第二章 素养提升课(四) 楞次定律的应用-【名师导航】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册教师用书word（人教版）江苏专用

本高中物理讲义聚焦楞次定律的应用，系统梳理“增反减同”判断感应电流磁场方向、“来拒去留”分析导体受力方向、“增缩减扩”判断线圈面积变化趋势等应用方法，并通过对比表格明确安培定则、左手定则、右手定则与楞次定律的适用范围，构建从原理到综合应用的学习支架。 资料以典例解析和跟进训练为载体，通过具体情境引导学生运用科学推理分析磁通量变化与感应现象的关系，培养物理观念中的相互作用观念和科学思维中的模型建构能力。课中助力教师高效授课，课后帮助学生通过分层练习巩固知识，弥补薄弱环节。

素养提升课(四)　楞次定律的应用 [学习目标]　1．理解电磁感应中的“增反减同”，能利用“增离减靠”法判断导体受力或运动方向。2．理解电磁感应中的“来拒去留”，能利用“来拒去留”法判断导体所受安培力的方向。3．理解电磁感应中的“增缩减扩”，能利用“增缩减扩”法判断闭合线圈面积的变化趋势。4．理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别，知道它们的适用范围。 考点1　“增反减同”法的应用 1．当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反。(“增反”) 2．当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。(“减同”) 【典例1】　(教材P29T4改编)如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落．保持bc边在纸外，ad边在纸内。如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流(　　) A．沿abcd流动 B．沿dcba流动 C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动 D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动 A　[线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场方向向上，由安培定则知感应电流沿abcd方向；线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，穿过线圈的向下的磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则知感应电流方向沿abcd方向，故选A。] 　 [跟进训练] 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，根据楞次定律判断，线圈ab将顺时针转动，C正确。] 考点2　“来拒去留”法的应用 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生感应电流的导体受到磁场的安培力，这种安培力会“阻碍”相对运动，用一句口诀就是“来拒去留”。 【典例2】　如图所示，一个闭合矩形金属线框abcd，与一根绝缘轻杆相连，轻杆上端O点是一个固定转动轴，转动轴与线框平面垂直，线框静止时恰位于蹄形磁铁的正中间，线框平面与磁感线垂直。现将线框从左侧某一高度处由静止释放，在线框左右摆动过程中，线框受到作用力的方向是(　　) A．向左摆动的过程中，受力方向向左；向右摆动的过程中，受力方向向右 B．向左摆动的过程中，受力方向向右；向右摆动的过程中，受力方向向左 C．向左摆动的过程中，受力方向先向左后向右；向右摆动的过程中，受力方向先向右后向左 D．向左、向右摆动过程中始终不受力 B　[从阻碍相对运动的角度来看，磁通量的变化是由线框相对磁场运动引起的，因此感应电流的磁场总是阻碍线框相对磁场的运动。要阻碍相对运动，磁场对线框中感应电流的作用力一定和相对运动的方向相反，即线框向左摆动时受力方向向右，线框向右摆动时受力方向向左，故B正确，A、C、D错误。] 　 [跟进训练] 2．如图所示，螺线管cd的导线绕法不明，当磁铁ab插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是(　　) A．c端一定是N极 B．d端一定是N极 C．c端的极性一定与磁铁b端的极性相同 D．因螺线管的绕法不明，故无法判断极性 C　[根据楞次定律的另一种表述：“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，本题中螺线管中产生感应电流的原因是磁铁ab的下降，为了阻碍该原因，感应电流的效果只能使磁铁与螺线管之间产生相斥的作用，即螺线管的c端一定与磁铁的b端极性相同，与螺线管的绕法无关。但因为磁铁ab的N、S极性不明，所以螺线管cd的两端极性也不能明确，所以A、B、D错误，C正确。] 考点3　“增缩减扩”法的应用 当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势)。 1．若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用(“增缩”)。 2．若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用(“减扩”)。 【典例3】　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成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下面说法中正确的是(　　) A．穿过线圈a的磁通量变大 B．线圈a有收缩的趋势 C．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大 C　[P向上滑动，回路电阻增大，电流减小，磁场减弱，穿过线圈a的磁通量变小，根据楞次定律，线圈a的面积有增大趋势，A、B错误；由于线圈a中磁通量减小，根据楞次定律知线圈a中感应电流应为俯视顺时针方向，C正确；由于线圈a中磁通量减小，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁相互吸引，故线圈a对水平桌面的压力FN减小，D错误。] 　 [跟进训练] 3．如图所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是(　　) A．一起向左运动 B．一起向右运动 C．ab和cd相向运动，相互靠近 D．ab和cd相背运动，相互远离 C　[直导线中电流增强时，回路abdc中磁通量增大产生感应电流，根据“增缩减扩”原则知，回路abdc的面积减小，即C正确。] 