1.楞次定律（举一反三讲义）物理人教版选择性必修第二册

第1节 楞次定律 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：影响感应电流方向的因素 2 知识点2：楞次定律 9 知识点3：右手定则 13 【巩固训练】 18 【学习目标】 1． 理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，会用楞次定律判断感应电流方向。 2． 理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式，会用右手定则判断感应电流方向。 3． 经历推理分析得出楞次定律的过程，体会归纳推理的方法。 4． 经历实验探究得出楞次定律的过程，提升科学探究的能力。 重点： 1． 理解楞次定律的内容及实质，掌握应用楞次定律解决实际问题的方法。 难点： 1． 理解楞次定律的内容及实质，掌握应用楞次定律解决实际问题的方法。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：影响感应电流方向的因素 1．情景引入 在如图所示的电路中，把条形磁体的一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，灵敏电流计的指针发生了偏转，但前后两次的偏转方向__________。这说明，在此过程中，电路中有感应电流产生，但感应电流的方向__________。那么，感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 由于产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，因此，可以猜想感应电流的方向与____________________有关。 2．实验：探究影响感应电流方向的因素 在上述实验中，分别记录N极、S极在线圈中插入、抽出时感应电流的方向。 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 示意图 原磁场方向 __________ __________ __________ __________ 原磁场的 磁通量变化 __________ __________ __________ __________ 感应电流方向（俯视） __________ __________ __________ __________ 感应电流的 磁场方向 __________ (与原磁场_____) （相互_____） __________ (与原磁场_____) （相互_____） __________ (与原磁场_____) （相互_____） __________ (与原磁场_____) （相互_____） 3．实验结论 ①磁场方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向__________。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向__________。 即，感应电流的磁场总是__________原磁场磁通量的变化。 总结口诀：__________。 ②相对运动方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与插入的磁极相互__________。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与抽出的磁极相互__________。 即，感应电流的磁场总是__________磁体与线圈之间的相对运动。 总结口诀：__________。 【例1】某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）实验前__________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于__________端（选填“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向左移动时灵敏电流计的指针__________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 （3）该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A．按下按钮时，门铃会响 B．按住按钮不动，门铃会响 C．按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 【变式1】在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： （1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要__________（选填“A”“B”或“C”）； A．　　B．　　C． （2）实验得出，电流由“”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针__________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转； （3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式2】为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 （1）所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“﹢”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。如图甲，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示，则螺线管中感应电流产生的磁场方向__________（填“向下”或“向上”）。 （2）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 B．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，电流计指针向左偏转 D．将磁铁的N极向下，并将其插入，电流计指针向右偏转 （3）本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁极向下插入螺线管，可观察到发光二极管__________（填“D1”或“D2”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向__________（填“相同”或“相反”）。 