第二章 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 苏京）

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·常州市一中高二期末)我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。 (1)如图甲所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向右移动滑动变阻器的滑片,此过程中电流表指针向　　　　　　偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向　　　　偏转(均选填“左”或“右”)。  (2)某同学按图乙所示电路完成探究实验,在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除　　　　(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的,分析可知,要避免电击发生,在拆除电路前应　　　　(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。  答案　(1)左　左　(2)A　断开开关 解析　(1)实验中发现闭合开关时,即穿过线圈B的磁通量增加时,电流表指针向右偏转;电路稳定后,若向右移动滑动变阻器的滑片,通过线圈A的电流减小,则穿过线圈B的磁通量减少,此过程中电流表指针向左偏转;若将线圈A抽出,则穿过线圈B的磁通量减少,此过程中电流表指针向左偏转。 (2)在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时,线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而会突然被电击一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。 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　(2023·盐城市阶段练习)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平动时,电流方向为abcda D.增大导线中的电流,线圈中电流方向为abcda 答案　B 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;增大导线中的电流,穿过线圈垂直纸面向里的磁通量增大,根据楞次定律可判断线圈中电流方向为adcba,故D错误。 拓展　若直导线通有恒定电流I,在线圈由右向左匀速通过直导线的过程中,试分析线圈中感应电流的方向。(线圈与直导线相互绝缘) 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题9分,2~7题每题6分,共45分 考点一　影响感应电流方向的因素 1.(9分)(2023·南京市金陵中学高二期末)小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁体N极朝下,请回答下列问题: (1)(3分)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是　　　。 A.螺线管不动,磁体静止放在螺线管中 B.螺线管不动,磁体插入或拔出螺线管 C.磁体与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动 D.磁体与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动 (2)(6分)已知当电流从灵敏电流计G左端流入时,指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接,线圈上导线绕法如图乙所示。将磁体N极向下从线圈L上方竖直插入L时,灵敏电流计G的指针将　　　(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。当磁体从图中虚线位置向右远离L时,a点电势　　　　(选填“高于”“等于”或“低于”)b点电势。 答案　(1)B　(2)向左　高于 解析　(1)螺线管不动,磁体静止放在螺线管中,螺线管中磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,A错误;螺线管不动,磁体插入或拔出螺线管,螺线管中磁通量发生变化,会产生感应电流,电流计指针会发生偏转,B正确;磁体与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动的过程,螺线管中磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,C、D错误。 (2)将磁体N极向下从线圈L上方竖直插入L时,螺线管中的磁场向下,穿过螺线管的磁通量增加,据楞次定律可知,灵敏电流计G的指针将向左偏转。 当条形磁体从题图中虚线位置向右远离L时,螺线管中磁场向上,穿过螺线管的磁通量减小,据楞次定律可知,产生的感应电流为逆时针方向(俯视),a点电势高于b点电势。 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.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.(2023·徐州树恩中学月考)如图所示,边长为d的正方形线圈从位置A开始向右运动,并穿过宽度为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B,则(　　) A.线圈进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针方向;线圈离开磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向 B.整个过程,线圈中始终没有感应电流 C.整个过程,线圈中始终有感应电流 D.线圈进入磁场和离开磁场的过程,均有感应电流,且方向都是逆时针方向 答案　A 解析　在线圈进入或离开磁场的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流产生,线圈完全在磁场中时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,B、C错误;由楞次定律可知,线圈进入磁场过程中,线圈中感应电流沿逆时针方向,线圈离开磁场过程中,感应电流沿顺时针方向,D错误,A正确。 5.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变化 答案　A 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错误。 考点三　右手定则 6.(2023·连云港市锦屏中学高二期中)如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是(　　) A.导体棒中的电流方向为B→A B.电流表A1中的电流方向为F→E C.电流表A1中的电流方向为E→F D.电流表A2中的电流方向为D→C 答案　B 解析　根据右手定则,可得导体棒中的电流方向为A→B,所以电流表A1中的电流方向为F→E,电流表A2中的电流方向为C→D,选项B正确,A、C、D错误。 7.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。 8~10题每题9分,11题16分,共43分 8.(2020·江苏卷)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(　　) A.同时增大B1减小B2 B.同时减小B1增大B2 C.同时以相同的变化率增大B1和B2 D.同时以相同的变化率减小B1和B2 答案　B 解析　若同时增大B1减小B2,则穿过环向里的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向向外,由安培定则,环中产生的感应电流是逆时针方向,故选项A错误;同理可推出,选项B正确;同时以相同的变化率增大B1和B2,或同时以相同的变化率减小B1和B2,穿过金属环的总磁通量始终为0,环中不会产生感应电流,故选项C、D错误。 9.(2023·淮安市盱眙县二中高二月考)如图所示,条形磁体竖直放置,P位置为磁体中部,M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动,圆环始终保持水平。下列说法正确的是(　　) A.圆环从M运动至P的过程中,从上往下看环中的电流沿顺时针方向 B.圆环从P运动至L的过程中,从上往下看环中的电流沿顺时针方向 C.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先减小后增大 D.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量一直增大 答案　A 解析　圆环从M运动至P的过程中,磁场水平分量向外,根据右手定则,从上往下看,环中的电流沿顺时针方向,故A正确;圆环从P运动至L的过程中,磁场水平分量向内,根据右手定则,从上往下看,环中的电流沿逆时针方向,故B错误;圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小,故C、D错误。 10.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.(16分)(2023·南京市宁海中学高二期末)(1)(4分)为了方便探究感应电流方向的规律,实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、　　　　三者的关系。  (2)(4分)在实验过程中,除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈　　　　(选填“A”“B”或“A和B”)中导线的绕制方向。  (3)(4分)已知一灵敏电流计,当电流从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转。现把它与线圈串联接成如图乙所示电路,从上往下看线圈的绕制方向为　　　　　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)。  (4)(4分)如图甲所示,连好电路后,将A线圈插入B线圈中后,发现灵敏电流计的指针向左偏转,若让指针向右偏转,可采取的操作是　　　　。  A.滑动变阻器滑片向左移 B.拔出A线圈 C.闭合开关瞬间 D.断开开关瞬间 答案　(1)感应电流的磁场方向　(2)A和B　 (3)顺时针　(4)BD 解析　(1)探究感应电流方向的规律,应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流的磁场方向三者的关系。 (2)实验过程中,由安培定则,A线圈的绕线方向影响原磁场的方向,B线圈的绕线方向影响感应电流的方向,故应查清A和B中导线的绕制方向。 (3)由楞次定律可得,线圈中感应磁场应向下,由安培定则,从上往下看,线圈绕向为顺时针。 (4)当A线圈插入B线圈时,线圈B中的磁通量增大,电流计的指针向左偏,故要让电流计的指针向右偏,需减小线圈B中的磁通量。滑动变阻器滑片向左移,B线圈中的磁通量增大,向左偏,故A错误;拔出A线圈时,B线圈中的磁通量减小,向右偏,故B正确;闭合开关瞬间,B线圈中的磁通量增大,向左偏,故C错误;断开开关瞬间,B线圈中的磁通量减小,向右偏,故D正确。 (12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 $ 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 课时对点练 三、右手定则的理解和应用 内容索引 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”) _____ _____ _____ _____ 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 向下 向上 向下 向上 增加 增加 减少 减少 甲 乙 丙 丁 感应电流的磁场方向 (“向上”或“向下”) _____ _____ _____ _____ 磁体磁场与感应电流磁场方向的关系(“相同”或 “相反”) _____ _____ _____ _____ 向上 向下 向下 向上 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·常州市一中高二期末)我 们可以通过实验探究电磁感应现 象中感应电流方向的决定因素和 遵循的物理规律。以下是实验探 究过程的一部分。 (1)如图甲所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向右移动滑动变阻器的滑片,此过程中电流表指针向　　偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向　　偏转(均选填“左”或“右”)。  例1 左 左 实验中发现闭合开关时,即穿过线圈B的磁通量增加时,电流表指针向右偏转;电路稳定后,若向右移动滑动变阻器的滑片,通过线圈A的电流减小,则穿过线圈B的磁通量减少,此过程中电流表指针向左偏转;若将线圈A抽出,则穿过线圈B的磁通量减少,此过程中电流表指针向左偏转。 (2)某同学按图乙所示电路完成探究实验,在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除　　　(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的,分析可知,要避免电击发生,在拆除电路前应　　　　　　(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。  A 断开开关 在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时,线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而会突然被电击一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。 返回 楞次定律 二 14 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 (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。 阻碍 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 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。 　(2023·盐城市阶段练习)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平动时,电流方向为abcda D.增大导线中的电流,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; 增大导线中的电流,穿过线圈垂直纸面向里的磁通量增大,根据楞次定律可判断线圈中电流方向为adcba,故D错误。 拓展　若直导线通有恒定电流I,在线圈由右向左匀速通过直导线的过程中,试分析线圈中感应电流的方向。(线圈与直导线相互绝缘) 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 课时对点练 四 30 考点一　影响感应电流方向的因素 1.(2023·南京市金陵中学高二期末)小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁体N极朝下,请回答下列问题: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础对点练 12 (1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是　　　。 A.螺线管不动,磁体静止放在螺线管中 B.螺线管不动,磁体插入或拔出螺线管 C.磁体与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动 D.磁体与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 螺线管不动,磁体静止放在螺线管中,螺线管中磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,A错误; 12 螺线管不动,磁体插入或拔出螺线管,螺线管中磁通量发生变化,会产生感应电流,电流计指针会发生偏转,B正确; 磁体与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动的过程,螺线管中磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,C、D错误。 (2)已知当电流从灵敏电流计G左端流入时,指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接,线圈上导线绕法如图乙所示。将磁体N极向下从线圈L上方竖直插入L时,灵敏电流计G的指针将　　　(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。当磁体从图中虚线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 向左 位置向右远离L时,a点电势　　　(选填“高于”“等于”或“低于”)b点电势。 高于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 将磁体N极向下从线圈L上方竖直插入L时,螺线管中的磁场向下,穿过螺线管的磁通量增加,据楞次定律可知,灵敏电流计G的指针将向左偏转。 当条形磁体从题图中虚线位置向右远离L时,螺 12 线管中磁场向上,穿过螺线管的磁通量减小,据楞次定律可知,产生的感应电流为逆时针方向(俯视),a点电势高于b点电势。 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 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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。 12 3.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 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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; 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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; 12 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.(2023·徐州树恩中学月考)如图所示,边长为d的正方形线圈从位置A开始向右运动,并穿过宽度为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B,则 A.线圈进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针方向;线圈离开磁场的过 程中,感应电流的方向为顺时针方向 B.整个过程,线圈中始终没有感应电流 C.整个过程,线圈中始终有感应电流 D.线圈进入磁场和离开磁场的过程,均有感应电流,且方向都是逆时针方向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 在线圈进入或离开磁场的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流产生,线圈完全在磁场中时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,B、C错误; 12 由楞次定律可知,线圈进入磁场过程中,线圈中感应电流沿逆时针方向,线圈离开磁场过程中,感应电流沿顺时针方向,D错误,A正确。 5.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变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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; 12 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错误。 考点三　右手定则 6.(2023·连云港市锦屏中学高二期中)如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是 A.导体棒中的电流方向为B→A B.电流表A1中的电流方向为F→E C.电流表A1中的电流方向为E→F D.电流表A2中的电流方向为D→C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据右手定则,可得导体棒中的电流方向为A→B,所以电流表A1中的电流方向为F→E,电流表A2中的电流方向为C→D,选项B正确,A、C、D错误。 12 7.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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。 12 8.(2020·江苏卷)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是 A.同时增大B1减小B2 B.同时减小B1增大B2 C.同时以相同的变化率增大B1和B2 D.同时以相同的变化率减小B1和B2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 若同时增大B1减小B2,则穿过环向里的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向向外,由安培定则,环中产生的感应电流是逆时针方向,故选项A错误; 同理可推出,选项B正确; 12 同时以相同的变化率增大B1和B2,或同时以相同的变化率减小B1和B2,穿过金属环的总磁通量始终为0,环中不会产生感应电流,故选项C、D错误。 9.(2023·淮安市盱眙县二中高二月考)如图所示,条形磁体竖直放置,P位置为磁体中部,M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动,圆环始终保持水平。下列说法正确的是 A.圆环从M运动至P的过程中,从上往下看环中的电流沿 顺时针方向 B.圆环从P运动至L的过程中,从上往下看环中的电流沿 顺时针方向 C.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先减小后增大 D.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量一直增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圆环从M运动至P的过程中,磁场水平分量向外,根据右手定则,从上往下看,环中的电流沿顺时针方向,故A正确; 圆环从P运动至L的过程中,磁场水平分量向内,根据右手定则,从上往下看,环中的电流沿逆时针方向,故B错误; 12 圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小,故C、D错误。 10.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 12 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 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 12 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.(2023·南京市宁海中学高二期末)(1)为了方便探究感应电流方向的规律,实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、　　　　　　　　　　三者的关系。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 感应电流的磁场方向 探究感应电流方向的规律,应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流的磁场方向三者的关系。 (2)在实验过程中,除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈　　　　(选填“A”“B”或“A和B”)中导线的绕制方向。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A和B 实验过程中,由安培定则,A线圈的绕线方向影响原磁场的方向,B线圈的绕线方向影响感应电流的方向,故应查清A和B中导线的绕制方向。 (3)已知一灵敏电流计,当电流从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转。现把它与线圈串联接成如图乙所示电路,从上往下看线圈的绕制方向为　 　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 顺时针 由楞次定律可得,线圈中感应磁场应向下,由安培定则,从上往下看,线圈绕向为顺时针。 (4)如图甲所示,连好电路后,将A线圈插入B线圈中后,发现灵敏电流计的指针向左偏转,若让指针向右偏转,可采取的操作 是　　　。  A.滑动变阻器滑片向左移 B.拔出A线圈 C.闭合开关瞬间 D.断开开关瞬间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 当A线圈插入B线圈时,线圈B中的磁通量增大,电流计的指针向左偏,故要让电流计的指针向右偏,需减小线圈B中的磁通量。滑动变阻器滑片向左移,B线圈中的磁通量增大,向左偏,故A错误; 12 拔出A线圈时,B线圈中的磁通量减小,向右偏,故B正确; 闭合开关瞬间,B线圈中的磁通量增大,向左偏,故C错误; 断开开关瞬间,B线圈中的磁通量减小,向右偏,故D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 尖子生选练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 12 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 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阻值都减小,电路中的电流增大,A线圈中的磁场方 返回 12 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。 $