第2章 专题强化5 楞次定律的应用-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版）多选

第二章　电磁感应 专题强化5　楞次定律的应用 1 [学习目标]　1.进一步理解楞次定律，应用楞次定律的推论解决相关问题(重点)。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(难点)。 2 课时作业 巩固提升 类型1　楞次定律的重要推论 类型2　“三定则一定律”的综合应用 内容索引 3 类型1　楞次定律的重要推论 一 4 楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。主要有以下几种表现形式： 内容 例证 阻碍原磁通量的变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留”   5 内容 例证 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”或 “增扩减缩” B减小时，线圈中的Φ减小，为了 阻碍Φ减小，线圈有扩张趋势， 各边受到的安培力向外  环中电流减小时a环中Φ减小，为了阻 碍Φ的减小，a环面积有缩小的趋势 6 内容 例证 使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠” 穿过金属环P的磁通量增加时，P向右运动;穿过P的磁通量减小时，P向左运动 7 [例1]　(2024·四川遂宁高二期中)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，从右向左看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是(　　) A.逆时针，扩张趋势 B.逆时针，收缩趋势 C.顺时针，扩张趋势 D.顺时针，收缩趋势 A 8 由题图可知，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，故说明磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环中感应电流产生的磁场方向向右，再根据安培定则知圆环中感应电流方向是逆时针方向(从右向左看)，根据楞次定律推论“增缩减扩”可知圆环有扩张趋势，故选A。 [例2]　(2024·福建三明高二期中)如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁体(N极朝下)。当条形磁体下落时，可 以判定(　　) A.环中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.环对桌面的压力将增大 C.环有面积增大的趋势 D.磁体将受到竖直向下的电磁作用力 B 当条形磁体N极朝下下落时，穿过线圈的磁通量向 下增加，由楞次定律和安培定则可知，环中将产生 俯视逆时针方向的感应电流，A错误;条形磁体下落 时穿过金属圆环的磁通量增大，故在金属圆环中会 产生与条形磁体磁场方向相反的磁场，二者互相排斥，故环对桌面的压力将增大，同时磁铁受到向上的作用力，也就是“来拒去留”，B正确，D错误;因为穿过金属圆环的磁通量在增大，根据楞次定律，圆环需要缩小面积才能阻碍磁通量的增大，也就是“增缩减扩”，C错误。 11 [针对训练]　1.如图所示，ab是一个可以绕垂直 于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，在滑动 变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中，线圈 ab将(　　) A.静止不动 B.逆时针转动 C.顺时针转动 D.发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向 C 当P向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大， 穿过线圈ab的磁通量增大，为阻碍磁通量的增大， 线圈ab将顺时针转动，C正确。 2.(2024·四川绵阳高二阶段检测)航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻 率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间(　　) A.铝环向右运动，铜环向左运动 B.铝环和铜环都向右运动 C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D.从左向右看，铜环中的感应电流沿逆时针方向 C 闭合开关S的瞬间，穿过两个金属环的磁通量 向左增大，由楞次定律的推广可知，为阻碍 磁通量的增大，铝环向左运动，铜环向右运动， A、B错误;由于铝环和铜环的形状、大小相同 且铜的电阻率较小，则铜环的电阻较小，在闭 合开关S的瞬间，两环产生的感应电动势大小相等，可知铜环中的感应电流大于铝环中的感应电流，则铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确;闭合开关S的瞬间，由右手螺旋定则可知，固定线圈产生的磁场方向向左且增大，则穿过铜环的磁通量向左增大，由楞次定律和安培定则可知，从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向，D错误。 二 类型2　“三定则一定律”的综合应用 16 1.“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 17 项目 安培定则 电磁感应 左手定则 右手定则 楞次定律 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) 18 2.左手定则和右手定则的选取技巧 (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。 19 [例3]　(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在安培力的作用下向 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 BC 20 当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电 流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1的磁场 方向是自下而上的。若PQ向右加速运动，则穿过L1 的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则可以判断 流过MN的感应电流从N→M，根据左手定则可判定 MN受到向左的安培力，将向左运动;若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，选项A错误，C正确。同理可判断，选项B正确，D错误。 [针对训练]　3.(多选)如图所示，闭合铁芯的两边绕着线圈L1和L2，L1与 电阻R组成闭合回路，L2与在磁场中的导轨相连，导轨上有一金属棒ab。 R中的感应电流向上，则可能的原因是金属棒ab(　 　) A.向左加速运动　　　　　　 B.向左减速运动 C.向右加速运动 D.向右减速运动 BC 当金属棒ab向左加速运动时，由右手定 则可知，ab中的电流由a到b逐渐变大， 在线圈L2上产生的磁场向上增强，可知 穿过L2的磁通量增加，穿过L1的磁场向下增强，磁通量增加，由楞次定律和安培定则可知在R中会产生向下的电流;同理可判断当ab向左减速运动或者向右加速运动时，在R中会产生向上的电流;当ab向右减速运动时在R中会产生向下的电流，则选项A、D错误，B、C正确。 23 三 课时作业 巩固提升 24 [A组　基础巩固练] 1.如图所示，有一闭合导线环，磁场方向垂直于环面向里，当磁感应强度随时间一直均匀增大时，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向 是(　　) A.一直顺时针 B.一直逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 B 25 垂直于环面向里的磁通量增大，根据楞次定律可 判断，感应电流产生的磁场方向垂直于环面向外， 所以感应电流的方向为逆时针，选项B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 26 2.如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各 固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中 一个小环，后又取出插向另一个小环。同学们看到的现象是(　　) A.磁铁插向左环，横杆发生转动 B.磁铁插向右环，横杆发生转动 C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 B 27 左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，在磁场力的作用下横杆将发生转动，故B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 28 3.如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁体 沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b的移动情况可能是(　　) A.a、b将相互远离 B.a、b将相互靠近 C.a、b将不动 D.无法判断 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 A 29 条形磁体向下移动过程中B增大，所以穿过每个环 的磁通量都增大。为阻碍磁通量的增大，导体环会 尽量远离条形磁体，所以a、b将相互远离。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 4.(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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 BC 31 当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律和安培定则可得，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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 5.如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直 放置的条形磁体从线圈中线AB正上方由左向右快速经过时，若线圈始 终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的判断正 确的是(重力加速度为g)(　　) A.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 D 33 条形磁体从线圈中线AB正上方由左向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律的“来拒去留”可知，线圈先有向下和向右运动的趋势，后有向上和向右运动的趋势，故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势向右，故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 6.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，落地时速度大小为v1;开关S闭合时，由开始下落至落地用时t2，落地时速度大小为v2。不计 空气阻力，则它们的关系是(　　) A.t1＞t2，v1＞v2 B.t1＝t2，v1＝v2 C.t1＜t2，v1＜v2 D.t1＜t2，v1＞v2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 D 35 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，故a2＜g。由h＝at2 及v2＝2ah可得t1＜t2，v1＞v2，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 7.(多选)(2024·河南南阳高二阶段检测) 如图所示，通电螺线管置于闭合金属环 a的轴线上，b环在螺线管右侧附近， b的环面与a的环面平行。当螺线管中 电流变化时，则(　 　) A.电流减小时，a环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小 B.电流减小时，a环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小 C.电流增大时，b环远离螺线管 D.电流增大时，b环靠近螺线管 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 AC 37 电流减小时，通电螺线管产生的磁场减 弱，a环磁通量减小，根据安培定则，通 电螺线管内部磁场向右，外部磁场向左， 当a环缩小时，向右的磁场磁通量不变， 向左的磁场磁通量减小，总磁通量增大， 故要阻碍原磁通量的减小，a环有缩小的趋势，A正确，B错误;电流增大时，通电螺线管产生的磁场变强，穿过b环的磁通量增大，为阻碍原磁通量的增大，b环远离螺线管，C正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 8.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，今将一矩形 金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让导 线的位置偏向线框的右边，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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 A 39 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，线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量， 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 [B组　综合强化练] 9.(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)(　 　) 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 BC 41 欲使N产生顺时针方向的感应电流，即感应电流 的磁场垂直于纸面向里，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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 10.(2024·四川内江高二检测)如图所示，圆形导体线圈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中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量变小 C.线圈a对水平桌面的压力 FN 将增大 D.线圈a有扩大的趋势 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 C 43 将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则通电螺线管中的 电流变大，产生的磁场变强，线圈a中的磁通量变大， 且磁场方向向下，根据楞次定律“增反减同”能判 断出线圈a中产生俯视逆时针方向的感应电流，A、 B错误;穿过线圈a中的磁通量变大，根据“来拒去留”可判断螺旋管对线圈有排斥的作用力，所以线圈a对水平桌面的压力 FN 将增大，C正确;穿过线圈a中的磁通量变大，根据“增缩减扩”可判断线圈a有缩小的趋势，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 11.如图甲所示，长直导线与闭 合金属线框位于同一平面内， 长直导线中的电流i随时间t的 变化关系如图乙所示，在0~时 间内，直导线中电流方向向上。 下列说法正确的是(　　) A.0~时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有扩张趋势 B.0~时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有收缩趋势 C.~T时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有扩张趋势 D.~T时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 D 45 在0~时间内，直导线电流方向 向上，根据安培定则知，导线左 侧磁场的方向垂直纸面向外，电 流逐渐减小，则磁场逐渐减弱， 根据楞次定律和安培定则可知，金属线框中产生逆时针方向的感应电流，且线框面积有扩张的趋势，A、B错误;同理可知，~T时间内，感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势，C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 12.(多选)如图所示，两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁 架台上，漆包线绕成的两个线圈P、Q与其组成闭合回路。两个磁性很 强的条形磁体如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆 动。以下说法正确的是(　 　) A.P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针 方向(从右向左看) B.P向右摆动的过程中，Q会向右摆动 C.P向右摆动的过程中，Q会向左摆动 D.若使Q左右摆动，P会始终保持静止 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 AB 47 穿过线圈P的磁感线方向向左，P向右摆动的过程中， 线圈P中的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可 知，P中的电流方向从右向左看为顺时针方向，A正 确;由于Q与P构成一回路，Q中的电流也为顺时针方 向，线圈Q最下面的一条边中通过的电流垂直于纸面 向外，该处的磁场方向向下，则该边所受的安培力向右，那么Q会向右摆动，B正确，C错误;若使Q左右摆动，最下面的那条边切割磁感线产生感应电流，则P中有电流，那么P将受到安培力而运动，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 13.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均 匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个 金属环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线 与胶木圆盘A的轴线OO'重合。现使胶木圆盘A由静止 开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，则(　　) A.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 B 49 胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向 加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大， 根据安培定则知，通过B的磁通量向下且增大，根 据楞次定律知，感应电流引起的效果阻碍原磁通量 的增大，则金属环B的面积有缩小的趋势，且有向 上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，故B正确， A、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 50 [C组　培优选做练] 14.(2024·四川遂宁高二阶段检测)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 减小对厢内人员的伤害。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 51 当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说 法正确的是(　　) A.从上往下看，金属线圈A中的感应电流 沿逆时针方向 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对电梯轿厢下落有阻碍作用， A没有阻碍作用 D.金属线圈B有扩张的趋势，A有收缩的趋势 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 A 52 当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向 上的磁场减弱，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，感 应电流的方向从上往下看是顺时针方向， A正确，B错误;将线圈A、B均等效为条形磁 体，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互 排斥可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合 线圈A、B都在阻碍电梯下落，C错误;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，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 53 $$