【变式3】在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 （1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的__________（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 （2）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性__________。 （3）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接__________； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是__________。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 知识点2：楞次定律 1．楞次定律的内容：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．对楞次定律的理解： ①两个磁场：____________________磁场和____________________磁场。 ②因果关系：因是闭合线圈中__________磁场的__________变化，果是__________。 ③阻碍关系：__________的磁场阻碍__________磁场的__________，而不是阻碍__________。 ④阻碍方式： 原磁场变化引起闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向_____，“反抗”增加。 原磁场变化引起闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向_____，“补偿”减少。 即，口诀：__________。 注意：阻碍__________阻止。 ⑤阻碍的另一含义：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__________。即，口诀：__________。 ⑥楞次定律反应了电磁感应现象中的能量转换关系：为维持感应电流，必须__________做功，这部分功是感应电流的__________的来源。即楞次定律实际上是电磁现象中的__________定律，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使__________能转化为感应电流的__________能。 ⑦阻碍磁通量变化的另一种方式：改变闭合线圈的__________。 原磁场变化引起闭合电路的磁通量增加时，闭合线圈的面积__________。 原磁场变化引起闭合电路的磁通量减少时，闭合线圈的面积__________。 即，口诀：__________。 3．应用楞次定律解释实验现象： 在如下图所示的实验中，将条形磁体的一个磁极插入到右侧开口的圆环中，再从圆环中抽出。这一过程中，实验装置__________转动。再将同一个磁极插入到左侧闭合的圆环中，圆环就像被磁极__________一样带动实验装置__________。把磁极从圆环中抽出时，圆环就像被磁极__________一样，带动实验装置__________。这是因为，在插入、抽出磁极的过程中，左侧的闭合线圈中能产生__________。感应电流的磁场__________磁极的插入、抽出。 4．应用楞次定律的基本步骤： ①明确原磁场的方向，以及原磁场的磁通量是增加还是减少。 ②确定感应电流的磁场方向。（判断方法：__________） ③确定感应电流的方向。（判断方法：__________） 【例2】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 【变式1】如图所示，通有竖直向上电流的导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。虚线为矩形线圈的对称轴，当导线MN由图示位置平移到虚线位置的过程中，矩形线圈而cd中的感应电流方向为（　　） A． B． C．先再 D．先再 【变式2】如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　） A．穿过金属环的磁通量一直减小 B．金属环中始终产生逆时针方向的感应电流 C．长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外 D．金属环中的感应电流先减小后增大 【变式3】如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置。当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张趋势，由此可知，圆环a（　　） A．逆时针加速旋转 B．逆时针减速旋 C．转顺时针加速旋转 D．顺时针减速旋转 知识点3：右手定则 1．思考与讨论 在如图所示的装置中，将金属杆水平向右移动，发现电流表的指针向左偏转；将金属杆水平向左移动，发现电流表的指针向右偏转。 ①根据楞次定律，此时研究的是哪个闭合回路？ ②当金属棒向右移动时，穿过这个闭合回路的磁通量是增大还是减小？ ③电流表指针偏转方向与电流方向的关系是怎样的？当金属棒向右移动时，金属棒中的感应电流的方向是怎样的？ ④当金属棒向右移动时，金属棒中的感应电流产生的磁场在回路中的方向是怎样的？对原磁通量的变化起到了怎样的作用？ ⑤能用类似于安培定则、左手定则的方法确定感应电流方向与磁场方向、金属棒移动方向之间的关系吗？ 2．右手定则 （1）内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从__________穿入，大拇指指向__________方向，这时四指的指向就是__________的方向，也就是__________的方向。 （2）适用范围：适用于判断闭合电路中____________________产生感应电流的方向。 3．右手定则与楞次定律 ①楞次定律：适用于__________情况。 右手定则：适用于______________________________时的情况。 所以，右手定则可以看作楞次定律的__________情况。 ②右手定则比楞次定律更__________、__________。 在判断由导体切割磁感线而产生的感应电流时，右手定则与楞次定律是__________的。 【例3】如图所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R，在圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法中正确的有（　　） A．圆盘上各点电势都相等 B．圆盘边缘上各点电势都相等 C．电阻R上的电流由a到b D．不发生电磁感应现象 【变式1】关于教材中的插图下面说法中正确的是（　　） A．甲图是利用右手定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图 B．乙图是利用右手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图 C．丙图是利用左手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图 D．丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动 【变式2】如图所示，I和II是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知（　　） A．b点电势高于a点电势 B．I是S极 C．cd中电流方向是由d到c D．当ab棒向左运动时，ab棒受到向左的磁场力 【变式3】如图为某高空风车发电机示意图，图示位置线圈平面与磁感线平行，则此时，下列说法正确的是（　　） A．线圈中磁通量最大 B．线圈中磁通量变化率最小 C．a端电势比b端电势低 D．线圈中的电流方向正在发生改变 【巩固训练】 1．托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 2．一个矩形导线框用绝缘细软线悬挂在一根较长的竖直导线的右边，且导线框和导线在同一平面内，如图所示，当导线中的电流减小时，线框将（　　） A．向右摆动 B．向左摆动 C．绕轴转动 D．静止不动 3．如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内（两者相互绝缘），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 4．如图所示，矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。下列说法正确的是（　　） A．保持线圈边平行于直导线在平面内向上移动时，线圈内将产生感应电流 B．保持线圈边平行于直导线在平面内远离导线移动时，线圈内将产生感应电流 C．线圈内磁感应强度方向垂直于纸面向外 D．仅减小线圈匝数，通过线圈的磁通量减小 5．如图所示，闭合线圈水平放置且固定，一条形磁铁竖直加速下落，分别经过A、B、C位置（设磁铁始终保持水平），在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　） A．磁铁在位置A时线框感应电流的方向为逆时针（俯视） B．磁铁在位置B时线框中的磁通量最大 C．磁铁在位置A时的加速度比位置C时的加速度大 D．磁铁在位置C时线框中的电功率比在位置A时的小 6．如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，不计空气阻力，下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（　　） A．机械能保持不变 B．感应电动势越来越大 C．a点电势比b点电势高 D．所受重力的功率保持不变 7．图中EF、GH为平行的金属导轨其电阻可不计，R为电阻器（其阻值可根据需要进行调节，有限制电流等作用），C为电容器；AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，其电阻可不计；有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1，I2分别表示图中该处导线中的电流，则在横杆AB在轨道上向右匀减速运动过程中，下列描述正确的有（　　） A．I1沿GE方向 B．I2沿MN方向 C．电流I2大小不变 D．电流I2不断减小 8．如图所示是世界上早期制作的发电机及电动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中。实验时用导线A连接铜盘的中心，用导线B通过滑片与铜盘的边缘连接且接触良好。若用外力摇手柄使得铜盘转动起来时，在AB两端会产生感应电动势；若将AB导线连接外电源，则铜盘会转动起来。下列说法正确的是（　　） A．产生感应电动势的原因是感生电场力作为非静电力做功 B．若电路闭合且顺时针转（俯视）动铜盘，则电路中会产生感应电流，且电流从A端流出 C．若要通电使铜盘顺时针（俯视）转动起来，A导线应连接外电源的正极 D．通电后铜盘转动起来，是由于铜盘上相当于径向排列的无数根铜条受到安培力作用 9．为探究影响感应电流方向的因素，某兴趣小组的同学们使用图甲所示的电磁感应实验装置进行实验，其中线圈A中有铁芯。 （1）如图甲所示，是小明同学进行“探究感应电流方向”的实验装置，为了完成该实验，请用笔画线代替导线完成余下电路： （2）小明同学将线圈A插入线圈B中，闭合开关S时，发现灵敏电流计G的指针向左偏转，接着保持线圈A、B不动，将线圈A中的铁芯拔出，则灵敏电流计G的指针将向__________（填“左”或“右”）偏转； （3）图乙是小军同学对课本演示实验装置改进后制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、蓝两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管、灵敏电流计G以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置迅速向下移动过程中，__________（填“红”或“蓝”）色二极管发光； （4）小军同学发现，条形磁铁向上移动得越快，灵敏电流计G的示数越大，这说明感应电动势随____________________（填“磁通量”“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大。 10．如图1所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）如果在闭合开关时发现灵敏电流表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，电流表指针将__________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。 （2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中的偏转情况如图2甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针从中央左偏，今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向__________（选填“上”或“下”）；图丙中的条形磁体下端为__________（选填“N”或“S”）极。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 楞次定律 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：影响感应电流方向的因素 2 知识点2：楞次定律 9 知识点3：右手定则 13 【巩固训练】 18 【学习目标】 1． 理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，会用楞次定律判断感应电流方向。 