2.1　楞次定律-2024-2025学年高二物理同步培优学案（人教版2019选择性必修第二册）

第二章 电磁感应 第1节　楞次定律 学习目标　 1.通过实验探究影响感应电流方向的因素，归纳感应电流的方向与磁通量变化之间的关系。 2.理解楞次定律中“阻碍”的含义，能熟练运用楞次定律判断感应电流的方向。 3.能熟练运用右手定则判断感应电流的方向。 知识点一　实验：探究影响感应电流方向的因素 　　　　　　　　　　　　　　 一、问题的提出 如图所示，条形磁体的N极或S极插入或抽出闭合线圈时，两种情况下电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转方向不同，这说明感应电流的方向不同。那么感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 二、实验原理 1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。 2.通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。 三、实验器材 条形磁体，螺线管， ，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。 四、实验探究 1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。 实验电路如图甲、乙所示。 结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向那一侧偏转，即左进左偏，右进右偏(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)。 2.探究条形磁体插入或抽出线圈时感应电流的方向 (1)按如图所示连接电路，明确螺线管的绕线方向。 (2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。 ①条形磁体插入线圈，线圈内磁通量增大(如图甲、乙所示) 图号 磁体磁 场方向 感应电流 方向(俯视) 感应电流的 磁场方向 甲 向下 向上 乙 向上 向下 ②条形磁体从线圈中抽出，线圈内磁通量减小(如图丙、丁所示) 图号 磁体磁 场方向 感应电流 方向(俯视) 感应电流的 磁场方向 丙 向下 向下 丁 向上 向上 五、实验结论 1.甲、乙两种情况：当穿过线圈内磁通量 时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向 ，阻碍磁通量的 。 2.丙、丁两种情况：当穿过线圈内磁通量 时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向 ，阻碍磁通量的 。 3.结论：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 六、注意事项 1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。 2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。 3.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。 4.按照控制变量的思想进行实验。 5.完成一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。 例1 (1)如图甲所示为某实验小组探究影响感应电流方向的因素的实验装置，关于实验过程中应该注意的事项和实验现象，以下说法正确的是　　　　。 A.实验前应该先仔细观察，查清线圈的绕向 B.开关闭合后，将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小，会观察到电流计指针不发生偏转 C.开关闭合后，线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针偏转方向相反 D.开关闭合与断开瞬间，电流计指针都会偏转，但偏转方向相同 (2)如图乙所示，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转。现将其与线圈相连之后，将上端为S极的磁体插入线圈中，电流计指针偏转的方向应为偏向　　　　接线柱(选填“正”或“负”)。根据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁体下端的磁极为　　　　极(选填“N”或“S”)。 训练1 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补充完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将　　　　　　(选填“向左偏”或“向右偏”)，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将　　　　(选填“向左偏”或“向右偏”)。 (3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是　　　　(填图中仪器的字母)。 训练2如图，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后，当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，观察到电流表指针向左偏转。由此可以推断，开关闭合后（　　） A．线圈A迅速向上移动，电流表指针向右偏转 B．减小电源输出电压的过程中，电流表指针向左偏转 C．滑片向左滑动到某位置不动，电流表指针向右偏转到某位置后不动 D．断开开关的瞬间，电流表指针向左偏转 知识点二　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 引起感应电流的 。 2.从能量角度理解楞次定律 把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力都必须做 ，做功过程中消耗的 能转化为感应电流的 能。 3.楞次定律中的因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果。 4.对“阻碍”的理解 问题 结论 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化 为何阻碍 (原)磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当原磁场磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响 5.“阻碍”的表现形式 楞次定律中的“阻碍”作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，在转化过程中，总能量是守恒的。常见的情况有： (1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。 (2)阻碍导线的相对运动(来拒去留)。 【思考判断】 (1)感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化。( ) (2)感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化。( ) (3)感应电流的磁场可能与原磁场方向相同。( ) 例2 闭合线框abcd自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是(　　) A.经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B.经过Ⅱ时，a→b→c→d→a C.经过Ⅱ时，无感应电流 D.经过Ⅲ时，a→b→c→d→a 应用楞次定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象：哪个闭合回路。 (2)确定闭合回路中原磁场的方向。 (3)确定穿过闭合回路的磁通量如何变化。 (4)根据楞次定律判断感应电流磁场的方向。 (5)由安培定则最终确定感应电流的方向。 训练1 (教材P27图2.1－6改编)如图所示，在通有方向竖直向上、电流为I1的长直导线右侧L处有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。已知线圈宽度BC＝L，长直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小为B＝k(k是常数，I为导线中的电流大小，r为该点到直导线的距离)。现将线圈向右 在极短时间内移动到AB边距离导线2L处，同时将导线中的电流增大为3I1，则(　　) A.线圈不产生感应电流 B.线圈产生逆时针方向的感应电流 C.线圈产生顺时针方向的感应电流 D.线圈产生先逆时针再顺时针方向的感应电流 训练2如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场By，在铝环处产生沿径向向外的磁场Br。两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法（　　） A．保持By不变，增大Br B．保持Br不变，增大By C．保持By不变，减小Br D．保持Br不变，减小By 知识点三　右手定则 如图所示，假定导体棒ab向右做切割磁感线运动，请回答下列问题。 (1)穿过闭合回路abcd的磁通量是增大还是减小？ (2)请用楞次定律判断感应电流的方向； (3)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？ 1.内容：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；让磁感线从掌心进入，并使 指向导线运动的方向，这时 所指的方向就是感应电流的方向。 2.楞次定律与右手定则的比较 　　　　规律 比较内容　　　 楞次定律 右手定则 区别 研究 对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体 适用 范围 各种电磁感应现象 只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 联系 右手定则是楞次定律的特例 【思考】 右手定则与楞次定律在判断感应电流的方向时矛盾吗？它们有什么关系？ 例3 如图所示为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，分析各图中感应电流的方向，在导体中由a→b的是(　　) (1)如果导体没有切割磁感线，但回路中的磁通量变化，要用楞次定律判断感应电流方向，而不能用右手定则判断。 (2)如果回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断往往较为简便。 训练1 如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　) A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B.整个环中有顺时针方向的电流 C.整个环中有逆时针方向的电流 D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 训练2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。一个多匝的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、与外电路连接。当重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），线圈中产生感应电流。在秤盘向下运动过程中，则（    ） A．秤盘一直处于超重状态 B．点的电势比点的电势低 C．感应电流从端流入正方形线圈 D．秤盘的重力势能与秤盘的动能间相互转化 随堂对点自测 1.(楞次定律的理解)(多选)下列关于楞次定律的说法，正确的是(　　) A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相同 B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.利用感应电流的磁场方向和右手螺旋定则，可以确定感应电流的方向 2.(楞次定律的应用)(2024·湖北武汉高二期末)如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向为逆时针。当线圈A中的电流突然减小时，线圈B中的感应电流(　　) A.沿顺时针方向 B.沿逆时针方向 C.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 D.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 3.(右手定则的应用)(2024·四川乐山高二期末)如图所示，一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d，则(　　) A.整个运动过程中，线圈中一直有感应电流 B.进入磁场和离开磁场的过程中，感应电流方向相同 C.进入磁场时感应电流方向顺时针，离开磁场时感应电流方向逆时针 D.进入磁场时感应电流方向逆时针，离开磁场时感应电流方向顺时针 4.某飞机正在地球北半球飞行，机翼保持水平，飞行高度不变，已知北半球地磁场的竖直分量向下，由于地磁场的作用，飞机两侧金属机翼末端之间存在电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，若飞机从西往东飞，则φ1 （选填“>”“<”或“=”） φ2，若飞机从南往北飞，则φ1 （选填“>”“<”或“=”） φ2。 5．如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（　　） A．若A接通一直流电源瞬间，电流表的示数为0 B．若A接通一直流电源瞬间，A和B相互排斥 C．若A接一正弦交流电源，电流表的示数为0 D．若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向 基础对点练 题组一　影响感应电流方向的因素 1.有一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联，将磁体从线圈上方插入或拔出，如图所示。请完成下列填空： (1)图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为　　　　　　　　(填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”)。 (2)图乙中磁体下方的极性是　　　　(填“N极”或“S极”)。 (3)图丙中磁体的运动方向是　　　　(填“向上”或“向下”)。 (4)图丁中线圈从上向下看的电流方向是　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)。 题组二　楞次定律 2.一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁体沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁体的运动情况相吻合的是(　　) 3.某磁场的磁感线如图所示，有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B，在下落的过程中，自上向下看，铝质线圈中的感应电流方向是(　　) A.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 B.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 C.始终沿顺时针方向 D.始终沿逆时针方向 4.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是(　　) A.先abcd，后dcba，再abcd B.先abcd，后dcba C.始终dcba D.先dcba，后abcd，再dcba 题组三　右手定则 5.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是(　　) 6.如图所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流的方向(已知有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是(　　) A.电流由b向a，安培力向左 B.电流由b向a，安培力向右 C.电流由a向b，安培力向左 D.电流由a向b，安培力向右 7.(多选)如图所示，竖直向下的匀强磁场中，有一个带铜轴的铜盘，用铜刷把盘边缘和轴连接，外接一电流表，当铜盘按图示匀速转动，则(　　) A.Ⓖ中有a→b的电流 B.Ⓖ中有b→a的电流 C.盘面磁通量不变，不产生感应电流 D.有从盘边缘向盘中心的电流 综合提升练 8.如图所示，一根条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中(　　) A.始终有感应电流自a向b流过电流表Ⓖ B.始终有感应电流自b向a流过电流表Ⓖ C.先有a→Ⓖ→b方向的感应电流，后有b→Ⓖ→a方向的感应电流 D.将不会产生感应电流 9.如图所示，若套在条形磁体上的闭合弹性金属导线圈由图示的 Ⅰ 位置缩小到图示 Ⅱ 位置，则在此过程中，关于线圈中的感应电流及其方向(从上往下看)是(　　) A.有顺时针方向的感应电流 B.有逆时针方向的感应电流 C.有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D.无感应电流 10.(2024·广东广州高二期末)如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在0～t2这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则下列说法正确的是(　　) A.0～t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小 B.从左向右看，铝环中感应电流的方向始终为顺时针 C.t1时铝环中无感应电流 D.从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针 11.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(　　) A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 12.(2024·陕西西安高二期末)如图是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置： (1)将图中所缺导线补充完整，连成实验电路。 (2)下列能引起灵敏电流表指针偏转的操作是　　　　。 A.开关闭合和断开的瞬间 B.闭合开关后，线圈A在B中上下移动 C.开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置 D.断开开关后，将变阻器的滑片向右移动 (3)电路连接正确之后(A在B中)，闭合开关时发现灵敏电流表的指针向左偏了一下。若保持其他不变，仅将滑动变阻器滑片迅速向左移动，电流表的指针将　　　　(选填“向右偏”或“向左偏”)；若将线圈A从线圈B中迅速拔出时，电流表的指针将　　　　(选填“向右偏”或“向左偏”)。 13.如图所示，用绝缘细线悬挂一闭合金属圆环，环套在一通电螺线管外，圆环的圆心、轴线与螺线管的中心、轴线分别重合。现减小通电螺线管中的电流（方向不变），下列说法正确的是（    ） A．环中不会产生感应电流 B．悬挂圆环的细线拉力不变 C．圆环有扩张的趋势 D．从左向右看，圆环中的感应电流沿顺时针方向 14．如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是（　　） A．导电圆环有扩张的趋势 B．导电圆环所受安培力方向指向圆心 C．导电圆环所受安培力的大小为 D．导电圆环所受安培力的大小为2BIR 15．（多选）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．线框有面积扩大的趋势 B．线框中产生逆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 16．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量减小 C．线圈a有扩张的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大 17．（多选）如图所示，在赤道上，两同学把一条长导线的两端连接在一灵敏电流计的两个接线柱上，构成闭合电路。然后两个同学沿东西方向站在赤道上，上下快速摇动导线的一部分。赤道附近地磁场方向可认为平行于水平地面，下列说法正确的是（　　） A．导线向下运动过程中感应电流方向由东向西 B．导线向上运动过程中感应电流方向由东向西 C．导线向下运动过程中所受安培力的方向垂直地面向上 D．导线向上运动过程中所受安培力的方向垂直地面向上 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 $$ 第二章 电磁感应 第1节　楞次定律 学习目标　 1.通过实验探究影响感应电流方向的因素，归纳感应电流的方向与磁通量变化之间的关系。 2.理解楞次定律中“阻碍”的含义，能熟练运用楞次定律判断感应电流的方向。 3.能熟练运用右手定则判断感应电流的方向。 知识点一　实验：探究影响感应电流方向的因素 　　　　　　　　　　　　　　 一、问题的提出 如图所示，条形磁体的N极或S极插入或抽出闭合线圈时，两种情况下电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转方向不同，这说明感应电流的方向不同。那么感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 二、实验原理 1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。 2.通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。 三、实验器材 条形磁体，螺线管，电流表，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。 四、实验探究 1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。 实验电路如图甲、乙所示。 结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向那一侧偏转，即左进左偏，右进右偏(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)。 2.探究条形磁体插入或抽出线圈时感应电流的方向 (1)按如图所示连接电路，明确螺线管的绕线方向。 (2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。 ①条形磁体插入线圈，线圈内磁通量增大(如图甲、乙所示) 图号 磁体磁 场方向 感应电流 方向(俯视) 感应电流的 磁场方向 甲 向下 逆时针 向上 乙 向上 顺时针 向下 ②条形磁体从线圈中抽出，线圈内磁通量减小(如图丙、丁所示) 图号 磁体磁 场方向 感应电流 方向(俯视) 感应电流的 磁场方向 丙 向下 顺时针 向下 丁 向上 逆时针 向上 五、实验结论 1.甲、乙两种情况：当穿过线圈内磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加。 2.丙、丁两种情况：当穿过线圈内磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。 3.结论：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 六、注意事项 1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。 2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。 3.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。 4.按照控制变量的思想进行实验。 5.完成一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。 例1 (1)如图甲所示为某实验小组探究影响感应电流方向的因素的实验装置，关于实验过程中应该注意的事项和实验现象，以下说法正确的是　　　　。 A.实验前应该先仔细观察，查清线圈的绕向 B.开关闭合后，将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小，会观察到电流计指针不发生偏转 C.开关闭合后，线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针偏转方向相反 D.开关闭合与断开瞬间，电流计指针都会偏转，但偏转方向相同 (2)如图乙所示，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转。现将其与线圈相连之后，将上端为S极的磁体插入线圈中，电流计指针偏转的方向应为偏向　　　　接线柱(选填“正”或“负”)。根据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁体下端的磁极为　　　　极(选填“N”或“S”)。 答案　(1)AC　(2)正　S 解析　(1)探究影响感应电流方向的因素的实验，实验前要仔细观察，弄清楚线圈绕向，搞清线圈电流方向与电流计指针偏转方向的关系，故A正确；开关闭合后，将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小，导致穿过线圈B的磁通量变化，从而产生感应电流，会观察到电流计指针发生偏转，故B错误；开关闭合后线圈A从线圈B中拔出和插入过程中，穿过线圈B的磁通量变化不同，前者减小，后者增大，依据感应电流的磁场阻碍磁通量变化，会观察到电流计指针偏转方向相反，故C正确；开关闭合与断开瞬间，穿过线圈B的磁通量都会变化且变化不同，开关闭合瞬间磁通量增大，断开瞬间磁通量减小，依据感应电流的磁场阻碍磁通量变化，会观察到电流计指针偏转，而且偏转方向不同，故D错误。 (2)当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转，若将上端为S极的磁体插入线圈中，原磁场方向向下且磁通量增大，根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可知感应电流从电流计正接线柱流入，故指针偏向正接线柱一侧；根据图丙中电流计指针偏向负接线柱一侧，可知感应电流是从负接线柱流入电流计的，根据安培定则，可知感应电流的磁场方向向下，因条形磁体向下运动，磁通量增大，根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化，可知原磁场方向向上，则插入线圈磁体下端的磁极为S极。 训练1 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补充完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将　　　　　　(选填“向左偏”或“向右偏”)，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将　　　　(选填“向左偏”或“向右偏”)。 (3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是　　　　(填图中仪器的字母)。 答案　(1)见解析图　(2)向右偏　向左偏　(3)B 解析　(1)将线圈B和灵敏电流计串联组成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联组成另一个回路即可，连接图如图所示。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中时，穿过B线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，线圈A中电流减小，穿过B线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。 (3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是线圈B。 训练2如图，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后，当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，观察到电流表指针向左偏转。由此可以推断，开关闭合后（　　） A．线圈A迅速向上移动，电流表指针向右偏转 B．减小电源输出电压的过程中，电流表指针向左偏转 C．滑片向左滑动到某位置不动，电流表指针向右偏转到某位置后不动 D．断开开关的瞬间，电流表指针向左偏转 【答案】A 【详解】开关闭合后，当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，故电路电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，观察到电流表指针向左偏转。 A．线圈A迅速向上移动，则穿过线圈B的磁通量减小，将观察到电流表指针向右偏转，故A正确； B．减小电源输出电压的过程中，则电路电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，将观察到电流表指针向右偏转，故B错误； C．滑片向左滑动到某位置不动，则电路电流不变，穿过线圈B的磁通量不变，则，电流表指针不偏转，故C错误； D．断开开关的瞬间，则电路电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，将观察到电流表指针向右偏转，故D错误。 故选A。 知识点二　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.从能量角度理解楞次定律 把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力都必须做机械功，做功过程中消耗的机械能转化为感应电流的电能。 3.楞次定律中的因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果。 4.对“阻碍”的理解 问题 结论 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化 为何阻碍 (原)磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当原磁场磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响 5.“阻碍”的表现形式 楞次定律中的“阻碍”作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，在转化过程中，总能量是守恒的。常见的情况有： (1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。 (2)阻碍导线的相对运动(来拒去留)。 【思考判断】 (1)感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化。(×) (2)感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化。(×) (3)感应电流的磁场可能与原磁场方向相同。(√) 例2 闭合线框abcd自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是(　　) A.经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B.经过Ⅱ时，a→b→c→d→a C.经过Ⅱ时，无感应电流 D.经过Ⅲ时，a→b→c→d→a 答案　C 解析　经过Ⅰ时，向里的磁通量增加，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向外，由安培定则判断感应电流方向为逆时针，A错误；经过Ⅱ时，磁通量不变，则感应电流为0，B错误，C正确；经过Ⅲ时，向里的磁通量减少，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向里，由安培定则判断感应电流方向为顺时针，D错误。 应用楞次定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象：哪个闭合回路。 (2)确定闭合回路中原磁场的方向。 (3)确定穿过闭合回路的磁通量如何变化。 (4)根据楞次定律判断感应电流磁场的方向。 (5)由安培定则最终确定感应电流的方向。 训练1 (教材P27图2.1－6改编)如图所示，在通有方向竖直向上、电流为I1的长直导线右侧L处有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。已知线圈宽度BC＝L，长直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小为B＝k(k是常数，I为导线中的电流大小，r为该点到直导线的距离)。现将线圈向右 在极短时间内移动到AB边距离导线2L处，同时将导线中的电流增大为3I1，则(　　) A.线圈不产生感应电流 B.线圈产生逆时针方向的感应电流 C.线圈产生顺时针方向的感应电流 D.线圈产生先逆时针再顺时针方向的感应电流 答案　B 解析　设线圈面积为S，初始时，线圈内的磁通量Φ1<S，将线圈向右快速移动到AB边距离导线2L处后，线圈内的磁通量Φ2>S＝S，则该过程中线圈磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1>0，即磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈内产生方向向外的磁场，则感应电流方向为逆时针，B正确。 训练2如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场By，在铝环处产生沿径向向外的磁场Br。两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法（　　） A．保持By不变，增大Br B．保持Br不变，增大By C．保持By不变，减小Br D．保持Br不变，减小By 【答案】B 【详解】AC．只改变沿径向向外的磁场Br，并不会使铝环的磁通量发生变化，铝环不会产生感应电流，不能使铝环跳起来，故AC错误； BD．只改变竖直向上的磁场By，会使铝环的磁通量发生变化，铝环会产生感应电流，根据楞次定律可知，增大By，穿过铝环的磁通量增加，铝环有远离线圈的趋势，铝环可能跳起来；减小By，穿过铝环的磁通量减小，铝环有靠近线圈的趋势，铝环不可能跳起来；故B正确，D错误。 故选B。 知识点三　右手定则 如图所示，假定导体棒ab向右做切割磁感线运动，请回答下列问题。 (1)穿过闭合回路abcd的磁通量是增大还是减小？ (2)请用楞次定律判断感应电流的方向； (3)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？ 提示　(1)增大。 (2)感应电流的方向为a→d→c→b→a。 (3)满足右手定则。 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.楞次定律与右手定则的比较 　　　　规律 比较内容　　　 楞次定律 右手定则 区别 研究 对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体 适用 范围 各种电磁感应现象 只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 联系 右手定则是楞次定律的特例 【思考】 右手定则与楞次定律在判断感应电流的方向时矛盾吗？它们有什么关系？ 提示　不矛盾。楞次定律和右手定则在判断感应电流的方向上是一致的，右手定则可视为楞次定律在导体切割磁感线这种特殊情况下的应用，用哪种方法判断更便捷，应根据实际问题的方便与否来确定。 