考点4　“三定则一定律”的综合应用 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用情况如下表。 比较 项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 适用 场合 通电导线、圆环产生磁场时，磁场方向、电流方向的关系 通电导线在磁场中所受的安培力方向、电流方向、磁场方向的关系 导体切割磁感线时速度方向、磁场方向、感应电流方向的关系 回路中磁通量变化产生感应电流时，原磁场方向、感应电流磁场方向的关系 【典例4】　如图所示装置中，ab、cd均为金属杆，cd杆光滑且原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(金属杆切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左匀速运动 B　[ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电流，所以cd杆不动，故A错误；ab杆向右加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的由a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生方向向上且增强的磁场，该磁场向下通过L2，由楞次定律，在cd杆上产生c到d的感应电流，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，cd杆将向右运动，故B正确；同理可得C、D错误。] 　左判“力”，右判“电”，安培定则“磁感线”。 [跟进训练] 4．如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道，轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流，导线ab的运动情况可能是(　　) A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．匀速向左运动 D．加速向左运动 D　[本题关键是要弄清使Q中产生顺时针方向的电流，则穿过Q中的磁通量应如何变化。可用楞次定律步骤的逆过程来分析，要使Q中产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内。如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向里的，则原磁场应减弱；如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向外的，则原磁场应增强。当ab向右运动时，根据右手定则可判定出P中产生的感应电流方向是顺时针方向，由安培定则可判定出P中感应电流的磁场穿过Q中的磁感线方向向里，所以当ab向右减速运动时，可使穿过Q的向里的磁通量减小，从而使Q中产生顺时针方向的电流；当ab向左运动时，同理可判定P中感应电流的磁场穿过Q中的磁感线方向向外，所以当ab向左加速运动时，可使穿过Q的向外的磁通量增大，从而使Q中产生顺时针方向的感应电流，故正确选项为D。] 素养提升练(四)　楞次定律的应用 1．研究人员发现一种具有独特属性的新型合金，只要略微提高其温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使它旁边的线圈中产生感应电流。如图所示，一圆形线圈放在圆柱形合金材料下方，现对合金材料进行加热，则(　　) A．线圈中将产生逆时针方向的电流 B．线圈中将产生顺时针方向的电流 C．线圈将有收缩的趋势 D．线圈将有扩张的趋势 C　[提高温度，这种合金会变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在线圈中产生感应电流。由于磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向，故A、B错误；当合金材料的磁场增大时，穿过线圈的磁通量增大，则线圈产生的感应电流的磁场阻碍磁通量的增大，面积有缩小的趋势，故C正确，D错误。] 2．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面，则线框中感应电流的方向是(　　) A．a→b→c→d→a B．d→c→b→a→d C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d B　[线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为d→c→b→a→d；过最低点所在的竖直线后继续向左摆动过程中，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍为d→c→b→a→d，故B选项正确。] 3．如图所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是(　　) A．同时向左运动，两环间距变大 B．同时向左运动，两环间距变小 C．同时向右运动，两环间距变大 D．同时向右运动，两环间距变小 B　[当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，导致两圆环的磁通量变大，由楞次定律可得两圆环的感应电流方向为逆时针(从右向左看)，又因为处于N极的磁场中，所以受到的安培力向左。由于两圆环的电流方向均是逆时针，所以两圆环相互吸引，选项B正确。] 4．如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷将它们连接。当圆盘a顺时针(从上向下看)转动时(　　) A．圆盘b总是与a沿相同方向转动 B．圆盘b总是与a沿相反方向转动 C．若B1、B2同向，则a、b转向相同 D．若B1、B2反向，则a、b转向相同 D　[①若B1、B2均向上，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′；b盘电流方向为b′→O′，根据左手定则，安培力沿逆时针方向(俯视)。②若B1、B2均向下，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O；b盘电流方向为O′→b′，根据左手定则，安培力沿逆时针方向(俯视)。③若B1向上，B2向下，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′；b盘电流方向为b′→O′，根据左手定则，安培力沿顺时针方向(俯视)。④若B1向下，B2向上，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O；b盘电流方向为O′→b′，根据左手定则，安培力沿顺时针方向(俯视)。故D正确。] 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铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，重力加速度为g，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是(　　) 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 D　[条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后减小。当通过线圈的磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右，故D正确。] 6．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动时，ab和cd棒的运动情况是(　　) A．ab向左，cd向右 B．ab向右，cd向左 C．ab、cd都向右运动 D．ab、cd保持静止 A　[当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电路中的总电阻变小，流过螺线管的电流将增大，周围的磁场变强，由楞次定律可知，感应电流的磁场应阻碍其变化，因此两棒应分别向外运动，增大回路的面积，以增大螺线管外部的磁通量来阻碍内部磁通量的增大，故选项A正确。] 7．如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈。开关断开，条形磁铁至落地用时t1，落地时速度为v1；开关闭合，条形磁铁至落地用时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 D　[开关断开时，线圈中无感应电流，对条形磁铁无阻碍作用，条形磁铁自由下落，故a＝g；当开关闭合时，线圈中有感应电流，对条形磁铁有阻碍作用，故a＜g，所以t1＜t2，v1＞v2，选项D正确。] 8．某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能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．该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用 B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中 C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反 D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落 C　[若电梯突然坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，故A错误；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；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向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反，故C正确；结合A的分析可知，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，故D错误。] 9．如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则(　　) A．导体棒ab中的电流由b流向a B．螺线管内部的磁场方向向左 C．铜制圆线圈c被螺线管吸引 D．铜制圆线圈c有收缩的趋势 D　[由右手定则可知导体棒ab中的电流由a流向b，故A错误；由安培定则可知螺线管内部的磁场方向向右，故B错误；螺线管电流增大，铜制圆线圈c磁通量增大，根据楞次定律可知铜制圆线圈c会被螺线管排斥，有收缩的趋势，故C错误，D正确。] 10．一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 C　[由楞次定律的“来拒去留”可知，要使N向左运动，则穿过N的磁通量应减小，开关S由断开到闭合过程中，穿过N的磁通量均增大，故A、B错误；在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路中电流减小，穿过N的磁通量减小，故会使N向左运动，故C正确；将R的滑片向d端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，故电路中电流增大，穿过N的磁通量增大，故会使N向右运动，故D错误。] 11．如图所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小时，则(　　) A．金属环M有缩小的趋势 B．金属环M有扩张的趋势 C．螺线管N有缩短的趋势 D．螺线管N长度不变 A　[对通电螺线管，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以匝间距有增大趋势；对金属环M，穿过的磁通量也随之减少，由于它包围内外磁场，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环M有缩小的趋势；选项A正确。] 12．圆形导体环用一根轻质绝缘细杆悬挂在O点，导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦均可不计。在如图所示的正方形区域内，有垂直于纸面向里的匀强磁场，下列说法中正确的是(　　) A．此摆开始摆动进入磁场时机械能守恒 B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相同 C．导体环通过最低位置时，环中感应电流最大 D．最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒 D　[导体环从左侧摆到右侧，在进入磁场和离开磁场的过程中，导体环中的磁通量发生变化，因而产生感应电流，导体环中将产生焦耳热，根据能量守恒定律知导体环的机械能不守恒，所以摆角会越来越小，当导体环完全在磁场中来回摆动时，没有感应电流，机械能守恒，导体环最后的运动状态为在磁场区域内来回摆动，故A错误，D正确；导体环进入磁场和离开磁场的过程中，磁通量分别增大和减小，根据楞次定律可得环中电流的方向肯定相反，故B错误；当导体环完全进入磁场后，磁通量不变化，故导体环通过最低位置时，环中没有电流，故C错误。] 1 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $