2.5 培优专题　楞次定律的拓展与应用-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2.5节 培优专题　楞次定律的拓展与应用 学习目标　 1.进一步理解楞次定律，掌握楞次定律的几个推论。 2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析有关综合问题。 提升1　楞次定律的重要推论 1.“增反减同”法 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化。 (1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。 (2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 口诀记为“增反减同”。 例1 (2024·浙江杭州高二期中)如图，空间固定一条形磁体(其轴线水平)，以下说法正确的是(　　) A.圆环a沿磁体轴线向右运动，靠近磁体N极时感应电流为逆时针(从左往右看) B.圆环b竖直下落时磁通量不变 C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，感应电流为0 D.圆环c经过位置2前后一小段时间内感应电流方向不变 训练1（多选）如图，在绝缘水平面内建有直角坐标系Oxy，第一象限内有竖直向下的磁场，磁感应强度沿x轴方向均匀分布，沿y轴正方向减小。在磁场中水平固定一正三角形细导线框abc，ab边平行于x轴。若使此区域各点磁感应强度随时间增大的变化率为k，则下列说法正确的是（　　） A．导线框的发热功率恒定 B．导线框中的电流为逆时针方向 C．导线框中的电流随时间均匀增大 D．导线框所受安培力的合力沿y轴向下 训练2如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 2.“来拒去留”法 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动，即“来拒去留”。 如图甲所示，条形磁体靠近线圈时，受到的是斥力；如图乙所示，条形磁体远离线圈时，受到的是引力。 例2 如图所示，一条形磁体从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，由开始下落至落地用时t1，落地时速度为v1；S闭合时，由开始下落至落地用时t2，落地时速度为v2。则它们的大小关系正确的是(　　) A.t1＞t2，v1＞v2 B.t1＝t2，v1＝v2 C.t1＜t2，v1＜v2 D.t1＜t2，v1＞v2 训练1（多选）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如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设闭合线圈，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，该安全装置不可能使电梯悬停在线圈A、B之间 B．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，线圈A、B中的电流方向相同 C．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，线圈A、B均在阻碍电梯下落 D．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，线圈A在阻碍电梯下落，线圈B在促进电梯下落 训练2如图，水平光滑桌面（纸面）上两根长直导线M、N相互垂直固定放置，两者彼此绝缘，M通有向上的电流，N通有向右的电流，桌面上4个圆形金属线框a、b、c、d分别放在两导线交叉所形成的编号为1、2、3、4的区域内，每个线框距两导线的距离均相同。当两导线中的电流都由i然增大到2i时（    ） A．a向左下方运动 B．b向右下方运动 C．c向左下方运动 D．d向右下方运动 3.“增缩减扩”法 就闭合回路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍穿过回路的原磁通量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合回路的磁通量减少，面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。 说明　此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。 例3 如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，从左向右看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是(　　) A.顺时针，扩张趋势 B.顺时针，收缩趋势 C.逆时针，扩张趋势 D.逆时针，收缩趋势 训练1如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和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向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈有扩大的趋势 B．穿过线圈的磁通量变小 C．线圈对水平桌面的压力将增大 D．线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 训练2（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 4.“增离减靠”法 若磁场变化且线圈回路可移动，当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时，线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少。口诀记为“增离减靠”。 例4 一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到N向左运动的是(　　) A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时 D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时 训练1某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（    ） A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 训练2高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（　　） A．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力变大 提升2　“三定则一定律”的综合应用 项目 安培定则 电磁感应 左手定则 右手定则 楞次定律 应用对象 判断电流产生磁场的方向 判断闭合电路的一段导体切割磁感线产生感应电流的方向 判断闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向 判断安培力、洛伦兹力的方向 使用方法 右手握住导线或螺线管(环形电流) 右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向，磁感线穿过掌心，四指指向感应电流的方向 增反减同、来拒去留、增缩减扩、增离减靠 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向(负电荷运动反方向)，磁感线穿过掌心，拇指指向受力方向 图形示例 因果关系 因电而生磁(I→B用安培定则) 因动而生电(v、B→I感用右手定则) 因磁而生电(ΔΦ→I感用楞次定律) 因电在磁场中而受力(I、B→F用左手定则) 注意　左手定则和右手定则非常容易混淆，为了便于区别，现提供三种记忆方法： (1)“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左手。 (2)“通电受力用左手，运动生电用右手”。 (3)“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。 例5 (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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场的作用下向右运动，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 训练1某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁体，手握磁体在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为．下列说法正确的是（   ） A．将磁体加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于 B．将磁体匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数大于 C．将磁体加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D．将磁体匀速插向线圈的过程中，磁体减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热 训练2 1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”，它的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，如图所示，把某磁单极子N极固定在O点，让一个闭合的细金属圆环从O点正上方A 点位置由静止开始释放，运动过程中圆环平面始终保持水平，图中A、B两点位置关于 O点对称，不计空气阻力，则圆环从 A 点位置运动到B 点位置的过程中（　　） A．从上往下看，圆环从A点到O 点过程和从O点到B 点过程，感应电流方向相反 B．从上往下看，圆环从 A 点到B 点过程，感应电流方向为逆时针 C．圆环始终受到竖直向上的安培力 D．圆环从 A 点到 B 点过程中机械能守恒 随堂对点自测 1.(增缩减扩、增离减靠)如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将(　　) A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长 2.(增反减同、来拒去留)(2024·山西运城高二期中)某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一S极朝下竖直放置的条形磁体，手握磁体在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是(　　) A.将磁体加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视) B.将磁体匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视) C.将磁体匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于m0 D.将磁体加速远离线圈的过程中，电子秤的示数小于m0 3.(“三定则一定律”的综合应用)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，铜制导线圈c中将有感应电流产生且被螺线管排斥的是(　　) A.向右做匀速运动 B.向右做加速运动 C.向右做减速运动 D.向左做减速运动 4.高铁在高速行驶，如遇紧急情况需要制动刹车时，现均使用电磁制动技术。电磁制动的原理可简化为如图模型，把一条形磁铁用一根弹簧悬挂，在条形磁铁正下方桌面上放置一线圈，把条形磁铁向下拉一定距离由静止释放，发现条形磁铁很快停止振动。不计空气阻力，则条形磁铁上下振动过程中。下列说法正确的是（　　） A．线圈对条形磁铁的作用力一直做正功 B．线圈对条形磁铁的作用力一直做负功 C．线圈中电流方向一直不变 D．线圈对桌面压力一直增大 5．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 基础对点练 题组一　楞次定律的重要推论 1.(多选)(2023·昆明一中高二联考)如图甲所示，导线MN和圆形线圈共面且均固定，在MN中通以图乙所示的电流(电流正方向为M指向N)，则在0～T时间内(　　) A.线圈感应电流方向先顺时针后逆时针 B.线圈感应电流方向始终为顺时针 C.线圈受到的安培力始终向左 D.线圈受到的安培力先向左后向右 2.(多选)如图所示，用绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出的过程中(　　) A.磁体从左侧靠近铝环时，铝环向右摆动 B.磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动 C.磁体从左侧靠近铝环时，铝环A侧为N极 D.磁体在右侧远离铝环时，铝环B侧为S极 3.(2024·江苏盐城高二期中)当条形磁体相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则(　　) A.条形磁体正在向上运动 B.螺线管A有收缩的趋势 C.通过螺线管A的磁通量正在变大 D.螺线管A对水平桌面的压力将变大 4.有如图所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A靠近螺线管的是(　　) A.开关S接通的瞬间 B.开关S接通后，电路中电流稳定时 C.开关S接通，电路中电流稳定后，滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间 D.开关S接通，电路中电流稳定后，将开关S断开的瞬间 5.(多选)如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向右移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是 (　　) A.金属圆环相对桌面有向右的运动趋势 B.金属圆环对桌面的压力小于其自身重力 C.金属圆环有扩张的趋势 D.金属圆环受到水平向右的摩擦力 题组二　“三定则一定律”的综合应用 6.(多选)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框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，不计空气阻力，在下落过程中(　　) A.穿过线框的磁通量保持不变 B.线框中感应电流的方向保持不变 C.线框所受安培力的合力方向向上 D.线框的机械能不断增大 7.(多选)如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置，且金属棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) A.向右匀速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向右加速运动 综合提升练 8.(多选)(2024·陕西渭南高二期中)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当导体棒AB在外力F的作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　) A.导体棒CD内有电流通过，方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过，方向是C→D C.磁场对导体棒CD的作用力向左 D.磁场对导体棒AB的作用力向左 9.如图所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线，电流方向如图所示，现将一矩形金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，线框整体受力为(　　) A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力为零 10.(多选)(2024·四川成都高二期末)如图，足够长的固定直导线与矩形导线框abcd位于同一竖直平面内，线框ab边与导线平行，导线中通有竖直向上的电流(线框ab边始终在导线右侧)。下列说法正确的是(　　) A.导线中的电流增大时，线框有收缩的趋势 B.导线中的电流减小时，线框中将产生逆时针方向的感应电流 C.将线框水平向左移动，线框所受安培力的合力方向水平向右 D.将线框竖直向上移动，线框中将产生顺时针方向的感应电流 11.(多选)如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁体，当给条形磁体一竖直向上的初速度后(不考虑金属环之间的作用，重力加速度大小为g)，将会出现的情况是(　　) A.两金属环将相互靠拢 B.两金属环将相互远离 C.磁体的加速度会大于g D.磁体的加速度会小于g 12.(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的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 13.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 14．（多选）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 15．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，螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈a的磁通量增大 B．从上往下看，线圈a中将产生顺时针方向的感应电流 C．线圈a有收缩的趋势 D．桌面对线圈a的支持力增大 培优加强练 16.(多选)(2024·广东深圳高二期中)如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动(导体切割磁感线的速度越大，感应电流越大)。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则(　　) A.导体棒中a端电势高于b端电势 B.如果ab棒匀速向右运动，金属环中有感应电流 C.圆环向左摆动 D.从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流 17.为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是（　　） A．磁铁的加速度小于g B．金属环对桌面压力小于自身重力 C．俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流 D．两金属环将加速靠近（不考虑金属环之间的作用） 18．常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（　　） A．沿逆时针方向且逐渐增大 B．沿顺时针方向且逐渐减小 C．沿顺时针方向且逐渐增大 D．沿逆时针方向且保持不变 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2.5节 培优专题　楞次定律的拓展与应用 学习目标　 1.进一步理解楞次定律，掌握楞次定律的几个推论。 2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析有关综合问题。 提升1　楞次定律的重要推论 1.“增反减同”法 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化。 (1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。 (2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 口诀记为“增反减同”。 例1 (2024·浙江杭州高二期中)如图，空间固定一条形磁体(其轴线水平)，以下说法正确的是(　　) A.圆环a沿磁体轴线向右运动，靠近磁体N极时感应电流为逆时针(从左往右看) B.圆环b竖直下落时磁通量不变 C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，感应电流为0 D.圆环c经过位置2前后一小段时间内感应电流方向不变 答案　D 解析　圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过圆环的磁通量增多，根据“增反减同”可知感应电流为顺时针方向(从左往右看)，A错误；圆环b竖直下落时，在1位置磁通量向下，在2位置磁通量为0，在3位置磁通量向上，磁通量发生变化，B错误；圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，但磁通量仍发生变化，因此仍有感应电流，C错误；圆环c经过位置2前后一小段时间内，磁通量先是向下的减少，然后是向上的增多，根据“增反减同”可知，感应电流均为顺时针方向(从上向下看)，D正确。 训练1（多选）如图，在绝缘水平面内建有直角坐标系Oxy，第一象限内有竖直向下的磁场，磁感应强度沿x轴方向均匀分布，沿y轴正方向减小。在磁场中水平固定一正三角形细导线框abc，ab边平行于x轴。若使此区域各点磁感应强度随时间增大的变化率为k，则下列说法正确的是（　　） A．导线框的发热功率恒定 B．导线框中的电流为逆时针方向 C．导线框中的电流随时间均匀增大 D．导线框所受安培力的合力沿y轴向下 【答案】AB 【详解】AC．根据法拉第电磁感应定律，有 可知E不变，感应电流不变，导线框的发热功率为 可知导线框的发热功率不变，故A正确，C错误； B．根据楞次定律可知导线框中的电流为逆时针方向，故B正确； D．根据左手定则，可知ab边受到的安培力沿y轴正向，bc边和ca边所受安培力的合力沿y轴负向，所以导线框所受安培力的合力沿y轴向上，故D错误。 故选AB。 训练2如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 【答案】D 【详解】A．闭合开关瞬间，穿过线圈P的磁通量增加，则线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，根据楞次定律可知，线圈P中感应电流方向与线圈M中电流方向相反，则二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，穿过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B错误； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故C错误，D正确。 故选D。 2.“来拒去留”法 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动，即“来拒去留”。 如图甲所示，条形磁体靠近线圈时，受到的是斥力；如图乙所示，条形磁体远离线圈时，受到的是引力。 例2 如图所示，一条形磁体从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，由开始下落至落地用时t1，落地时速度为v1；S闭合时，由开始下落至落地用时t2，落地时速度为v2。则它们的大小关系正确的是(　　) A.t1＞t2，v1＞v2 B.t1＝t2，v1＝v2 C.t1＜t2，v1＜v2 D.t1＜t2，v1＞v2 答案　D 解析　开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁体无阻碍作用，故磁体自由下落，a1＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁体有阻碍作用，根据“来拒去留”知，a2＜g，且磁体的机械能减小，所以t1＜t2，v1＞v2，故D正确。 训练1（多选）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如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设闭合线圈，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，该安全装置不可能使电梯悬停在线圈A、B之间 B．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，线圈A、B中的电流方向相同 C．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，线圈A、B均在阻碍电梯下落 D．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，线圈A在阻碍电梯下落，线圈B在促进电梯下落 【答案】AC 【详解】ACD．若电梯突然坠落，线圈内的磁通量发生变化，将在两个线圈中产生感应电流，根据楞次定律，两个线圈的感应电流都会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，可起到应急避险作用，但不可能使电梯悬停在线圈A、B之间。故AC正确，D错误； B．根据楞次定律，当电梯坠落时，磁铁在线圈A中产生向上的磁场减弱，故线圈A中会产生逆时针电流（俯视），磁铁在线圈B中产生向上的磁场增强，则B中产生顺时针电流（俯视），则A和B中电流方向相反，故B错误。 故选AC。 训练2如图，水平光滑桌面（纸面）上两根长直导线M、N相互垂直固定放置，两者彼此绝缘，M通有向上的电流，N通有向右的电流，桌面上4个圆形金属线框a、b、c、d分别放在两导线交叉所形成的编号为1、2、3、4的区域内，每个线框距两导线的距离均相同。当两导线中的电流都由i然增大到2i时（    ） A．a向左下方运动 B．b向右下方运动 C．c向左下方运动 D．d向右下方运动 【答案】D 【详解】AC．由右手螺旋定则可知，导线M和N在线框a处的磁感线方向相反，又距导线的距离相同，所以线框a的磁通量为0。同理，线框c处的磁通量也为0。当电流都增大时，两个方向的磁感线都变多，但磁通量不变还是0，所以线框a、c静止不动。故AC错误； B．由右手螺旋定则可知，导线M和N在线框b处的磁感线方向都向外，当两导线电流增大时，线框b的磁通量增加，由楞次定律可知，线框b将远离两导线，向左上方运动。故B错误； D．由右手螺旋定则可知，导线M和N在线框d处的磁感线方向都向里，当两导线电流增大时，线框d的磁通量增加，由楞次定律可知，线框d将远离两导线，向右下方运动。故D正确。 故选D。 3.“增缩减扩”法 就闭合回路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍穿过回路的原磁通量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合回路的磁通量减少，面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。 说明　此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。 例3 如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，从左向右看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是(　　) A.顺时针，扩张趋势 B.顺时针，收缩趋势 C.逆时针，扩张趋势 D.逆时针，收缩趋势 答案　A 解析　圆环由A位置水平向右移到B位置的过程中，穿过圆环向右的磁感线条数变少，根据“增反减同”可知，圆环中感应电流磁场方向向右，再根据安培定则知圆环中感应电流方向是顺时针方向(从左向右看)，根据“增缩减扩”可知圆环有扩张趋势，故A正确。 训练1如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和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向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈有扩大的趋势 B．穿过线圈的磁通量变小 C．线圈对水平桌面的压力将增大 D．线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 【答案】C 【详解】B．滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电阻减小，电路中电流增大，通电螺旋管产生的磁场增强，可知，穿过线圈的磁通量变大，故B错误； D．