例3 如图所示为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，分析各图中感应电流的方向，在导体中由a→b的是(　　) 答案　A 解析　题图四幅图都属于闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的情景，用右手定则判断可得：A中电流由a→b，B中电流由b→a，C中电流沿a→c→b→a方向，D中电流由b→a，故A正确。 (1)如果导体没有切割磁感线，但回路中的磁通量变化，要用楞次定律判断感应电流方向，而不能用右手定则判断。 (2)如果回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断往往较为简便。 训练1 如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　) A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B.整个环中有顺时针方向的电流 C.整个环中有逆时针方向的电流 D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 答案　D 解析　由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，D正确。 训练2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。一个多匝的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、与外电路连接。当重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），线圈中产生感应电流。在秤盘向下运动过程中，则（    ） A．秤盘一直处于超重状态 B．点的电势比点的电势低 C．感应电流从端流入正方形线圈 D．秤盘的重力势能与秤盘的动能间相互转化 【答案】B 【详解】A．由于秤盘先向下加速后向下减速，秤盘先处于失重状态再处于超重状态，故A错误； BC．线圈向下运动过程中，左右两侧分别切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可得，两侧切割磁感线产生的感应电流都是从端流入正方形线圈，再从端流出，点电势更高，故B正确，D错误； D．秤盘向下运动过程中需要克服安培力做功，产生电能，由电流做功转化为焦耳热，所以秤盘的重力势能会部分转化为内能，故D错误。 故选B。 随堂对点自测 1.(楞次定律的理解)(多选)下列关于楞次定律的说法，正确的是(　　) A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相同 B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.利用感应电流的磁场方向和右手螺旋定则，可以确定感应电流的方向 答案　CD 解析　感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相同，A、B错误，C正确；利用感应电流的磁场方向和右手螺旋定则，可以确定感应电流的方向，D正确。 2.(楞次定律的应用)(2024·湖北武汉高二期末)如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向为逆时针。当线圈A中的电流突然减小时，线圈B中的感应电流(　　) A.沿顺时针方向 B.沿逆时针方向 C.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 D.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 答案　B 解析　当线圈A中通有减小的逆时针方向的电流时，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向外，且减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，即线圈B中的感应电流沿逆时针方向，故B正确。 3.(右手定则的应用)(2024·四川乐山高二期末)如图所示，一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d，则(　　) A.整个运动过程中，线圈中一直有感应电流 B.进入磁场和离开磁场的过程中，感应电流方向相同 C.进入磁场时感应电流方向顺时针，离开磁场时感应电流方向逆时针 D.进入磁场时感应电流方向逆时针，离开磁场时感应电流方向顺时针 答案　D 解析　由右手定则可知，线圈进入磁场的过程中，感应电流方向沿逆时针方向，当线圈完全在磁场中，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流的产生，线圈离开磁场时，根据右手定则，感应电流方向沿顺时针方向，故D正确。 4.某飞机正在地球北半球飞行，机翼保持水平，飞行高度不变，已知北半球地磁场的竖直分量向下，由于地磁场的作用，飞机两侧金属机翼末端之间存在电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，若飞机从西往东飞，则φ1 （选填“>”“<”或“=”） φ2，若飞机从南往北飞，则φ1 （选填“>”“<”或“=”） φ2。 【答案】 > > 【详解】[1][2]由于北半球地磁场的竖直分量向下，由右手定则可知，飞机向任何方向水平飞行时，都是飞行员的左方机翼末端电势高，右方机翼末端电势低，即总有φ1大于φ2。 5．如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（　　） A．若A接通一直流电源瞬间，电流表的示数为0 B．若A接通一直流电源瞬间，A和B相互排斥 C．若A接一正弦交流电源，电流表的示数为0 D．若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向 【答案】B 【详解】A．若A接通一直流电源瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，则线圈B中会产生感应电流，即电流表的示数不为0，选项A错误； B．若A接通一直流电源瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律，线圈B中产生的磁场与线圈A中磁场反向，则A和B相互排斥，选项B正确； C．若A接一正弦交流电源，则穿过线圈B的磁通量不断变化，则线圈B中会产生感应电流，则电流表的示数不为0，选项C错误； D．若A接一正弦交流电源，当A中电流增加时，B中磁场与A中反向；若当A中电流减小时，B中磁场与A中同向，选项D错误。 故选B。 基础对点练 题组一　影响感应电流方向的因素 1.有一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联，将磁体从线圈上方插入或拔出，如图所示。请完成下列填空： (1)图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为　　　　　　　　(填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”)。 (2)图乙中磁体下方的极性是　　　　(填“N极”或“S极”)。 (3)图丙中磁体的运动方向是　　　　(填“向上”或“向下”)。 (4)图丁中线圈从上向下看的电流方向是　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)。 答案　(1)偏向正接线柱　(2)S极　(3)向上 (4)逆时针 解析　(1)由题图甲可知，磁体向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，则线圈中感应电流方向(从上向下看)为逆时针方向，即电流从正接线柱流入电流计，指针偏向正接线柱。 (2)由题图乙可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，又知磁通量增加，根据楞次定律可知，磁体下方的极性为S极。 (3)由题图丙可知，原磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减少，磁体向上运动。 (4)由题图丁可知，磁体向上运动，穿过线圈的磁通量减少，原磁场方向向上，根据楞次定律及安培定则可知感应电流方向(从上向下看)为逆时针方向。 题组二　楞次定律 2.一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁体沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁体的运动情况相吻合的是(　　) 答案　D 解析　由图示A可知，穿过圆环的磁场方向向上，在磁体远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；由图示B可知，穿过圆环的磁场方向向上，在磁体靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故B错误；由图示C可知，穿过圆环的磁场方向向下，在磁体远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；由图示D可知，穿过圆环的磁场方向向下，在磁体靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故D正确。 3.某磁场的磁感线如图所示，有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B，在下落的过程中，自上向下看，铝质线圈中的感应电流方向是(　　) A.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 B.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 C.始终沿顺时针方向 D.始终沿逆时针方向 答案　A 解析　在线圈下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，所以线圈中产生的感应电流的方向先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，故A正确，B、C、D错误。 4.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是(　　) A.先abcd，后dcba，再abcd B.先abcd，后dcba C.始终dcba D.先dcba，后abcd，再dcba 答案　D 解析　线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，垂直纸面向外的磁场穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，当跨在导线左边的线框面积大于右边面积时，垂直纸面向外的磁场穿过线圈的磁通量逐渐减小，垂直纸面向里的磁场穿过线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为abcd；当跨在导线左边的线框面积小于右边的面积时，垂直纸面向里的磁场穿过线圈的磁通量逐渐增大，垂直纸面向外的磁场穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律知电流的方向为abcd。线框全部跨过直导线后，随着向右运动，垂直纸面向里的磁场穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。故选项D正确。 题组三　右手定则 5.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是(　　) 答案　BC 解析　图A中导体不切割磁感线，导体中无电流，A错误；由右手定则可判断B、C正确；图D中感应电流方向应垂直纸面向外，D错误。 6.如图所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流的方向(已知有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是(　　) A.电流由b向a，安培力向左 B.电流由b向a，安培力向右 C.电流由a向b，安培力向左 D.电流由a向b，安培力向右 答案　D 解析　根据右手定则可知，导线ab中感应电流的方向由a到b；根据左手定则可知，安培力的方向向右，故D正确。 7.(多选)如图所示，竖直向下的匀强磁场中，有一个带铜轴的铜盘，用铜刷把盘边缘和轴连接，外接一电流表，当铜盘按图示匀速转动，则(　　) A.Ⓖ中有a→b的电流 B.Ⓖ中有b→a的电流 C.盘面磁通量不变，不产生感应电流 D.有从盘边缘向盘中心的电流 答案　BD 解析　沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线，由右手定则可判定选项B、D正确。 综合提升练 8.如图所示，一根条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中(　　) A.始终有感应电流自a向b流过电流表Ⓖ B.始终有感应电流自b向a流过电流表Ⓖ C.先有a→Ⓖ→b方向的感应电流，后有b→Ⓖ→a方向的感应电流 D.将不会产生感应电流 答案　C 解析　在条形磁体进入螺线管的过程中，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为a→Ⓖ→b；当条形磁体完全进入螺线管，闭合线圈中的磁通量不变，无感应电流产生；在条形磁体穿出螺线管的过程中，闭合线圈中的磁通量减少，产生感应电流方向为b→Ⓖ→a，选项C正确。 9.如图所示，若套在条形磁体上的闭合弹性金属导线圈由图示的 Ⅰ 位置缩小到图示 Ⅱ 位置，则在此过程中，关于线圈中的感应电流及其方向(从上往下看)是(　　) A.有顺时针方向的感应电流 B.有逆时针方向的感应电流 C.有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D.无感应电流 答案　A 解析　金属导线圈由图示Ⅰ位置缩小到图示Ⅱ位置，向下的磁场穿过线圈的磁通量减小，向上的磁场穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，线圈中有顺时针方向的感应电流，A项正确。 10.(2024·广东广州高二期末)如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在0～t2这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则下列说法正确的是(　　) A.0～t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小 B.从左向右看，铝环中感应电流的方向始终为顺时针 C.t1时铝环中无感应电流 D.从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针 答案　B 解析　M处于通电线圈的磁场中，磁通量变化取决于线圈中电流的变化；0～t1这段时间内线圈中电流减小，穿过铝环的磁通量在减小；t1～t2这段时间内线圈中电流反向增大，穿过铝环的磁通量在增大；t1时线圈中电流处于变化状态，铝环中磁通量处于变化状态，有感应电流，A、C错误；根据“增反减同”，环中电流方向不变始终为顺时针，B正确，D错误。 11.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(　　) A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 答案　D 解析　金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确。 12.(2024·陕西西安高二期末)如图是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置： (1)将图中所缺导线补充完整，连成实验电路。 (2)下列能引起灵敏电流表指针偏转的操作是　　　　。 A.开关闭合和断开的瞬间 B.闭合开关后，线圈A在B中上下移动 C.开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置 D.断开开关后，将变阻器的滑片向右移动 (3)电路连接正确之后(A在B中)，闭合开关时发现灵敏电流表的指针向左偏了一下。若保持其他不变，仅将滑动变阻器滑片迅速向左移动，电流表的指针将　　　　(选填“向右偏”或“向左偏”)；若将线圈A从线圈B中迅速拔出时，电流表的指针将　　　　(选填“向右偏”或“向左偏”)。 答案　(1)见解析图　(2)AB　(3)向左偏　向右偏 解析　(1)实物连线如图所示。 (2)开关闭合和断开的瞬间，通过线圈B的磁通量均发生变化，灵敏电流表指针发生偏转，故A正确；闭合开关后，线圈A在B中上下移动，通过线圈B的磁通量发生变化，灵敏电流表指针发生偏转，故B正确；开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置，通过线圈B的磁通量保持不变，灵敏电流表指针不发生偏转，故C错误；断开开关后，将变阻器的滑片向右移动，通过线圈B的磁通量一直为零，灵敏电流表指针不发生偏转，故D错误。 (3)电路连接正确之后(A在B中)，闭合开关时，通过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流表的指针向左偏了一下。若保持其他不变，仅将滑动变阻器滑片迅速向左移动，滑动变阻器接入电路阻值变小，线圈A的电流增大，通过线圈B的磁通量增加，电流表的指针将向左偏；若将线圈A从线圈B中迅速拔出时，通过线圈B的磁通量减少，电流表的指针将向右偏。 13.如图所示，用绝缘细线悬挂一闭合金属圆环，环套在一通电螺线管外，圆环的圆心、轴线与螺线管的中心、轴线分别重合。现减小通电螺线管中的电流（方向不变），下列说法正确的是（    ） A．环中不会产生感应电流 B．悬挂圆环的细线拉力不变 C．圆环有扩张的趋势 D．从左向右看，圆环中的感应电流沿顺时针方向 【答案】B 【详解】AD．当螺线管中通过的电流逐渐变小时，电流产生的磁场逐渐变弱，故穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可得，从左向右看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故AD错误； C．当螺线管中通过的电流逐渐变小时，电流产生的磁场逐渐变弱，故穿过圆环的磁通量变小，为阻碍磁通量变小，圆环有收缩的趋势，故C错误； B．由于圆环的圆心、轴线与螺线管的中心、轴线分别重合，所以圆环各处所受安培力大小相等，方向相反，所以悬挂圆环的细线拉力不变，故B正确。 故选B。 14．如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是（　　） A．导电圆环有扩张的趋势 B．导电圆环所受安培力方向指向圆心 C．导电圆环所受安培力的大小为 D．导电圆环所受安培力的大小为2BIR 【答案】C 【详解】若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，由左手定则可得圆环上各小段所受安培力斜向内侧，导电圆环有收缩趋势，圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为 故选C。 15．（多选）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．线框有面积扩大的趋势 B．线框中产生逆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】BD 【详解】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错误，B正确； 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BD。 16．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量减小 C．线圈a有扩张的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大 【答案】D 【详解】AB．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，穿过线圈a的磁通量增加，方向向下；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AB错误； C．根据楞次定律，感应电流的产生总是阻碍引起感应电流的原因，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误； D．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，判断知此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。 故选D。 17．（多选）如图所示，在赤道上，两同学把一条长导线的两端连接在一灵敏电流计的两个接线柱上，构成闭合电路。然后两个同学沿东西方向站在赤道上，上下快速摇动导线的一部分。赤道附近地磁场方向可认为平行于水平地面，下列说法正确的是（　　） A．导线向下运动过程中感应电流方向由东向西 B．导线向上运动过程中感应电流方向由东向西 C．导线向下运动过程中所受安培力的方向垂直地面向上 D．导线向上运动过程中所受安培力的方向垂直地面向上 【答案】BC 【详解】赤道上的地磁场方向由南向北，则当导线向下运动过程中，根据右手定则可知，导线中产生向东的电流，由左手定则可知，导线所受安培力的方向垂直地面向上；导线向上运动过程中，根据右手定则可知，导线中产生向西的电流，由左手定则可知，导线所受安培力的方向垂直地面向下。 故选BC。 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