第2章 1 楞次定律-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第二册教师用书（人教版2019）

DIERZHANG 第二章 1　楞次定律 1 1.通过实验探究，归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律(重点)。 2.理解楞次定律，并能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向(重难点)。 3.掌握右手定则，能够熟练应用右手定则判断感应电流的方向(重点)。 学习目标 2 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 二、楞次定律 内容索引 三、右手定则的理解和应用 课时对点练 3 实验：探究影响感应电流方向的因素 一 4 1.实验原理 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。 2.实验器材 条形磁体，线圈，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线若干。 3.实验过程 (1)采用试触法探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 一般情况电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，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拔出线圈时感应电流的方向。 ①按图连接电路，明确线圈的绕线方向。 ②画出实验草图，记录磁极运动的四种情况。 ③观察并记录。   甲 乙 丙 丁 条形磁体运动的情况 N极向下插入线圈 S极向下插入线圈 N极朝下时拔出线圈 S极朝下时拔 出线圈 磁体磁场方向(“向上”或“向下”) ______ ______ ______ ______ 向下 向上 向下 向上   甲 乙 丙 丁 穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”) ______ ______ ______ ______ 感应电流的方向(在线圈上方俯视) 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”) ______ ______ ______ ______ 增加 增加 减少 减少 向上 向下 向下 向上   甲 乙 丙 丁 磁体磁场与感应电流磁场方向的关系(“相同”或“相反”) ______ ______ ______ ______ 相反 相反 相同 相同 ④整理器材。 4.分析现象得出结论 (1)甲、乙两种情况下，磁通量都　　　，感应电流的磁场方向与原磁场方向　　　。 (2)丙、丁两种情况下，磁通量都　　　，感应电流的磁场方向与原磁场方向　　　。 (3)结论：感应电流的磁场总要　　　引起感应电流的　　　　　　　。 增加 相反 减少 相同 阻碍 磁通量的变化 　 (2024·绍兴市第一中学高二期末)(1)如图所示，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有　　　。  A.断开与闭合开关时指针会偏向同一侧 B.闭合开关，待电路稳定后，如果滑动 　变阻器不移动，指针不偏转 C.闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计 　指针都静止在中央 D.闭合开关，滑动变阻器的滑片向右加速移动或向右减速移动，都能使 　指针偏向同一侧 例1 BD 断开时B中磁通量减小，闭合开关时B中磁通量增加，故指针偏向不同，A错误； 闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器不移动，B中磁通量不变，所以指针不偏转，B正确； 滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，B中磁通量都发生变化，所以有感应电流，灵敏电流计指针不在中央，C错误； 滑动变阻器的滑片向右加速移动或者向右减速移动，回路中电阻减小，电流增大，B中磁通量增大，指针偏向同一侧，D正确。 (2)如图所示，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最　　端(填“左”或“右”)，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针　　　(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。  左 右偏 闭合开关前要保证回路中的电流最小，防 止烧毁用电器，所以滑动变阻器的滑片应 位于最左端。当闭合开关时，B中磁通量增 加，灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后， 迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，B中磁通量增大，所以灵敏电流计的指针右偏。 返回 楞次定律 二 15 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.理解楞次定律中“阻碍”的含义 (1)谁阻碍——　　　　　　　　　　。 (2)阻碍谁——　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向　　　；当原磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向　　　。 (4)阻碍效果——阻碍并 　 　(填“是”或“不是”)阻止。只是　　　了磁通量的变化，这种变化还将继续进行。 磁通量的变化 感应电流产生的磁场 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 相反 相同 不是 延缓 阻碍 3.从能量的角度理解楞次定律 电磁感应产生的过程是其他形式的能转化为电能的过程。 楞次定律中的“阻碍”作用，是能量守恒的必然结果。在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为　　　，在转化过程中总能量　　　。 电能 守恒 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。 软铁环上绕有M、N两个线圈， (1)S闭合瞬间 ①穿过N的磁场方向为　　　；  ②穿过N的磁通量　　　(选填“增加”或“减少”)；  ③线圈N中感应电流磁场方向　　　；  ④N中感应电流方向为　　　　　　(俯视)；  (2)S断开瞬间，N中感应电流方向为　　　　　　(俯视)。  思考与讨论 向下 增加 向上 逆时针方向 顺时针方向 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。 提炼·总结 　如图甲所示，有一闭合线圈，磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在0~2t0时间内，线圈中感应电流的方向 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 例2 √ 在0~t0内，穿过线圈向里的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直线圈向里，所以感应电流的方向为顺时针方向；同理可得t0~2t0内穿过线圈向外的磁通量增大，感应电流的方向也为顺时针方向，故A正确。 　(多选)(2023·孝感市高二期末)矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，则下列说法正确的是 A.导线向左平动时，线圈中电流方向为adcba B.导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba C.线圈沿平行于导线方向向上做平动时，电流方向 　为abcda D.减小导线中的电流，线圈中电流方向为abcda 例3 √ √ 根据安培定则可知线圈所在平面磁场方向垂直纸面向里，当导线向左平动时，线圈处垂直纸面向里的磁场减弱，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda，故A错误； 同理，当导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba，故B正确； 线圈沿平行于导线方向向上做平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，故C错误； 减小导线中的电流，穿过线圈垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda，故D正确。 拓展　若直导线通有恒定电流I，在线框由右向左匀速通过直导线的过程中，试分析线框中感应电流的方向。(导线框与直导线相互绝缘) 答案　先adcba，后abcda，再adcba。 返回 右手定则的理解和应用 三 24 如图所示，当闭合回路中的部分导体切割磁感线时，会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流。 (1)请用楞次定律判断感应电流的方向； 答案　感应电流的方向为a→d→c→b→a； (2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？(阅读课本并伸开右手做一做) 答案　满足右手定则。 1.右手定则：伸开　　　，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　　　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。 2.两点说明：(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。 (2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于　　　。 梳理与总结 右手 拇指 四指 电源 　 如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b 例4 √ 依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q，Q处电势最高，P处电势最低，由P到Q电势逐渐升高。外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处，因此流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，故选B。 楞次定律与右手定则的比较 总结提升 返回 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 四 课时对点练 30 基础对点练 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 考点一　影响感应电流方向的因素 1.(2024·石家庄市高二期末)某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： (1)图a中，将条形磁体从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是　　。  A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光 C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 B 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 将条形磁体从题图所示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，则螺线管中产生的感应电流方向相反，两个二极管相继分别导通，出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光，故选B。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 (2)通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转，则当条形磁体　　 (选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转。  向上 通过实验得知：当电流从题图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转，则当电流计指针向右偏转时，螺线管中产生的感应电流从上往下，根据楞次定律可知，条形磁体向上运动。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 (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，请用实线完成其余部分电路的连接。 答案　见解析图 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 连线如图： 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 考点二　楞次定律 2.关于感应电流，下列说法正确的是 A.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量 B.感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的磁场方向相反 C.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 D.当导体切割磁感线运动时，只能用右手定则确定感应电流的方向 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，原磁场减弱时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，故选项A、B错误，选项C正确。 导体切割磁感线运动时也可以用楞次定律确定感应电流的方向，故选项D错误。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 3.(2023·日照市高二期中)如图甲所示，水平桌面上固定的闭合金属线圈处于磁感应强度为B的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。设磁场垂直桌面向上为正方向，则金属线圈中感应电流的方向(从上向下看) A.0~t1的时间内为逆时针方向 B.t1~t2的时间内为顺时针方向 C.t2~t3的时间内为顺时针方向 D.t3~t4的时间内为顺时针方向 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 0~t1的时间内，穿过线圈的磁通量增加，且原磁场的方向向上，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场 方向相反，即感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则可得，感应电流的方向为顺时针方向，故A错误； t1~t2的时间内，穿过线圈的磁通量向上减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，所以感应电流为逆时针方向，故B错误； 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 t2~t3的时间内，穿过线圈的磁通量向下增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，所以感应电流为逆时针方 向，故C错误； t3~t4的时间内，穿过线圈的磁通量向下减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，所以感应电流为顺时针方向，故D正确。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 4.1931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”。1982年，美国物理学家卡布雷拉设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，从上向下看，超导线圈中出现的感应电流方向是 A.先逆时针，后顺时针 B.先顺时针，后逆时针 C.一直顺时针 D.一直逆时针 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，且磁场方向从上向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，且磁场方向从下向上，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针。因此线圈中产生的感应电流方向一直是逆时针，故选D。 5.(多选)(2024·天津市高二期末)如图所示，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 　电流为顺时针(从左往右看) B.圆环b竖直下落时，穿过圆环b的磁通量不变 C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量最大 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 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 √ √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过圆环的磁通量增多，根据楞次定律可知电流为顺时针方向(从左往右看)，故A正确； 圆环b竖直下落时，穿过圆环b的磁通量减少，故B错误； 圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，故C错误； 圆环c经过位置2前后一小段时间内，先是向下的磁通量减少，然后是向上的磁通量增多，根据楞次定律，感应电流均为顺时针方向(从上向下看)，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 考点三　右手定则 6.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a，故选项A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.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 √ 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8.(2024·宁波市高二期末)如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有 A.闭合开关K后，把R的滑片右移 B.闭合开关K后，把P中的铁芯从左边抽出 C.闭合开关K后，把Q靠近P D.闭合开关K后，把开关K断开 √ 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 闭合开关K后，把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故A错误； 闭合开关K后，将P中的铁芯从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故B错误； 闭合开关，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； 闭合开关K后，Q中的磁场方向从左向右，把开关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。 9.(多选)(2023·湛江市崇文实验学校月考)磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁体，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁体A上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁体A的上方，则 A.在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后， 　感应电流消失 B.在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后， 　感应电流仍存在 C.若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看) D.若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产 生感应电流，因为B是超导体，没有电阻，不消耗能量， 所以稳定后感应电流仍存在，A错误，B正确； 若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，穿过B向上的 磁通量增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10.(2023·广州市第七中学高二期末)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时铝环无感应电流 D.从左向右看，铝环中感应电流的方向始终为逆时针 √ 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，穿过铝环的反向的磁通量在增大。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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据题意可知，由于电流从a到b为正方 向，当电流是从a流向b，由安培定则可 知，通电线圈的磁场的方向水平向右， 则穿过铝环的磁场水平向右，0~t1时间内，由于电流减小，所以穿过铝环磁通量变小，根据楞次定律及安培定则可得，铝环中的感应电流方向为顺时针(从左向右看)；当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环的磁场水平向左，t1~t2时间内，由于电流增大，则穿过铝环的磁通量增加，根据楞次定律及安培定则可得，铝环中感应电流方向为顺时针(从左向右看)，故铝环中感应电流方向始终为顺时针，B正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 在图示位置Ⅰ或Ⅱ，通过线圈向上的磁通量不变， 但由图示Ⅰ位置缩小到图示Ⅱ位置，通过线圈向下 的磁通量减小，相当于通过线圈向上的总磁通量增 大，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场阻碍原磁通量的增大，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。 12.(2023·北京市平谷中学高二期末)如图甲所示，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关进行连接。该电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从右接线柱流入电流表时，指针向右偏转。其中A线圈绕法如图乙所示，B线圈绕法如图丙所示。开关闭合，线圈A放在线圈B中。下列说法正确的是 A.断开开关的瞬间，电流表指针将向右偏转 B.将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针 　将向左偏转 C.当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，电流表指针将向左偏转 D.当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时，电流表指针不发生偏转 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 尖子生选练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由安培定则可知，A线圈中的磁场方 向向上，断开开关的瞬间，B线圈中 磁通量减小，由楞次定律可知，B线 圈中感应电流的磁场方向向上，B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，A错误； 将线圈A从线圈B中拔出时，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上，B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 当滑动变阻器的滑片向左加速或向 左匀速滑动时，滑动变阻器接入电 路的电阻值都减小，电路中的电流 增大，A线圈中的磁场方向向上，B线圈中向上的磁通量增大，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向下，B线圈中感应电流由d流向c，电流从右接线柱流入电流表，电流表指针将向右偏转，C、D错误。 返回 BENKEJIESHU 本课结束 $$ 1　楞次定律 ［学习目标］　1.通过实验探究，归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律(重点)。2.理解楞次定律，并能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向(重难点)。3.掌握右手定则，能够熟练应用右手定则判断感应电流的方向(重点)。 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 1.实验原理 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。 2.实验器材 条形磁体，线圈，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线若干。 3.实验过程 (1)采用试触法探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 一般情况电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，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拔出线圈时感应电流的方向。 ①按图连接电路，明确线圈的绕线方向。 ②画出实验草图，记录磁极运动的四种情况。 ③观察并记录。 甲 乙 丙 丁 条形磁体运动的情况 N极向下插入线圈 S极向下插入线圈 N极朝下时拔 出线圈 S极朝下时拔 出线圈 磁体磁场方向(“向上”或“向下”) 向下 向上 向下 向上 穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”) 增加 增加 减少 减少 感应电流的方向(在线圈上方俯视) 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”) 向上 向下 向下 向上 磁体磁场与感应电流磁场方向的关系(“相同”或“相反”) 相反 相反 相同 相同 ④整理器材。 4.分析现象得出结论 (1)甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。 (2)丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 (3)结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 例1　(2024·绍兴市第一中学高二期末)(1)如图所示，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有　　　　　。  A.断开与闭合开关时指针会偏向同一侧 B.闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器不移动，指针不偏转 C.闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央 D.闭合开关，滑动变阻器的滑片向右加速移动或向右减速移动，都能使指针偏向同一侧 (2)如图所示，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最　　　　　端(填“左”或“右”)，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针　　　　　(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。  答案　(1)BD　(2)左　右偏 解析　(1)断开时B中磁通量减小，闭合开关时B中磁通量增加，故指针偏向不同，A错误；闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器不移动，B中磁通量不变，所以指针不偏转，B正确；滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，B中磁通量都发生变化，所以有感应电流，灵敏电流计指针不在中央，C错误；滑动变阻器的滑片向右加速移动或者向右减速移动，回路中电阻减小，电流增大，B中磁通量增大，指针偏向同一侧，D正确。 (2)闭合开关前要保证回路中的电流最小，防止烧毁用电器，所以滑动变阻器的滑片应位于最左端。当闭合开关时，B中磁通量增加，灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，B中磁通量增大，所以灵敏电流计的指针右偏。 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.理解楞次定律中“阻碍”的含义 (1)谁阻碍——感应电流产生的磁场。 (2)阻碍谁——阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 (4)阻碍效果——阻碍并不是(填“是”或“不是”)阻止。只是延缓了磁通量的变化，这种变化还将继续进行。 3.从能量的角度理解楞次定律 电磁感应产生的过程是其他形式的能转化为电能的过程。 楞次定律中的“阻碍”作用，是能量守恒的必然结果。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守恒。 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈， (1)S闭合瞬间 ①穿过N的磁场方向为　　　　；  ②穿过N的磁通量　　　　(选填“增加”或“减少”)；  ③线圈N中感应电流磁场方向　　　　；  ④N中感应电流方向为　　　　(俯视)；  (2)S断开瞬间，N中感应电流方向为　　　　(俯视)。  答案　(1)①向下　②增加　③向上　④逆时针方向　(2)顺时针方向 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。 例2　如图甲所示，有一闭合线圈，磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在0~2t0时间内，线圈中感应电流的方向 (　　) 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 答案　A 解析　在0~t0内，穿过线圈向里的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直线圈向里，所以感应电流的方向为顺时针方向；同理可得t0~2t0内穿过线圈向外的磁通量增大，感应电流的方向也为顺时针方向，故A正确。 例3　(多选)(2023·孝感市高二期末)矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，则下列说法正确的是 (　　) A.导线向左平动时，线圈中电流方向为adcba B.导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba C.线圈沿平行于导线方向向上做平动时，电流方向为abcda D.减小导线中的电流，线圈中电流方向为abcda 答案　BD 解析　根据安培定则可知线圈所在平面磁场方向垂直纸面向里，当导线向左平动时，线圈处垂直纸面向里的磁场减弱，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda，故A错误；同理，当导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba，故B正确；线圈沿平行于导线方向向上做平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，故C错误；减小导线中的电流，穿过线圈垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda，故D正确。 拓展　若直导线通有恒定电流I，在线框由右向左匀速通过直导线的过程中，试分析线框中感应电流的方向。(导线框与直导线相互绝缘) 答案　先adcba，后abcda，再adcba。 三、右手定则的理解和应用 如图所示，当闭合回路中的部分导体切割磁感线时，会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流。 (1)请用楞次定律判断感应电流的方向； (2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？(阅读课本并伸开右手做一做) 答案　(1)感应电流的方向为a→d→c→b→a； (2)满足右手定则。 1.右手定则：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。 2.两点说明：(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。 (2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源。 例4　如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 (　　) A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b 答案　B 解析　依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q，Q处电势最高，P处电势最低，由P到Q电势逐渐升高。外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处，因此流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，故选B。 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 课时对点练　［分值：100分］ 1~7题每题7分，共49分 考点一　影响感应电流方向的因素 1.(7分)(2024·石家庄市高二期末)某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： (1)(2分)图a中，将条形磁体从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是　　　　。  A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光 C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 (2)(2分)通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转，则当条形磁体　　　　(选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转。  (3)(3分)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，请用实线完成其余部分电路的连接。 答案　(1)B　(2)向上　(3)见解析图 解析　(1)将条形磁体从题图所示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，则螺线管中产生的感应电流方向相反，两个二极管相继分别导通，出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光，故选B。 (2)通过实验得知：当电流从题图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转，则当电流计指针向右偏转时，螺线管中产生的感应电流从上往下，根据楞次定律可知，条形磁体向上运动。 (3)连线如图： 考点二　楞次定律 2.关于感应电流，下列说法正确的是 (　　) A.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量 B.感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的磁场方向相反 C.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 D.当导体切割磁感线运动时，只能用右手定则确定感应电流的方向 答案　C 解析　根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，原磁场减弱时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，故选项A、B错误，选项C正确。导体切割磁感线运动时也可以用楞次定律确定感应电流的方向，故选项D错误。 3.(2023·日照市高二期中)如图甲所示，水平桌面上固定的闭合金属线圈处于磁感应强度为B的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。设磁场垂直桌面向上为正方向，则金属线圈中感应电流的方向(从上向下看) (　　) A.0~t1的时间内为逆时针方向 B.t1~t2的时间内为顺时针方向 C.t2~t3的时间内为顺时针方向 D.t3~t4的时间内为顺时针方向 答案　D 解析　0~t1的时间内，穿过线圈的磁通量增加，且原磁场的方向向上，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则可得，感应电流的方向为顺时针方向，故A错误；t1~t2的时间内，穿过线圈的磁通量向上减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，所以感应电流为逆时针方向，故B错误；t2~t3的时间内，穿过线圈的磁通量向下增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，所以感应电流为逆时针方向，故C错误；t3~t4的时间内，穿过线圈的磁通量向下减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，所以感应电流为顺时针方向，故D正确。 4.1931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”。1982年，美国物理学家卡布雷拉设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，从上向下看，超导线圈中出现的感应电流方向是 (　　) A.先逆时针，后顺时针 B.先顺时针，后逆时针 C.一直顺时针 D.一直逆时针 答案　D 解析　N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，且磁场方向从上向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，且磁场方向从下向上，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针。因此线圈中产生的感应电流方向一直是逆时针，故选D。 5.(多选)(2024·天津市高二期末)如图所示，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极时感应电流为顺时针(从左往右看) B.圆环b竖直下落时，穿过圆环b的磁通量不变 C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量最大 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　AD 解析　圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过圆环的磁通量增多，根据楞次定律可知电流为顺时针方向(从左往右看)，故A正确；圆环b竖直下落时，穿过圆环b的磁通量减少，故B错误；圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，故C错误；圆环c经过位置2前后一小段时间内，先是向下的磁通量减少，然后是向上的磁通量增多，根据楞次定律，感应电流均为顺时针方向(从上向下看)，故D正确。 考点三　右手定则 6.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 (　　) 答案　A 解析　题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a，故选项A正确。 7.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。 8~11题每题10分，共40分 8.(2024·宁波市高二期末)如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有 (　　) A.闭合开关K后，把R的滑片右移 B.闭合开关K后，把P中的铁芯从左边抽出 C.闭合开关K后，把Q靠近P D.闭合开关K后，把开关K断开 答案　C 解析　闭合开关K后，把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故A错误；闭合开关K后，将P中的铁芯从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故B错误；闭合开关，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；闭合开关K后，Q中的磁场方向从左向右，把开关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。 9.(多选)(2023·湛江市崇文实验学校月考)磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁体，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁体A上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁体A的上方，则 (　　) A.在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失 B.在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在 C.若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看) D.若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看) 答案　BC 解析　在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产生感应电流，因为B是超导体，没有电阻，不消耗能量，所以稳定后感应电流仍存在，A错误，B正确；若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，穿过B向上的磁通量增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)，C正确，D错误。 10.(2023·广州市第七中学高二期末)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时铝环无感应电流 D.从左向右看，铝环中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，穿过铝环的反向的磁通量在增大。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；根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由安培定则可知，通电线圈的磁场的方向水平向右，则穿过铝环的磁场水平向右，0~t1时间内，由于电流减小，所以穿过铝环磁通量变小，根据楞次定律及安培定则可得，铝环中的感应电流方向为顺时针(从左向右看)；当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环的磁场水平向左，t1~t2时间内，由于电流增大，则穿过铝环的磁通量增加，根据楞次定律及安培定则可得，铝环中感应电流方向为顺时针(从左向右看)，故铝环中感应电流方向始终为顺时针，B正确，D错误。 11.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　在图示位置Ⅰ或Ⅱ，通过线圈向上的磁通量不变，但由图示Ⅰ位置缩小到图示Ⅱ位置，通过线圈向下的磁通量减小，相当于通过线圈向上的总磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场阻碍原磁通量的增大，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。 (11分) 12.(2023·北京市平谷中学高二期末)如图甲所示，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关进行连接。该电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从右接线柱流入电流表时，指针向右偏转。其中A线圈绕法如图乙所示，B线圈绕法如图丙所示。开关闭合，线圈A放在线圈B中。下列说法正确的是 (　　) A.断开开关的瞬间，电流表指针将向右偏转 B.将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针将向左偏转 C.当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，电流表指针将向左偏转 D.当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时，电流表指针不发生偏转 答案　B 解析　由安培定则可知，A线圈中的磁场方向向上，断开开关的瞬间，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上，B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，A错误；将线圈A从线圈B中拔出时，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上，B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，B正确；当滑动变阻器的滑片向左加速或向左匀速滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值都减小，电路中的电流增大，A线圈中的磁场方向向上，B线圈中向上的磁通量增大，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向下，B线圈中感应电流由d流向c，电流从右接线柱流入电流表，电流表指针将向右偏转，C、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$