根据安培定则，通电螺旋管产生的磁场在线圈位置的方向整体向下，滑动变阻器的滑片向下滑动，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故D错误； A．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈有收缩的趋势，故A错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈在通电螺旋管产生磁场的安培力作用下有向下运动的趋势，即线圈对水平桌面的压力将增大，故C正确。 故选C。 训练2（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 【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。 4.“增离减靠”法 若磁场变化且线圈回路可移动，当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时，线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少。口诀记为“增离减靠”。 例4 一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到N向左运动的是(　　) A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时 D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时 答案　C 解析　根据题意知，圆环N向左运动，根据“增离减靠”可知，线圈M上的磁场在减弱，流过M的电流在减小，故C正确。 训练1某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（    ） A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 【答案】D 【详解】AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，根据楞次定律可知感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故AB错误； C．结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C错误； D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 故选D。 训练2高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（　　） A．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力变大 【答案】A 【详解】A．由“来拒去留”可知，磁铁与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故A正确； B．铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流方向为顺时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向里，故B错误； C．铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故C错误； D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故D错误。 故选A。 提升2　“三定则一定律”的综合应用 项目 安培定则 电磁感应 左手定则 右手定则 楞次定律 应用对象 判断电流产生磁场的方向 判断闭合电路的一段导体切割磁感线产生感应电流的方向 判断闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向 判断安培力、洛伦兹力的方向 使用方法 右手握住导线或螺线管(环形电流) 右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向，磁感线穿过掌心，四指指向感应电流的方向 增反减同、来拒去留、增缩减扩、增离减靠 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向(负电荷运动反方向)，磁感线穿过掌心，拇指指向受力方向 图形示例 因果关系 因电而生磁(I→B用安培定则) 因动而生电(v、B→I感用右手定则) 因磁而生电(ΔΦ→I感用楞次定律) 因电在磁场中而受力(I、B→F用左手定则) 注意　左手定则和右手定则非常容易混淆，为了便于区别，现提供三种记忆方法： (1)“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左手。 (2)“通电受力用左手，运动生电用右手”。 (3)“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。 例5 (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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场的作用下向右运动，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 答案　BC 解析　若PQ向右加速运动，由右手定则可知PQ中感应电流的方向由Q到P，由安培定则可判断出L1、L2所在处的磁场方向是自下而上的；穿过L1的磁通量增大，由楞次定律可知流过MN的感应电流方向由N到M，由左手定则可判断出MN受到向左的安培力，将向左运动，故A错误；若PQ向左加速运动，由右手定则可知PQ中感应电流的方向由P到Q，由安培定则可判断出L1、L2所在处的磁场方向是自上而下的；穿过L1的磁通量增大，由楞次定律可知流过MN的感应电流方向由M到N，由左手定则可判断出MN受到向右的安培力，将向右运动，故B正确；若PQ向右减速运动，由右手定则可知PQ中感应电流的方向由Q到P，由安培定则可判断出L1、L2所在处的磁场方向是自下而上的；穿过L1的磁通量减小，由楞次定律可知流过MN的感应电流方向由M到N，由左手定则可判断出MN受到向右的安培力，将向右运动，故C正确；若PQ向左减速运动，由右手定则可知PQ中感应电流的方向由P到Q，由安培定则可判断出L1、L2所在处的磁场方向是自上而下的；穿过L1的磁通量减小，由楞次定律可知流过MN的感应电流方向由N到M，由左手定则可判断出MN受到向左的安培力，将向左运动，故D错误。 训练1某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁体，手握磁体在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为．下列说法正确的是（   ） A．将磁体加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于 B．将磁体匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数大于 C．将磁体加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D．将磁体匀速插向线圈的过程中，磁体减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热 【答案】C 【详解】AB．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁体插向线圈（无论是匀速、加速还是减速）的过程中，线圈与磁体相互排斥，导致电子秤的示数大于，反之则电子秤的示数小于，A、B错误； C．将磁铁加速插向线圈时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可判断，线圈中产生的感应电流沿逆时针方向（俯视），C正确； D．磁体匀速插向线圈的过程中，磁体受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于线圈中产生的焦耳热，D错误。 故选C。 训练2 1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”，它的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，如图所示，把某磁单极子N极固定在O点，让一个闭合的细金属圆环从O点正上方A 点位置由静止开始释放，运动过程中圆环平面始终保持水平，图中A、B两点位置关于 O点对称，不计空气阻力，则圆环从 A 点位置运动到B 点位置的过程中（　　） A．从上往下看，圆环从A点到O 点过程和从O点到B 点过程，感应电流方向相反 B．从上往下看，圆环从 A 点到B 点过程，感应电流方向为逆时针 C．圆环始终受到竖直向上的安培力 D．圆环从 A 点到 B 点过程中机械能守恒 【答案】C 【详解】AB．圆环下落过程中磁通量先增大后减小，O点上、下位置磁感线方向相反，由楞次定律可知，圆环内的电流方向为顺时针方向（从上往下看）不变，故AB错误； C．感应电流的磁场总是阻碍相对运动，所以圆环受到的安培力均向上，故C正确； D．安培力与运动方向相反，安培力做负功，运动过程机械能不守恒。故D错误。 故选C。 随堂对点自测 1.(增缩减扩、增离减靠)如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将(　　) A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长 答案　D 解析　当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，根据“增缩减扩”可知，圆环的面积S减小；根据“增离减靠”可知橡皮绳的长度L变长，选项D正确。 2.(增反减同、来拒去留)(2024·山西运城高二期中)某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一S极朝下竖直放置的条形磁体，手握磁体在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是(　　) A.将磁体加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视) B.将磁体匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视) C.将磁体匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于m0 D.将磁体加速远离线圈的过程中，电子秤的示数小于m0 答案　D 解析　根据楞次定律和安培定则可判断，将一条形磁体的S极加速或匀速靠近线圈时，线圈中的磁通量增大，根据“增反减同”可知，线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向(俯视)，故A、B错误；将条 形磁体远离线圈的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁体相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，跟磁体匀速还是加速无关，故C错误，D正确。 3.(“三定则一定律”的综合应用)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，铜制导线圈c中将有感应电流产生且被螺线管排斥的是(　　) A.向右做匀速运动 B.向右做加速运动 C.向右做减速运动 D.向左做减速运动 答案　B 解析　当导体棒向右匀速运动时，产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，线圈c中无感应电流出现，也不被螺线管排斥，A错误；当导体棒向右做加速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且增加，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在增加，线圈c中有感应电流，根据楞次定律可知，线圈向左运动阻碍磁通量的增加，即被螺线管排斥，B正确；同理可判定导体棒向左、右做减速运动时，线圈c中有感应电流，且被螺线管吸引，C、D错误。 4.高铁在高速行驶，如遇紧急情况需要制动刹车时，现均使用电磁制动技术。电磁制动的原理可简化为如图模型，把一条形磁铁用一根弹簧悬挂，在条形磁铁正下方桌面上放置一线圈，把条形磁铁向下拉一定距离由静止释放，发现条形磁铁很快停止振动。不计空气阻力，则条形磁铁上下振动过程中。下列说法正确的是（　　） A．线圈对条形磁铁的作用力一直做正功 B．线圈对条形磁铁的作用力一直做负功 C．线圈中电流方向一直不变 D．线圈对桌面压力一直增大 【答案】B 【分析】本题考查楞次定律。感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化，从而判断受力方向，根据楞次定律结合右手定则判断电流的方向，结合牛顿第三定律分析桌面的压力。 【详解】AB．根据楞次定律“来拒去留”可得，条形磁铁向上运动时，线圈对条形磁铁的作用力向下，条形磁铁向下运动时，线圈对条形磁铁的作用力向上，该作用力一直做负功，A项错误，B项正确； C．条形磁铁向上运动时，线圈中磁通量向下减小；条形磁铁向下运动时，线圈中磁通量向下增加，根据楞次定律“增反减同”可得，线圈中电流方向不断变化，C项错误； D．根据楞次定律的“来拒去留”可知，条形磁铁向上运动时，线圈中磁通量减小，可知条形磁铁对线圈有向上的作用力，则线圈对桌面的压力减小；条形磁铁向下运动时，线圈中磁通量增加，则条形磁铁对线圈有向下的作用力，则线圈对桌面的压力增加，D项错误。 故选B。 5．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 【详解】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。 基础对点练 题组一　楞次定律的重要推论 1.(多选)(2023·昆明一中高二联考)如图甲所示，导线MN和圆形线圈共面且均固定，在MN中通以图乙所示的电流(电流正方向为M指向N)，则在0～T时间内(　　) A.线圈感应电流方向先顺时针后逆时针 B.线圈感应电流方向始终为顺时针 C.线圈受到的安培力始终向左 D.线圈受到的安培力先向左后向右 答案　BD 解析　当导线中电流为沿着正方向减小时，穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向里且大小在减小，由楞次定律可得，感应电流的方向为顺时针方向；当导线中电流沿着负方向增大时，穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向外，大小在增大，由楞次定律可得，感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；由于线圈左侧受到的磁场力比右侧磁场力大，感应电流的方向一直为顺时针方向，由左手定则得线圈受到的安培力先向左后向右，故C错误，D正确。 2.(多选)如图所示，用绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出的过程中(　　) A.磁体从左侧靠近铝环时，铝环向右摆动 B.磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动 C.磁体从左侧靠近铝环时，铝环A侧为N极 D.磁体在右侧远离铝环时，铝环B侧为S极 答案　AC 解析　磁体从左侧靠近铝环时，在铝环中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近，铝环A侧为N极，铝环向右摆动，A、C正确；当磁体在右侧远离铝环时，感应电流的磁场阻碍铝环的远离，铝环右摆，B侧为N极，B、D错误。 3.(2024·江苏盐城高二期中)当条形磁体相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则(　　) A.条形磁体正在向上运动 B.螺线管A有收缩的趋势 C.通过螺线管A的磁通量正在变大 D.螺线管A对水平桌面的压力将变大 答案　A 解析　根据右手定则判断，感应电流在螺线管中产生向下的磁场，因为管中原磁场方向向下，所以根据楞次定律可知，通过螺线管的磁通量变小，即条形磁体向上运动，为了阻碍磁通量的减小，螺线管有扩张的趋势和向上运动的趋势，所以螺线管对水平桌面的压力将减小，故A正确。 4.有如图所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A靠近螺线管的是(　　) A.开关S接通的瞬间 B.开关S接通后，电路中电流稳定时 C.开关S接通，电路中电流稳定后，滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间 D.开关S接通，电路中电流稳定后，将开关S断开的瞬间 答案　D 解析　当穿过线圈的磁通量减小时，线圈A中产生与螺线管中同向的感应电流，线圈A将靠近螺线管，故D正确，A、B、C错误。 5.(多选)如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向右移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是 (　　) A.金属圆环相对桌面有向右的运动趋势 B.金属圆环对桌面的压力小于其自身重力 C.金属圆环有扩张的趋势 D.金属圆环受到水平向右的摩擦力 答案　ABC 解析　当竖直的条形磁体水平向右移动时，穿过金属圆环内的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，圆环面积有扩大的趋势，根据“来拒去留”可知，磁体与圆环间相互吸引，则圆环对桌面的压力小于其自身重力，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，圆环受到水平向左的摩擦力，故A、B、C正确，D错误。 题组二　“三定则一定律”的综合应用 6.(多选)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框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，不计空气阻力，在下落过程中(　　) A.穿过线框的磁通量保持不变 B.线框中感应电流的方向保持不变 C.线框所受安培力的合力方向向上 D.线框的机械能不断增大 答案　BC 解析　当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，A错误，B正确；整个线框所受的安培力的合力方向向上，对线框做负功，线框的机械能不断减小，C正确，D错误。 7.(多选)如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置，且金属棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) A.向右匀速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向右加速运动 答案　BC 解析　欲使N产生顺时针方向的感应电流，即感应电流的磁场方向垂直于纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小，此时应使ab向右减速运动；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大，此时应使ab向左加速运动，故B、C正确。 综合提升练 8.(多选)(2024·陕西渭南高二期中)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当导体棒AB在外力F的作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　) A.导体棒CD内有电流通过，方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过，方向是C→D C.磁场对导体棒CD的作用力向左 D.磁场对导体棒AB的作用力向左 答案　BD 解析　导体棒AB切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，AB中感应电流的方向为B→A，则导体棒CD内有电流通过，方向是C→D，故A错误，B正确；由左手定则判断可知，磁场对导体棒CD的作用力向右，磁场对导体棒AB的作用力向左，故C错误，D正确。 9.如图所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线，电流方向如图所示，现将一矩形金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，线框整体受力为(　　) A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力为零 答案　A 解析　金属线框放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框左右两侧磁场方向相反，线框内左侧的磁通量大于右侧的磁通量，当导线中电流增大时，穿过线框的磁通量增大，线框产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，则线框将向使磁通量减小的方向运动，即向右移动，线框整体受力向右，故A正确，B、C、D错误。 10.(多选)(2024·四川成都高二期末)如图，足够长的固定直导线与矩形导线框abcd位于同一竖直平面内，线框ab边与导线平行，导线中通有竖直向上的电流(线框ab边始终在导线右侧)。下列说法正确的是(　　) A.导线中的电流增大时，线框有收缩的趋势 B.导线中的电流减小时，线框中将产生逆时针方向的感应电流 C.将线框水平向左移动，线框所受安培力的合力方向水平向右 D.将线框竖直向上移动，线框中将产生顺时针方向的感应电流 答案　AC 解析　当导线中的电流增大时，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律推论——“增缩减扩”，可知线框有收缩的趋势，故A正确；导线中的电流减小时，穿过线框的磁通量将减小，根据楞次定律推论——“增反减同”，可知线框中感应电流产生的磁场垂直纸面向里，根据安培定则判断知，线框中感应电流方向为顺时针，故B错误；将线框水平向左移动，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律推论——“来拒去留”，可知线框所受安培力的合力方向水平向右，故C正确；将线框竖直向上移动，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流产生，故D错误。 11.(多选)如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁体，当给条形磁体一竖直向上的初速度后(不考虑金属环之间的作用，重力加速度大小为g)，将会出现的情况是(　　) A.两金属环将相互靠拢 B.两金属环将相互远离 C.磁体的加速度会大于g D.磁体的加速度会小于g 答案　AC 解析　当给条形磁体一竖直向上的初速度后，穿过两个圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化，所以两个圆环要向磁通量增大的方向运动，则知两圆环相互靠拢，故A正确，B错误；条形磁体向上运动，穿过两个圆环的磁通量减小，金属环产生感应电流，金属环受到向上的安培力，而磁体受到向下的磁场力，所以磁体的加速度会大于g，故C正确，D错误。 12.(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的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 答案　AD 解析　开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来的状态，B、C错误；开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。 13.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 【详解】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。 14．（多选）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 【详解】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。 15．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，螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈a的磁通量增大 B．从上往下看，线圈a中将产生顺时针方向的感应电流 C．线圈a有收缩的趋势 D．桌面对线圈a的支持力增大 【答案】B 【详解】A．将滑动变阻器的滑片P向上滑动，则阻值增大，电流减小，线圈b的磁场减弱，穿过线圈a的磁通量变小，故A错误； B．穿过线圈a的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈a中将产生顺时针方向的感应电流，故B正确； CD．穿过线圈a的磁通量向下减小，根据“增缩减扩”、“来拒去留”可知，线圈a有扩大且靠近线圈b的趋势，桌面对线圈a的支持力减小，故CD错误。 故选B。 培优加强练 16.(多选)(2024·广东深圳高二期中)如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动(导体切割磁感线的速度越大，感应电流越大)。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则(　　) A.导体棒中a端电势高于b端电势 B.如果ab棒匀速向右运动，金属环中有感应电流 C.圆环向左摆动 D.从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流 答案　ACD 解析　由右手定则可知，导体棒ab向右运动时，a端电势高于b端，故A正确；导体棒ab向右匀速运动时，电流恒定，圆环的磁通量不变化，没有感应电流，故B错误；根据金属圆环和螺线管中的电流方向，金属圆环的右侧等效为磁铁的N极，螺线管的M端等效为磁铁的N极，所以金属圆环向左摆动，故C正确；穿过金属圆环的磁感线向左，当ab向右做加速运动时，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过金属圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流，故D正确。 17.为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是（　　） A．磁铁的加速度小于g B．金属环对桌面压力小于自身重力 C．俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流 D．两金属环将加速靠近（不考虑金属环之间的作用） 【答案】A 【详解】AB．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的磁通量增大，金属环产生感应电流，金属环受到向下的安培力，而磁铁受到向上的磁场力，所以磁铁向下运动时的加速度会小于g，金属环对桌面压力大于自身重力，故A正确，B错误； C．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的向上的磁通量增大，俯视观察，左边金属圆环会产生顺时针感应电流，故C错误； D．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化，所以两个圆环要向磁通量增减小的方向运动，则知a、b两线圈相互排斥远离，故D错误。 故选A。 18．常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（　　） A．沿逆时针方向且逐渐增大 B．沿顺时针方向且逐渐减小 C．沿顺时针方向且逐渐增大 D．沿逆时针方向且保持不变 【答案】C 【详解】若芯片线圈中产生逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则，可知芯片中电流产生的磁场方向向上，根据楞次定律可知，读卡机中电流产生的磁场向上且逐渐减小或者向下且逐渐增大，再根据右手螺旋定则，可判断出读卡机中的电流为逆时针且逐渐减小，或者顺时针逐渐增大。 故选C。 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 $$