2． 理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式，会用右手定则判断感应电流方向。 3． 经历推理分析得出楞次定律的过程，体会归纳推理的方法。 4． 经历实验探究得出楞次定律的过程，提升科学探究的能力。 重点： 1． 理解楞次定律的内容及实质，掌握应用楞次定律解决实际问题的方法。 难点： 1． 理解楞次定律的内容及实质，掌握应用楞次定律解决实际问题的方法。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：影响感应电流方向的因素 1．情景引入 在如图所示的电路中，把条形磁体的一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，灵敏电流计的指针发生了偏转，但前后两次的偏转方向不同。这说明，在此过程中，电路中有感应电流产生，但感应电流的方向并不相同。那么，感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 由于产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，因此，可以猜想感应电流的方向与磁通量的变化有关。 2．实验：探究影响感应电流方向的因素 在上述实验中，分别记录N极、S极在线圈中插入、抽出时感应电流的方向。 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 示意图 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 原磁场的 磁通量变化 增加 减小 增加 减小 感应电流方向（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 （与原磁场相反） （相互排斥） 向下 （与原磁场相同） （相互吸引） 向下 （与原磁场相反） （相互排斥） 向上 （与原磁场相同） （相互吸引） 3．实验结论 ①磁场方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。 即，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。 总结口诀：增反减同。 ②相对运动方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与插入的磁极相互排斥。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与抽出的磁极相互吸引。 即，感应电流的磁场总是阻碍磁体与线圈之间的相对运动。 总结口诀：来拒去留。 【例1】某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）实验前__________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于__________端（选填“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向左移动时灵敏电流计的指针__________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 （3）该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A．按下按钮时，门铃会响 B．按住按钮不动，门铃会响 C．按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 【答案】（1）需要 （2） 右 右偏 （3）A 【详解】（1）由于本实验通过电流计指针偏转方向确定感应电流方向，所以实验前需要判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 （2）[1]实验时，闭合开关前滑动变阻器接入电路的电阻最大，所以滑动变阻器的滑片应位于右端； [2]由于闭合开关时，灵敏电流计的指针右偏，即穿过线圈的磁通量增大时，指针右偏，所以指针稳定后迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时，回路中电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则灵敏电流计的指针右偏。 （3）A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量发生变化，螺线管产生感应电动势，门铃均会响，故A正确； B．按住按钮不动，螺线管中磁通量不变，螺线管中的感应电动势为零，门铃不会响，故B错误； C．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，通过门铃感应电流大小不一定相等，故C错误。 故选A。 【变式1】在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： （1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要__________（选填“A”“B”或“C”）； A．　　B．　　C． （2）实验得出，电流由“”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针__________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转； （3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 C 向右 变小 【详解】（1）[1] 为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除题中器材外，还需要直流电源确定电流的方向。 故选C。 （2）[2] 将条形磁铁的N极从螺线管拔出时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流沿顺时针方向，即电流由“”接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转。 （3）[3]根据楞次定律“来拒去留”的结论可知，电子秤的示数会变小。 【变式2】为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 （1）所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“﹢”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。如图甲，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示，则螺线管中感应电流产生的磁场方向__________（填“向下”或“向上”）。 （2）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 B．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，电流计指针向左偏转 D．将磁铁的N极向下，并将其插入，电流计指针向右偏转 （3）本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁极向下插入螺线管，可观察到发光二极管__________（填“D1”或“D2”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向__________（填“相同”或“相反”）。 【答案】（1）向下 （2）A （3） D1 相反 【详解】（1）将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转，说明感应电流方向为从B经螺线管到A，由右手螺旋定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。 （2）AB．将磁铁插入的速度越大，可知穿过螺线管的磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，则感应电流越大，电流计指针偏转幅度越大，故A正确，B错误； C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，则穿过螺线管的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流由电流计的正极流入，指针向右偏转，故C错误； D．将磁铁的N极向下，并将其插入，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流由电流计的负极流入，电流计指针向左偏转，故D错误。 故选A。 （3）[1]将条形磁铁N极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从上端经螺线管到下端，可观察到发光二极管D1短暂发光； [2]由此可知，当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。 【变式3】在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 （1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的__________（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 （2）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性__________。 （3）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接__________； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是__________。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 【答案】（1）欧姆 （2） （3） C 【详解】（1）欧姆表内部含有直流电源，所以应选用多用电表的欧姆挡，对灵敏电流表进行测试。 （2）电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图所示 （3）[1]将线圈L2与电流计串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图所示 [2]AD．根据题意，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，而拔出软铁棒、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故AD错误； BC．当使滑动变阻器滑片P左移，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故B错误，C正确。 故选C。 知识点2：楞次定律 1．楞次定律的内容：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．对楞次定律的理解： ①两个磁场：原磁场和感应电流的磁场。 ②因果关系：因是闭合线圈中原磁场的磁通量变化，果是产生感应电流。 ③阻碍关系：感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量。 ④阻碍方式： 原磁场变化引起闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，“反抗”增加。 原磁场变化引起闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，“补偿”减少。 即，口诀：增反减同。 注意：阻碍不是阻止。 ⑤阻碍的另一含义：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相对运动。 即，口诀：来拒去留。 ⑥楞次定律反应了电磁感应现象中的能量转换关系：为维持感应电流，必须克服阻碍做功，这部分功是感应电流的能量的来源。即楞次定律实际上是电磁现象中的能量守恒定律，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能。 ⑦阻碍磁通量变化的另一种方式：改变闭合线圈的面积。 原磁场变化引起闭合电路的磁通量增加时，闭合线圈的面积收缩。 原磁场变化引起闭合电路的磁通量减少时，闭合线圈的面积扩张。 即，口诀：增缩减扩。 3．应用楞次定律解释实验现象： 在如下图所示的实验中，将条形磁体的一个磁极插入到右侧开口的圆环中，再从圆环中抽出。这一过程中，实验装置没有转动。再将同一个磁极插入到左侧闭合的圆环中，圆环就像被磁极推开一样带动实验装置转动。把磁极从圆环中抽出时，圆环就像被磁极吸引一样，带动实验装置反向转动。这是因为，在插入、抽出磁极的过程中，左侧的闭合线圈中能产生感应电流。感应电流的磁场阻碍磁极的插入、抽出。 4．应用楞次定律的基本步骤： ①明确原磁场的方向，以及原磁场的磁通量是增加还是减少。 ②确定感应电流的磁场方向。（判断方法：增反减同） ③确定感应电流的方向。（判断方法：右手螺旋定则） 【例2】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。 【变式1】如图所示，通有竖直向上电流的导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。虚线为矩形线圈的对称轴，当导线MN由图示位置平移到虚线位置的过程中，矩形线圈而cd中的感应电流方向为（　　） A． B． C．先再 D．先再 【答案】B 【详解】由于导线MN始终位于虚线左侧，根据安培定则，结合通电导线的磁场特征，可知穿过线圈abcd总的磁通量垂直纸面向里，当MN向虚线移动时，穿过线圈abcd的磁通量逐渐减小为零，根据楞次定律可知线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，即感应电流方向沿。 故选B。 【变式2】如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　） A．穿过金属环的磁通量一直减小 B．金属环中始终产生逆时针方向的感应电流 C．长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外 D．金属环中的感应电流先减小后增大 【答案】B 【详解】A．根据图乙可知，电流先减小后增大，则电流周围空间激发的磁场先减小后增大，可知，穿过金属环的磁通量先减小后增大，故A错误； B．根据图乙可知，内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小减小，穿过金属环的磁通量减小，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向沿逆时针方向，内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小增大，穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向沿逆时针方向，即金属环中始终产生逆时针方向的感应电流，故B正确； C．根据安培定则可知，内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向里，内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向外，故C错误； D．根据图乙可知，图像为一条倾斜的直线，则电流的变化率一定，可知，金属环所在位置的磁感应强度的变化率一定，根据法律的电磁感应定律可知，金属环中的感应电流一定，故D错误。 故选B。 【变式3】如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置。当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张趋势，由此可知，圆环a（　　） A．逆时针加速旋转 B．逆时针减速旋 C．转顺时针加速旋转 D．顺时针减速旋转 【答案】A 【详解】CD．当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手螺旋定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里（因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，根据右手螺旋定则知， b中产生逆时针方向的感应电流，相反，当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对b环电流的作用力向内，所以圆环具有收缩趋势，故CD错误； AB．若环逆时针加速旋转，同理，中有逆时针方向增大的电流，依据右手螺旋定则与楞次定律，b环中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对b环电流的作用力向外，所以圆环具有扩张趋势，相反，当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对b环电流的作用力向内，所以圆环具有收缩趋势，故A正确，B错误。 故选A。 知识点3：右手定则 1．思考与讨论 在如图所示的装置中，将金属杆水平向右移动，发现电流表的指针向左偏转；将金属杆水平向左移动，发现电流表的指针向右偏转。 ①根据楞次定律，此时研究的是哪个闭合回路？ 【答案】由金属杆、电流表、导线构成的回路。 ②当金属棒向右移动时，穿过这个闭合回路的磁通量是增大还是减小？ 【答案】减小。 ③电流表指针偏转方向与电流方向的关系是怎样的？当金属棒向右移动时，金属棒中的感应电流的方向是怎样的？ 【答案】左进左偏，右进右偏。即电流从左侧接线柱进入，指针向左偏转；电流从右侧接线柱进入，指针向右偏转。 当金属棒向右移动时，金属棒中的感应电流从金属棒的近端流向远端。 ④当金属棒向右移动时，金属棒中的感应电流产生的磁场在回路中的方向是怎样的？对原磁通量的变化起到了怎样的作用？ 【答案】向下，与原磁场的方向相同，阻碍了原磁通量的减小。 ⑤能用类似于安培定则、左手定则的方法确定感应电流方向与磁场方向、金属棒移动方向之间的关系吗？ 【答案】 用类似于左手定则的方法进行判断。 如果仍用左手，仍然让磁感线从手心穿入，仍然让四指的指向为电流的方向，则拇指的指向与金属棒移动的方向相反。 如果用右手，仍然让磁感线从手心穿入，仍然让四指的指向为电流的方向，则拇指的指向与金属棒移动的方向相同。 2．右手定则 （1）内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向。 （2）适用范围：适用于判断闭合电路中一部分导线切割磁感线产生感应电流的方向。 3．右手定则与楞次定律 ①楞次定律：适用于所有情况。 右手定则：适用于一部分导体做切割磁感线运动时的情况。 所以，右手定则可以看作楞次定律的特殊情况。 ②右手定则比楞次定律更直观、方便。 在判断由导体切割磁感线而产生的感应电流时，右手定则与楞次定律是等效的。 【例3】如图所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R，在圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法中正确的有（　　） A．圆盘上各点电势都相等 B．圆盘边缘上各点电势都相等 C．电阻R上的电流由a到b D．不发生电磁感应现象 【答案】B 【详解】AD.金属圆盘看成由无数金属幅条组成的，故各金属辐条切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由右手定则可知电流由边缘流向中间，所以圆盘上各点的电势不相等，故选项A、D不符合题意； B.圆盘边缘处相当于各电源并联，各点的电势相等，故选项B符合题意； C.将金属圆盘看成由无数金属幅条组成，根据右手定则判断可知圆盘上的感应电流由边缘流向圆心，所以电阻上电流由到，故选项C不符合题意． 【变式1】关于教材中的插图下面说法中正确的是（　　） A．甲图是利用右手定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图 B．乙图是利用右手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图 C．丙图是利用左手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图 D．丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动 【答案】D 【详解】A．甲图是利用安培定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图，故A错误； B．乙图是利用右手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图，故B错误； C．丙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图，故C错误； D．丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动，故D正确。 故选D。 【变式2】如图所示，I和II是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知（　　） A．b点电势高于a点电势 B．I是S极 C．cd中电流方向是由d到c D．当ab棒向左运动时，ab棒受到向左的磁场力 【答案】B 【详解】对cd导线，根据左手定则，cd中电流方向是由c到d，对ab棒，根据右手定则，I是S极，a点为等效电源正极，所以b点电势低于a点电势，根据左手定则，ab棒受到向右的磁场力。 故选B。 【变式3】如图为某高空风车发电机示意图，图示位置线圈平面与磁感线平行，则此时，下列说法正确的是（　　） A．线圈中磁通量最大 B．线圈中磁通量变化率最小 C．a端电势比b端电势低 D．线圈中的电流方向正在发生改变 【答案】C 【详解】A．图示位置线圈平面与磁感线平行，则穿过线圈的磁通量为0，即线圈中磁通量最小，故A错误； B．图示位置线圈平面与磁感线平行，线圈左右两边转动的线速度方向与磁场方向垂直，根据 可知，此时线圈产生的感应电动势达到最大值，即线圈中磁通量变化率最大，故B错误； C．根据右手定则可知，感应电流从a端进入，b端出来，线圈为一个等效电源，则a端为等效电源的负极，b端为等效电源的正极，可知，a端电势比b端电势低，故C正确； D．线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，此位置与中性面垂直，感应电流方向没有发生变化，故D错误。 故选C。 【巩固训练】 1．托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 【答案】A 【详解】由图（b）可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小，根据右手定则可知，CS线圈产生的磁场下端为N极，上端为S极，则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小，由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向（俯视），则产生的等离子体电流方向（俯视）为顺时针；同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时，情况与前一阶段等效，即产生的等离子体电流方向（俯视）仍为顺时针。 故选A。 2．一个矩形导线框用绝缘细软线悬挂在一根较长的竖直导线的右边，且导线框和导线在同一平面内，如图所示，当导线中的电流减小时，线框将（　　） A．向右摆动 B．向左摆动 C．绕轴转动 D．静止不动 【答案】B 【详解】由安培定则可知，电流右侧的磁场方向向里，导线中的电流减小时，电流周围的磁场减小，所以线框中的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针方向，由左手定则可知左边受力方向向左，右边受力向右；而左边受力大于右边受力；故线框整体向左摆动。综合可知B选项符合题意。 故选B。 3．如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内（两者相互绝缘），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 【详解】做出长直导线周围产生的磁场分布，如下图所示 当线圈向右移动，未到达直导线之前，线圈内磁通量垂直纸面向外增多，根据楞次定律可得感应电流方向为dcba；当线圈穿过直导线过程中，线圈内磁通量垂直纸面向外减少，同时磁通量垂直纸面向内增大，所以先是合磁通量为垂直纸面向外减小后是合磁通量为垂直纸面向内增大，则感应电流的磁场方向为垂直纸面向外，根据楞次定律可得感应电流方向为abcd；线圈穿过直导线后，线圈内磁通量为垂直纸面向内减少，根据楞次定律可得感应电流方向仍为dcba。 故选D。 4．如图所示，矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。下列说法正确的是（　　） A．保持线圈边平行于直导线在平面内向上移动时，线圈内将产生感应电流 B．保持线圈边平行于直导线在平面内远离导线移动时，线圈内将产生感应电流 C．线圈内磁感应强度方向垂直于纸面向外 D．仅减小线圈匝数，通过线圈的磁通量减小 【答案】B 【详解】A．保持线圈边平行于直导线在平面内向上移动时，通过线圈的磁通量保持不变，则线圈内不产生感应电流，故A错误； B．保持线圈边平行于直导线在平面内远离导线移动时，通过线圈的磁通量减小，线圈内将产生感应电流，故B正确； C．根据右手螺旋定则可知，线圈内磁感应强度方向垂直于纸面向里，故C错误； D．磁通量与匝数无关，仅减小线圈匝数，通过线圈的磁通量保持不变，故D错误。 故选B。 5．如图所示，闭合线圈水平放置且固定，一条形磁铁竖直加速下落，分别经过A、B、C位置（设磁铁始终保持水平），在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　） A．磁铁在位置A时线框感应电流的方向为逆时针（俯视） B．磁铁在位置B时线框中的磁通量最大 C．磁铁在位置A时的加速度比位置C时的加速度大 D．磁铁在位置C时线框中的电功率比在位置A时的小 【答案】C 【详解】A．磁铁在位置时，通过线圈的磁场斜向下方，磁铁向下运动，通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针（俯视），A错误； B．磁铁在位置时，线框内磁通量为零，故B错误； D．、之间和、之间的距离相等，但线圈在位置时的运动速度较大，磁通量变化较快，故线圈中的感应电流 线框中的电功率， 所以，D错误； C．、两位置关于线圈对称，当磁铁在、两位置时线圈处的磁感应强度大小相同，故线圈受到的安培力 根据牛顿第二定律有， 所以，C正确。 故选C。 6．如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，不计空气阻力，下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（　　） A．机械能保持不变 B．感应电动势越来越大 C．a点电势比b点电势高 D．所受重力的功率保持不变 【答案】A 【详解】A．金属棒做平抛运动中，只有重力做功，因此机械能保持不变，A正确； B．金属棒做平抛运动中，水平方向的分速度不变，因而金属棒在垂直切割磁感线的速度不变，由电磁感应定律公式可得 可知，金属棒产生的感应电动势大小保持不变，B错误； C．由右手定则可知，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，因此b点电势高，即a点电势比b点电势低，C错误； D．金属棒做平抛运动中，速度逐渐增大，由功率公式可得 可知所受重力的功率逐渐增大，D错误。 故选A。 7．图中EF、GH为平行的金属导轨其电阻可不计，R为电阻器（其阻值可根据需要进行调节，有限制电流等作用），C为电容器；AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，其电阻可不计；有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1，I2分别表示图中该处导线中的电流，则在横杆AB在轨道上向右匀减速运动过程中，下列描述正确的有（　　） A．I1沿GE方向 B．I2沿MN方向 C．电流I2大小不变 D．电流I2不断减小 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，AB杆向右运动，根据右手定则可知，杆中的电流方向为B到A，所以沿EG方向，故A错误； B．由于AB杆做减速运动，根据公式可知，所产生的电动势减小，所以电容器的电压变小，根据公式可知，电容器电荷量减小，放电，上极板带正电，所以电流方向沿着NM方向，故B错误； CD．由于AB杆向右匀减速运动，根据公式可知，所产生的电动势均匀减小，电容器两端的电压均匀减小，电荷量均匀放出，所以会形成稳定的电流，所以电流I2大小不变，故C错误D正确。 故选D。 8．如图所示是世界上早期制作的发电机及电动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中。实验时用导线A连接铜盘的中心，用导线B通过滑片与铜盘的边缘连接且接触良好。若用外力摇手柄使得铜盘转动起来时，在AB两端会产生感应电动势；若将AB导线连接外电源，则铜盘会转动起来。下列说法正确的是（　　） A．产生感应电动势的原因是感生电场力作为非静电力做功 B．若电路闭合且顺时针转（俯视）动铜盘，则电路中会产生感应电流，且电流从A端流出 C．若要通电使铜盘顺时针（俯视）转动起来，A导线应连接外电源的正极 D．通电后铜盘转动起来，是由于铜盘上相当于径向排列的无数根铜条受到安培力作用 【答案】D 【详解】A．外力摇手柄使得铜盘转动产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个沿半径方向的铜棒在切割磁感线而产生的，其实质是电子在磁场中运动时受到洛伦兹力的作用使得电子发生定向移动产生感应电动势，故A错误； B．若电路闭合且顺时针转动铜盘，根据右手定则可得感应电流在圆盘中是从内到外，B端是感应电动势的正极，电路中电流从B端流出，故B错误； C．若要通电使铜盘顺时针转动起来，根据左手定则，B导线应连接外电源的正极，故C错误； D．接电源时铜盘会转动起来，是由于铜盘沿径向排列的无数根铜条受到安培力使得铜盘转动，故D正确。 故选D。 9．为探究影响感应电流方向的因素，某兴趣小组的同学们使用图甲所示的电磁感应实验装置进行实验，其中线圈A中有铁芯。 (1)如图甲所示，是小明同学进行“探究感应电流方向”的实验装置，为了完成该实验，请用笔画线代替导线完成余下电路： (2)小明同学将线圈A插入线圈B中，闭合开关S时，发现灵敏电流计G的指针向左偏转，接着保持线圈A、B不动，将线圈A中的铁芯拔出，则灵敏电流计G的指针将向__________（填“左”或“右”）偏转； (3)图乙是小军同学对课本演示实验装置改进后制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、蓝两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管、灵敏电流计G以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置迅速向下移动过程中，__________（填“红”或“蓝”）色二极管发光； (4)小军同学发现，条形磁铁向上移动得越快，灵敏电流计G的示数越大，这说明感应电动势随____________________（填“磁通量”“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大。 【答案】(1) (2)右 (3)红 (4)磁通量的变化率 【详解】（1）电路连接如图所示 （2）依题意知，当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计指针向左偏，将铁芯拔出，穿过线圈B的磁通量会减小，根据楞次定律，可知电流计指针向右偏； （3）将条形磁铁向下移动一小段距离，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律以及安培定则可知回路中的电流沿逆时针方向，故红色二极管发光； （4）依题意可知，条形磁铁向上移动得越快，越大，越大 由 得越大，越大，说明感应电动势随磁通量的变化率的增大而增大。 10．如图1所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流表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，电流表指针将__________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。 (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中的偏转情况如图2甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针从中央左偏，今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向__________（选填“上”或“下”）；图丙中的条形磁体下端为__________（选填“N”或“S”）极。 【答案】(1)向右；(2) 下 S 【详解】（1）已知闭合开关瞬间，B线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流表的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流表的指针向右偏转。 （2）[1]题图乙中灵敏电流表指针向左偏，可知线圈中感应电流的方向是顺时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，则图乙中的条形磁铁的运动方向是向下； [2]题图丙中灵敏电流表指针向右偏，则线圈中感应电流的方向为逆时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端N极，下端为S极。 4 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $