2026届高考物理二轮复习导学案：楞次定律的推广应用

楞次定律的推广应用 一．知识讲解 1．楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下： 推论 例证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 磁铁靠近，B感、B原反向，二者相斥； 磁铁远离，B感、B原同向，二者相吸 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境 P、Q是光滑固定导轨，a、b是可移动金属棒，磁铁下移，回路面积应减小，a、b靠近 B减小，线圈扩张 使闭合线圈远离或靠近磁体——“增离减靠” 当开关S闭合（断开）时，左环向左（右）摆动、右环向右（左）摆动，远离（靠近）通电线圈 阻碍原电流的变化——“增反减同”（即自感现象） 闭合S，B灯先亮，A灯逐渐变亮；再断开S，两灯逐渐熄灭 说明：以上五种情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化。 2．“三定则—定律”的综合应用 （1）“三个定则”“一个定律”的比较 名称 用途 选用原则 安培定则 判断电流产生的磁场（方向）分布 因电生磁 左手定则 判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向 因电受力 右手定则 判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极 因动生电 楞次定律 判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向 因磁通量 变化生电 （2）相互联系 ①应用楞次定律时，一般要用到安培定则。 ②研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。 二．典例精讲 1．“增反减同”的应用 例题1 （2025·河南信阳·联考题）安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极。闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路闭合的瞬间（ ） A．从右侧看，铜环中有逆时针的感应电流 B．从右侧看，铜环中有顺时针的感应电流 C．铜环仍保持不动 D．铜环会远离磁铁 【答案】A 【解析】AB、根据楞次定律，当接通开关瞬间，导致穿过线圈的磁通量向左增大，则从右侧看，线圈的感应电流为逆时针方向，故A正确，B错误； CD、当线圈中有逆时针方向的电流时，根据右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场的方向向右，铜环会靠近磁铁，故CD错误。故选：A。 2．“来拒去留”的应用 例题2 （2025·内蒙古·联考题）如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（ ） A．P、Q会互相靠拢 B．磁铁下落的加速度大于g C．磁铁的动能的增加量等于其势能的减少量 D．P、Q会互相远离 【答案】A 【解析】AD．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，P、Q会互相靠拢阻碍磁通量的增大，故A正确，D错误； B．根据楞次定律可知，回路产生的感应磁场会阻碍磁铁的下落，则磁铁下落的加速度小于g，故B错误； C．磁铁的重力势能转化为系统的动能和因焦耳热产生的内能，故磁铁的动能的增加量小于其势能的减少量，故C错误。故选A。 3．“增缩减扩”的应用 例题3 （多选）（2025·湖北武汉·联考题）如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（ ） A．在t1时刻，FN＞G，P有收缩的趋势 B．在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变 C．在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流 D．在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势 【答案】ABC 【解析】A．当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即FN＞G，P有收缩的趋势，故A正确； B．当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则t2时刻FN＝G，故B正确； C．t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN＝G，故C正确； D．当螺线管中电流不变时，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻FN＝G，此时P没有收缩的趋势，故D错误。 故选ABC。 4．“三定则—定律”的综合应用 例题4 （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，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN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】MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流方向为M→N L1中感应电流的磁场方向向上。若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流方向为Q→P且减小PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流方向为P→Q且增大PQ向左加速运动。故选BC。 三．跟踪训练 1．（2024·北京·历年真题）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，电流表的示数为0 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左 【答案】B 【解析】A．闭合开关瞬间，由楞次定律可知，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，二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，感应电流为零，电流表的示数为零，故B正确； 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CD错误。 故选B。 2．（2024·浙江·模拟题）《大众科学》月刊网站报道，研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料（材料产生的磁场类似于条形磁铁），B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，则（ ） A．B中将产生逆时针方向的电流 B．B中将产生顺时针方向的电流 C．B线圈有收缩的趋势 D．B线圈有扩张的趋势 【答案】D 【解析】合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，C错误、D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B错误。故选D。 3．（多选）一个长直密绕线圈N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与线圈轴线重合，如图甲所示。线圈N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（　　） A．t＝时刻，圆环有扩张的趋势 B．t＝时刻，圆环有收缩的趋势 C．t＝和t＝时刻，圆环内有相同的感应电流 D．t＝和t＝时刻，圆环内有相同的感应电流 【答案】AD 【解析】由题图可知在t＝时刻，通过线圈N的电流增大，则线圈产生的磁感应强度增大，所以穿过金属圆环M的磁通量增大，对圆环，面积越大，磁通量越小，根据楞次定律可知，圆环有扩张趋势，故A正确，B错误；由图可知，在t＝时刻通过线圈的电流增大，而在t＝时刻通过线圈的电流减小，根据楞次定律可知两时刻圆环内感应电流方向不同，故C错误；由图可知，在t＝和t＝时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，根据楞次定律可知两时刻圆环内感应电流方向也相同，故D正确。故选AD。 4．（多选）（2025·昆明模拟）如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一个圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 C．T具有收缩趋势，PQ受到向右的安培力 D．T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力 【关键点拨】PQ切割磁感线，根据右手定则判断感应电流的方向：PQRS产生电流后，会对穿过T的磁通量产生影响，根据楞次定律分析T中的感应电流的变化情况。 【答案】AC 【解析】PQ突然向左运动时，根据右手定则可知，电流方向由P到Q，即闭合回路PQRS中的电流沿顺时针方向，又由安培定则可知，回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，故穿过环形金属线框T的磁通量将变大，由楞次定律可知，T中将产生沿逆时针方向的感应电流，故A对、B错；穿过环形金属线框T的磁通量变大，由楞次定律的推广可知，T有收缩的趋势，以阻碍磁通量的增大；PQ中有由P到Q的电流，由左手定则可知，PQ受到的安培力向右，故C对、D错。故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $