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 浙江）

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)断开开关时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)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　(2024·金华市高二期末)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，故环的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。 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)(2023·嘉兴高级中学高二期中)某同学利用如图所示的器材来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2为副线圈。 (1)(2分)在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路； (2)(1分)在实验过程中，除了查清流入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　　　(选填“L1”“L2”或“L1和L2”)的绕制方向； (3)(4分)若连接好实验电路并检查无误后，该同学闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏了一下，说明线圈　　　　(选填“L1”“L2”或“L1和L2”)中有了感应电流。那么开关闭合后，将线圈L1插入L2稳定后再迅速拔出时，电流计指针将 　　　　　(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)。 答案　(1)见解析图　(2)L1和L2　(3)L2　向左偏 解析　(1)本实验中线圈L1、滑动变阻器、开关与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈L1中的磁通量发生变化，从而使线圈L2产生电磁感应现象，故线圈L2应与电流计相连，如图所示。 (2)在研究电磁感应现象及判定感应电流的方向时，除了查清流入电流计电流方向与指针偏转方向之间的关系外，还要知道穿过副线圈的磁场方向及副线圈产生感应电流方向，依据安培定则及楞次定律，必须查清线圈L1和L2绕制方向。 (3)由题意可知，当闭合开关的瞬间，穿过副线圈L2的磁通量增大时，观察到电流计指针向右偏了一下，说明线圈L2中有了感应电流；当开关闭合后，将线圈L1插入L2稳定后再迅速拔出时，则穿过副线圈L2的磁通量减小，那么电流计的指针向左偏转。 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。 3.1931年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，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。 4.(多选)(2024·杭州市高二期末)如图所示，一面积为S的N匝圆形金属线圈放置在水平桌面上，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直于桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO'，OO'与线圈在同一平面上。从图示位置开始，在线圈以OO'为轴翻转180°的过程中，下列说法正确的是(　　) A.刚开始转动时磁通量为NBS B.电流方向先为A→C→B→A，后为A→B→C→A C.电流方向始终为A→B→C→A D.翻转180°时，线圈的磁通量变化了2BS 答案　CD 解析　刚开始转动时磁通量为Φ=BS，故A错误；图中的情况是磁场与线圈垂直，所以开始时的磁通量最大，转过90°时的磁通量最小。所以在线圈由图示位置绕转轴OO'转动180°的过程中，向里穿过线圈的磁通量先减小，后增大。翻转180°时，线圈的磁通量变化了ΔΦ=|-BS-BS|=2BS，故D正确；向里穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向是A→B→C→A，转过角度大于90°后，向里的磁通量增大，由楞次定律可知，产生的感应电流的方向仍然是A→B→C→A，故B错误，C正确。 5.(2024·嘉兴高级中学高二调研)如图，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极时感应电流为逆时针(从左往右看) B.圆环b竖直下落时磁通量不变 C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，感应电流为0 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　D 解析　圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过圆环a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)，A错误；圆环b竖直下落时，磁通量变小，B错误；圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，但磁通量仍发生变化，因此仍有感应电流，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)，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，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。 8~11题每题8分，12题10分，共42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，Q中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，Q中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，Q中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，Q中左边导线电流方向向上，故D错误。 9.(2024·宁波金兰联盟高二期中)水平桌面上固定一根绝缘长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线固定在桌面上，如图甲所示。当长直导线中的电流按图乙的规律变化时(图甲所示电流方向为其正方向)，则(　　) A.0~t1，线框内电流的方向为abcda B.t1~t2，线框内电流的方向为abcda C.t2~t3，线框所受安培力方向一直向左 D.t1~t3，线框所受安培力方向一直向右 答案　B 解析　0~t1，穿过线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为adcba，选项A错误；t1~t2，穿过线框的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，选项B正确；t2~t3，穿过线框的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则，ad所受安培力向右，bc所受安培力向左，因ad边所受安培力大于bc边所受的安培力，可知线框所受安培力方向一直向右，选项C错误；t1~t2，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则，ad所受安培力向左，bc所受安培力向右，因ad边所受安培力大于bc边所受的安培力，可知线框所受安培力方向向左，可知t1~t3，线框所受安培力方向先向左后向右，选项D错误。 10.(2023·宁波市高二期中)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用绝缘轻质细线悬挂在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，细线和金属线框始终处于同一平面内，且垂直于纸面，则线框中感应电流的方向(　　) A.一直是a→b→c→d→a B.一直是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 答案　B 解析　线框由静止释放至到达最低点过程中，穿过线框的磁通量减小，且磁场方向向上，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向也向上，再由安培定则可知，感应电流的方向为d→c→b→a→d；同理，从最低点继续向左摆动过程中，穿过线框向上的磁通量增大，根据楞次定律及安培定则可知，感应电流的方向是d→c→b→a→d，B正确；A、C、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。 12.(10分)如图所示，固定于水平面上的金属线框CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。 答案　B= 解析　要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化，在t=0时刻，穿过线框平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2，设t时刻的磁感应强度为B，此时刻穿过线框平面的磁通量为Φ2=Bl(l+vt)，由Φ1=Φ2得B=。 (9分) 13.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 $ 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 断开开关时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)。 梳理与总结 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)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 　(2024·金华市高二期末)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 例4 √ 由右手定则知ef上的电流由e→f，故环的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。 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 29 基础对点练 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 考点一　影响感应电流方向的因素 1.(2023·嘉兴高级中学高二期中)某同学 利用如图所示的器材来研究电磁感应现 象及判定感应电流的方向，其中L1为原 线圈，L2为副线圈。 (1)在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路； 答案　见解析图 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 本实验中线圈L1、滑动变阻器、开关与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈L1中的磁通量发生变化，从而使线圈L2产生电磁感应现象，故线圈L2应与电流计相连，如图所示。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 (2)在实验过程中，除了查清流入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　 　　(选填“L1”“L2”或“L1和L2”)的绕制方向； L1和L2 在研究电磁感应现象及判定感应电流的方向时，除了查清流入电流计电流方向与指针偏转方向之间的关系外，还要知道穿过副线圈的磁场方向及副线圈产生感应电流方向，依据安培定则及楞次定律，必须查清线圈L1和L2绕制方向。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 (3)若连接好实验电路并检查无误后，该同学 闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏 了一下，说明线圈　　(选填“L1”“L2”或 “L1和L2”)中有了感应电流。那么开关闭合 后，将线圈L1插入L2稳定后再迅速拔出时，电流计指针将 　　　　(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)。 L2 向左偏 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 由题意可知，当闭合开关的瞬间，穿过副 线圈L2的磁通量增大时，观察到电流计指 针向右偏了一下，说明线圈L2中有了感应 电流；当开关闭合后，将线圈L1插入L2稳 定后再迅速拔出时，则穿过副线圈L2的磁通量减小，那么电流计的指针向左偏转。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 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 13 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 13 3.1931年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，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 13 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。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 4.(多选)(2024·杭州市高二期末)如图所示，一面积为S的N匝圆形金属线圈放置在水平桌面上，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直于桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO'，OO'与线圈在同一平面上。从图示位置开始，在线圈以OO'为轴翻转180°的过程中，下列说法正确的是 A.刚开始转动时磁通量为NBS B.电流方向先为A→C→B→A，后为A→B→C→A C.电流方向始终为A→B→C→A D.翻转180°时，线圈的磁通量变化了2BS √ √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 刚开始转动时磁通量为Φ=BS，故A错误； 图中的情况是磁场与线圈垂直，所以开始时的 磁通量最大，转过90°时的磁通量最小。所以 在线圈由图示位置绕转轴OO'转动180°的过程 中，向里穿过线圈的磁通量先减小，后增大。翻转180°时，线圈的磁通量变化了ΔΦ=|-BS-BS|=2BS，故D正确； 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 向里穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律 可知，产生的感应电流的方向是A→B→C→A， 转过角度大于90°后，向里的磁通量增大，由 楞次定律可知，产生的感应电流的方向仍然是 A→B→C→A，故B错误，C正确。 5.(2024·嘉兴高级中学高二调研)如图，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 感应电流为逆时针(从左往右看) B.圆环b竖直下落时磁通量不变 C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，感应电流为0 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 13 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 13 圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过圆环a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)，A错误； 圆环b竖直下落时，磁通量变小，B错误； 圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，但磁通量仍发生变化，因此仍有感应电流，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)，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 13 7.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 13 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，Q中左边 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，Q中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，Q中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，Q中左边导线电流方向向上，故D错误。 9.(2024·宁波金兰联盟高二期中)水平桌面上固定一根绝缘长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线固定在桌面上，如图甲所示。当长直导线中的电流按图乙的规律变化时(图甲所示电流方向为其正方向)，则 A.0~t1，线框内电流的方向为abcda B.t1~t2，线框内电流的方向为abcda C.t2~t3，线框所受安培力方向一直向左 D.t1~t3，线框所受安培力方向一直向右 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0~t1，穿过线框的磁通量向里增加，根 据楞次定律可知，线框内电流的方向为 adcba，选项A错误； t1~t2，穿过线框的磁通量向里减小，根 据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，选项B正确； t2~t3，穿过线框的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则，ad所受安培力向右，bc所受安培力向左，因ad边所受安培力大于bc边所受的安培力，可知线框所受安培力方向一直向右，选项C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 t1~t2，线框内电流的方向为abcda，根 据左手定则，ad所受安培力向左，bc 所受安培力向右，因ad边所受安培力 大于bc边所受的安培力，可知线框所 受安培力方向向左，可知t1~t3，线框所受安培力方向先向左后向右，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10.(2023·宁波市高二期中)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用绝缘轻质细线悬挂在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，细线和金属线框始终处于同一平面内，且垂直于纸面，则线框中感应电流的方向 A.一直是a→b→c→d→a B.一直是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 √ 线框由静止释放至到达最低点过程中，穿过线框的磁 通量减小，且磁场方向向上，由楞次定律可知，感应 电流产生的磁场方向也向上，再由安培定则可知，感 应电流的方向为d→c→b→a→d；同理，从最低点继续 向左摆动过程中，穿过线框向上的磁通量增大，根据 楞次定律及安培定则可知，感应电流的方向是d→c→b→a→d，B正确；A、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 13 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.如图所示，固定于水平面上的金属线框CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案　B= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平 面的磁通量不发生变化，在t=0时刻，穿过线框 平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2，设t时刻的磁感应强 度为B，此时刻穿过线框平面的磁通量为Φ2=Bl(l+vt)，由Φ1=Φ2得 B=。 13.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 尖子生选练 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 13 √ 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 13 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 返回 $