 题型2 利用楞次定律判定感应电流的方向 【例2】（23-24高二下·黑龙江伊春·期末）如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向右水平平移时，圆环始终保持静止。移动磁铁的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　） A．穿过圆环的磁通量变大 B．圆环中产生顺时针的感应电流 C．圆环中产生逆时针的感应电流 D．圆环中不产生感应电流 【变式2-1】（23-24高二下·河北邯郸·期末）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合金属线圈竖直向下运动，线圈平面始终保持水平。在位置B，磁感线正好与线圈平面平行，A与B和B与C之间的距离都比较小。在线圈从位置A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是（    ） A．顺时针方向 B．逆时针方向 C．先顺时针方向，后逆时针方向 D．先逆时针方向，后顺时针方向 【变式2-2】（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（　　） A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为 B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为 C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为 D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为 【变式2-3】（23-24高二下·福建泉州·期末）图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（    ） A．按住按钮不动，门铃可以持续响 B．按下按钮过程，螺线管A端电势较高 C．松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D．快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同 【变式2-4】（23-24高二下·江苏南京·期中）如图所示，在闭合电键K后，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（　　） A．把滑动变阻器R的滑片右移 B．把线圈P中的铁心抽出 C．把线圈Q靠近线圈P D．把电键K断开 【变式2-5】（22-23高二下·广西柳州·月考）电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在磁铁穿过线圈的过程中，以下说法正确的是（　　） A．磁铁靠近线圈过程，流经R的电流从a到b，电容C上极板带正电 B．磁铁离开线圈过程，流经R的电流从a到b，电容C下极板带正电 C．磁铁靠近线圈过程，磁铁加速度大于重力加速度g D．磁铁离开线圈过程，磁铁加速度小于重力加速度g 题型3 右手定则的应用 【例3】（22-23高二下·上海·期中）如图，水平面上有一固定的U形金属框架，竖直向下的匀强磁场穿过框架，要使框架上的金属杆ab产生由a到b的电流，则杆ab（　　） A．向右移动 B．向左移动 C．左右移动 D．不动 【变式3-1】（23-24高三下·陕西西安·月考）如图所示为旋转磁体发电机简化模型，线圈静止，磁体按图示顺时针方向旋转，A和C图中磁体和线圈平面平行，B图中磁体偏向左上方，D图中磁体和线圈平面成一定夹角，则下列4个线圈中产生的感应电流方向（图中线圈箭头方向）正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式3-2】（23-24高二下·内蒙古·月考）在图中 CDEF 是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体 MN向右移动时（　　） A．CDEF中磁通量不变，无感应电流产生 B．整个 CDEF框中有顺时针方向的感应电流 C．整个 CDEF框中有逆时针方向的感应电流 D．MN右侧回路有顺时针方向的感应电流，MN左侧回路有逆时针方向的感应电流 【变式3-3】（23-24高二上·江苏淮安·月考）如图所示，条形磁体竖直放置，P位置为磁体中部，M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动，圆环始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．圆环从M运动至P的过程中，从上往下看环中的电流沿顺时针方向 B．圆环从P运动至L的过程中，从上往下看环中的电流沿顺时针方向 C．圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量先减小后增大 D．圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量一直增大 【变式3-4】（多选）（23-24高二下·山东菏泽·期末）如图所示，连接平行金属板和（板面垂直于纸面）的导线的一部分CD和另一闭合回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸平面内。金属板置于磁场中，磁场方向垂直纸面向里，金属杆ab在光滑导轨上向右匀速运动，当一束等离子体射入两金属板之间时，关于CD、GH段导线间的相互作用力说法正确的是（    ） A．等离子体从右方射入时，CD段导线和GH段导线相互吸引 B．等离子体从右方射入时，CD段导线和GH段导线相互排斥 C．等离子体从左方射入时，CD段导线和GH段导线相互吸引 D．等离子体从左方射入时，CD段导线和GH段导线相互排斥 题型4 楞次定律推论的应用 【例4】（23-24高二下·江苏南京·期末）如图所示，水平桌面上有一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速运动时，下列判断正确的是（　　） A．铝环有的收缩趋势，对桌面压力增大 B．铝环有收缩的趋势，对桌面压力减小 C．铝环有扩张的趋势，对桌面压力减小 D．铝环有扩张的趋势，对桌面压力增大 【变式4-1】（23-24高二下·北京石景山·期末）如图，水平桌面上放置有光滑导轨m和n，在导轨m、n上放置有一对平行导体棒p、q，且始终接触良好。不考虑p、q间的相互作用，重力加速度为g。当一条形磁铁从上方落下的过程中，下列说法正确的是（　　） A．p、q相互远离 B．条形磁铁加速度小于g C．导轨对桌面的压力减小 D．俯视时导轨与导体棒间一定形成逆时针电流 【变式4-2】（23-24高二下·重庆·期末）如图所示，由条形磁铁做成的磁性小车右边放有一固定的螺线管，绕线两端并联了发光二极管a和b。某时刻磁性小车从图示位置快速沿水平方向离开螺线管，下列所描述的实验现象正确的是（　　） A．发光二极管a亮 B．发光二极管b亮 C．发光二极管a、b均亮 D．发光二极管a、b均不亮 【变式4-3】（23-24高二下·安徽芜湖·期末）如图所示，水平桌面上放着一个圆形金属线圈，在其圆心的正上方固定一个柱形磁体，现通过加热的方式使柱形磁体磁性减弱，圆形金属线圈始终静止，则（    ） A．线圈有扩张的趋势 B．水平桌面对线圈支持力增大 C．线圈中感应电流产生的磁场方向竖直向上 D．从上往下看，线圈中感应电流沿逆时针方向 【变式4-4】（多选）（23-24高二下·甘肃临夏·期末）如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积缩小的趋势 B．线框中产生顺时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 【变式4-5】（多选）（23-24高二下·新疆喀什·期中）如图，在一水平桌面上放置的闭合可伸缩导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁由静止开始快速向下运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（　　） A．圆环中感应电流的方向是逆时针 B．圆环中感应电流的方向是顺时针 C．圆环有缩小的趋势 D．圆环有扩大的趋势 题型5 楞次定律与图像的结合 【例5】（23-24高三下·山东潍坊·期中）如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为正方向。螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合回路。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（   ） A．在时间内，电流方向为 B．在时间内，电流方向为 C．在时间内，电流方向为 D．在时间内，电流方向为 【变式5-1】（23-24高二下·四川广安·期末）如图甲所示，绝缘水平桌面上放置一铝环Q，在铝环的正上方附近放置一个螺线管P。设电流从螺线管a端流入为正，在螺线管中通入如图乙所示的电流，则以下说法中正确的是（　　） A．0~1s内，铝环面积有扩张的趋势 B．1s末，铝环对桌面的压力大于铝环的重力 C．1.5s末、2.5s末两时刻，铝环中的电流方向相反 D．0~2s内，铝环中的电流先沿顺时针、后沿逆时针方向（俯视） 【变式5-2】（23-24高二下·湖北咸宁·期末）一细长磁铁棒系于棉线下端形成单摆，并于此摆的正下方放置一环形导线，如图所示，箭头所示方向表示导线上电流的正方向。当时间时，单摆由图示位置自静止释放而来回摆动，若此单摆的摆动可视为周期运动，其周期为，则最可能表示该导线上的电流与时间在一个周期内的关系图的是（　　） A．   B．   C．   D．   【变式5-3】（多选）（2022·河北石家庄·模拟预测）无限长通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B＝k（式中k为常数）。如图甲所示，光滑绝缘水平面上平行放置两根无限长直导线M和N，导线N中通有方向如图甲所示的恒定电流IN，导线M中的电流IM的大小随时间变化的图像如图乙所示，方向与N中电流方向相同。绝缘闭合导线框ABCD放在同一水平面上，AB边平行于两直导线，且位于两者正中间。则以下说法正确的是（　　） A．0~t0时间内，流过R的电流方向由C→D B．t0~2t0时间内，流过R的电流方向由D→C C．0~t0时间内，不计CD边电流影响，则AB边所受安培力的方向向左 D．t0~2t0时间内，不计CD边电流影响，则AB边所受安培力的方向向右 【变式5-4】（多选）（23-24高二下·云南昆明·期末）如图甲所示，水平放置的圆柱形绝缘棒绕有一线圈，线圈右侧固定有一金属圆环，规定从到为电流的正方向，线圈中的电流随时间按图乙所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（    ） A．时刻，中的感应电流最大 B．时刻，中的感应电流为零 C．时刻，从右往左看中的感应电流沿逆时针方向 D．时刻，从右往左看中的感应电流沿顺时针方向 题型6 楞次定律与能量守恒 【例6】（23-24高二上·贵州六盘水·期末）如图所示，绝缘材料制成的轻弹簧上端连在天花板上，下端吊着条形磁铁，条形磁铁正下方水平绝缘桌面上放着一个闭合铜环，将磁铁下端N极向下拉，在其下降一定高度时由静止释放，在此后磁铁运动过程中，铜环静止不动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，则在磁铁向上运动过程中（　　） A．铜环有收缩趋势 B．磁铁和弹簧总的机械能保持不变 C．铜环对桌面的压力小于自身重力 D．从上向下看，铜环中的感应电流沿逆时针方向 【变式6-1】（23-24高二上·山东青岛·期末）如图，条形磁铁竖直放置，磁铁固定不动，在磁铁正上方有一个金属圆环，圆环轴线与磁铁轴线重合。现让圆环由静止开始下落，圆环最终通过磁铁远离磁铁而去。图中圆环的虚线位置为圆环经过磁铁中点O时的中间位置，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．圆环通过磁铁过程中，圆环的机械能先减小后增大 B．圆环经过中间位置时，其加速度等于g，穿过圆环的磁通量变化率最小 C．圆环向中间位置运动过程中，圆环加速度小于g，圆环有沿径向扩大的趋势 D．圆环从中间位置向下运动过程中，圆环加速度小于g，圆环有沿径向收缩的趋势 【变式6-2】（23-24高二下·四川南充·期中）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流，矩形线框位于直导线下侧，与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流始终为顺时针方向 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 【变式6-3】（23-24高二下·湖北武汉·期中）某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为。将条形磁铁（　　） A．竖直插入线圈的过程中，电子秤的示数小于 B．竖直抽出线圈的过程中，条形磁铁对线圈的作用力竖直向下 C．竖直插入线圈的过程中，线圈中感应电流沿顺时针方向（俯视） D．若松手后磁铁无初速竖直穿入线圈，则该过程中磁铁减少的重力势能大于线圈产生的焦耳热 【变式6-4】（23-24高二下·四川南充·月考）如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P、Q将相互远离 B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力 C．磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g D．磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量 题型7 二次感应问题 【例7】（23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，线圈M与电源、开关和滑动变阻器组成回路，线圈N与电流计G相连，当电流从电流计的正接线柱流入时，电流计指针向左偏转。以下操作过程可以观察到电流计指针向左偏转的是（　　） A．闭合开关的瞬间 B．开关闭合后，滑片P向左匀速移动 C．开关闭合后，滑片P向左加速移动 D．开关闭合后，线圈M与N相互远离 【变式7-1】（23-24高二下·全国·单元测试）如图所示，是绕有两个线圈的闭合铁芯，一个线圈接电流计，另一个线圈接导轨，金属棒可沿导轨左右滑动，且始终处于匀强磁场中，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流从下向上通过电流计的是（    ） A．向右匀速运动时 B．向左减速运动时 C．向左加速运动时 D．向右减速运动时 【变式7-2】（23-24高二下·新疆巴音郭楞·期末）如图所示，铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧，且与长直螺线管共轴。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S 瞬间，铝环A将向左摆动 B．闭合开关S稳定后，断开开关S瞬间，铝环A的面积有收缩趋势 C．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑，从左往右看铝环A 中将产生逆时针方向的感应电流 D．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑，铝环A将向右摆动 【变式7-3】（22-23高二下·天津·月考）如图所示，水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，PQ的电流方向及运动情况是（　　） A．P→Q，向右运动 B．Q→P，向右运动 C．P→Q，向左运动 D．Q→P，向左运动 题型8 一定律、三定则的综合应用 【例8】（23-24高二下·北京东城·期末）金属线框与一长导线在同一平面内，导线通有恒定电流。线框由图中位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ。在此过程中，有关穿过线框的磁通量与感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A．垂直纸面向里的磁通量增大，感应电流方向沿 B．垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿 C．垂直纸面向外的磁通量增大，感应电流方向沿 D．垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿 【变式8-1】（多选）（23-24高二下·四川凉山·期末）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（　　） A．图甲中，当两导体棒以相同初速度沿导轨向右运动时，回路中没有感应电流 B．图乙中，水平放置的闭合导体圆环一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，圆环中有感应电流 C．图丙中，绕轴OO'旋转导体框，导体框中有感应电流 D．图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流 【变式8-2】（24-25高三上·江苏苏州·开学考试）如图所示，导线与平行，在闭合与断开开关S时，关于导线中的感应电流，下列说法正确的是（　　） A．开关闭合时，有到的感应电流 B．开关闭合时，有到的感应电流 C．开关断开时，有到的感应电流 D．开关断开时，无感应电流 【变式8-3】（23-24高二下·江西·期中）如图为一个简单的电磁炮发射的基本原理图，金属弹丸放置在两条水平的平行金属导轨间，它与两导轨接触良好，其摩擦可以忽略，当两导轨中通入如图所示的强大电流时，强电流产生强磁场，弹丸受水平向右的安培力加速，加速运动过程中（　　） A．两导轨间的磁场方向竖直向上 B．两导轨间的磁场方向与两电流构成的水平面平行 C．若把两导轨中的电流方向反向，弹丸受到的安培力仍然水平向右 D．若把两导轨中的电流方向反向，弹丸受到的安培力变为水平向左 【变式8-4】（23-24高二下·江苏苏州·期末）如图所示，半径为的圆形线圈内部有一半径为的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则（　　） A．线圈面积有缩小的趋势 B．线圈面积有增大的趋势 C．线圈中电子沿顺时针方向定向移动 D．线圈中电子沿逆时针方向定向移动 【变式8-5】（多选）（24-25高二上·全国·课后作业）某老师演示了用超导线圈悬浮一个强磁铁的实验，如图所示，此时强磁铁N极朝上。则（　　） A．若将强磁铁从图示位置快速向下拔出，感应电流的方向为顺时针（俯视） B．若将强磁铁从图示位置快速向下拔出，感应电流的方向为逆时针（俯视） C．将强磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈，线圈受引力 D．将强磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈，线圈受斥力 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$