第62讲 电磁感应现象、楞次定律——2027届高三物理一轮复习

第62讲　电磁感应现象　楞次定律 一、磁通量 1．公式：Φ＝ BS　，S为垂直磁场方向的 面积　，磁通量为 标量　(填“标量”或“矢量”)。 2．物理意义：磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的 磁感线　条数的多少。 3．磁通量变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1。 二、电磁感应现象 1．电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量 发生变化　时，电路中有 感应电流　产生的现象。 2．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量 发生变化　。 3．电磁感应现象产生 感应电动势　，如果电路闭合，则有感应电流。如果电路不闭合，则只有 感应电动势　而无感应电流。 三、感应电流方向的判定 1．楞次定律 (1)内容：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)适用范围：适用于一切回路 磁通量　变化的情况。 2．右手定则 (1)使用方法。 ①让磁感线穿入 右　手手心。 ②使大拇指指向 导体运动　的方向。 ③则其余四指指向 感应电流　的方向。 (2)适用范围：适用于 闭合电路的一部分导体　切割磁感线的情况。 1.磁通量与线圈的匝数无关。( √ ) 2．闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。( × ) 3．感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。( × ) 4．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。( √ ) 考点1　磁通量　电磁感应现象 (基础考点·自主探究) 1．对磁通量的理解 (1)磁通量的正负：磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。若从平面的某一侧穿入为正，则从另一侧穿入为负。 (2)磁通量的大小 ①由公式计算：Φ＝BSsin θ(其中θ角为平面S与磁感线的夹角)。 ②从磁感线观察：从不同侧面穿入的磁感线抵消后，剩余的磁感线的条数越多，磁通量越大。 ③穿过线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关。 (3)磁通量变化的常见情况 根据Φ＝BSsin θ，引起磁通量变化的三个因素是S、B和θ。 ①仅B变化：线圈内磁场变化。 ②仅S变化：线圈的部分导线做切割磁感线运动。 ③仅θ变化：线圈在磁场中转动。 2．产生感应电流的条件的两种表述 (1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，闭合电路中产生感应电流。 (2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。 【跟踪训练】 (磁通量和磁通量变化量的计算)如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°。现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为(　　) A．0 B．BS C.nBS D．nBS (感应电流有无的确定)如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab。磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，其方向与竖直方向的夹角为θ(0<θ<90°)。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　) A．ab向右运动，同时使θ减小 B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角 (感应电流有无的判断)法拉第“磁生电”这一伟大的发现，引领人类进入了电气时代。关于下列实验说法正确的是(　　) A．图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且不为零 B．图乙中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中，金属圆环中都有感应电流 C．图丙中闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针不偏转 D．图丁中导体棒AB在磁场中运动时一定能产生感应电流 考点2　感应电流方向的确定 (基础考点·自主探究) 1．楞次定律中“阻碍”的含义 2．判断感应电流方向的两种方法 方法一　用楞次定律判断(“四步法”) 方法二　用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向。 【跟踪训练】 (楞次定律的应用)现代汽车中有一种先进的制动系统——防抱死(ABS)系统，它让车轮在制动时不是完全刹死，而是仍有一定的滚动，其原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动。右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。这是由于齿靠近磁体时被磁化，使线圈中的磁场增大，齿离开线圈时又使线圈中磁场减小，从而能使线圈中产生感应电流。这个电流经电子装置放大后能控制制动机构。齿轮P从图示位置按顺时针方向转过α角的过程中，通过M的感应电流的方向是(　　) A．总是从左向右 B．总是从右向左 C．先从左向右，然后从右向左 D．先从右向左，然后从左向右 (用右手定则确定感应电流方向)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境，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　) 考点3　楞次定律推论的应用 (能力考点·深度研析) 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 ►考向　“增离减靠”的应用 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到(　　) A．拨至M端或N端，圆环都向左运动 B．拨至M端或N端，圆环都向右运动 C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动 “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。 (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 【跟踪训练】 (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 提能训练　练案[62] 基础巩固练 题组一　磁通量　电磁感应现象 1.如图所示，两个条形磁铁呈“V”字形放置，将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于N、S极之间。线圈与灵敏电流计通过开关相连。以下几种说法中正确的是(　　) A．保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，只要闭合开关，电路中就会产生持续的感应电流 B．保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，开关闭合的瞬时，电路中会产生感应电流 C．在开关保持闭合的情况下，将软铁棒从两磁极间移开的瞬时，电路中会产生感应电流 D．在开关保持闭合的情况下，移开左侧或右侧磁铁的瞬时，电路中不会产生感应电流 2.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定 题组二　楞次定律　楞次定律的推广含义 3．(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(　　) A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 4.如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生(　　) A．顺时针电流，且有收缩趋势 B．顺时针电流，且有扩张趋势 C．逆时针电流，且有收缩趋势 D．逆时针电流，且有扩张趋势 5.如图所示，导线AB与CD平行，若电流从a端流入时，电流表指针向左偏，则下列说法正确的是(　　) A．断开开关瞬间，电流表指针向右偏转 B．闭合开关瞬间，电流表指针向右偏转 C．闭合开关后，由于互感使得电流表保持有示数 D．闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，电流表指针向左偏转 6.国产航母福建舰上的舰载机起飞采用了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间(　　) A．铝环向右运动，铜环向左运动 B．铝环和铜环都向右运动 C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D．从左向右看，两环中的感应电流均沿逆时针方向 7．(多选)(2025·广东韶关市测试)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是(　　) A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 能力提升练 8.如图所示，长度均为1 m的甲、乙空心铝管竖直放置，其中乙管有一条竖直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上端由静止放入管口，磁体在甲、乙两管中运动的时间分别为3 s和0.6 s。磁体的直径略小于铝管的内径，不计磁体与管壁的摩擦及空气阻力。关于磁体在甲、乙两管中的运动，下列说法正确的是(　　) A．磁体在甲管内下落的过程中，所受合外力的冲量可能为零 B．磁体在甲管中加速向下运动时，铝管对桌面的压力将逐渐增大 C．磁体在乙管内下落的过程中，乙管中没有产生感应电动势和感应电流 D．磁体在乙管内下落的过程中，其重力势能的减少量小于动能的增加量 9.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，取一条形磁体置于铜环的右侧，条形磁体的右端为N极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是(　　) A．从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流 B．从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流 C．铜环仍保持不动 D．铜环会远离磁体 10．(多选)(2025·辽宁锦州联考)如图所示，边长为4d的金属框在xy平面内沿＋x方向做匀速直线运动，依次通过磁感应强度大小均为B0的匀强磁场区域Ⅰ～Ⅲ。当金属框上的p点运动到x＝7d的位置时，p点没有感应电流。区域Ⅲ的磁场方向垂直于xy平面。下列叙述正确的是(　　) A．区域Ⅰ和Ⅲ的磁感应强度方向相同 B．区域Ⅱ和Ⅲ的磁感应强度方向相同 C．p点运动到x＝3d时，p点的感应电流方向为＋y D．p点运动到x＝3d时的感应电流大小大于p点运动到x＝5d时的电流大小 11．如图，水平地面放置导线框abcd，正上方有一圆柱形磁体，若磁体以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，此过程中线框始终处于静止状态，下列说法正确的是(　　) A．ab边对地面的压力增大，cd边对地面的压力减小 B．ab边和cd边均不受磁场力的作用 C．线框中感应电流的方向为abcda D．线框受地面的摩擦力方向水平向右 12．(2025·八省联考四川卷)如图，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置，框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内，框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为(　　) 13．(多选)(2023·河北卷)如图甲，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图乙位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中(　　) A．金属杆所围回路中电流方向保持不变 B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加 C．金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反 D．金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同 学科网（北京）股份有限公司 $ 第62讲　电磁感应现象　楞次定律 一、磁通量 1．公式：Φ＝ BS　，S为垂直磁场方向的 面积　，磁通量为 标量　(填“标量”或“矢量”)。 2．物理意义：磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的 磁感线　条数的多少。 3．磁通量变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1。 二、电磁感应现象 1．电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量 发生变化　时，电路中有 感应电流　产生的现象。 2．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量 发生变化　。 3．电磁感应现象产生 感应电动势　，如果电路闭合，则有感应电流。如果电路不闭合，则只有 感应电动势　而无感应电流。 三、感应电流方向的判定 1．楞次定律 (1)内容：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)适用范围：适用于一切回路 磁通量　变化的情况。 2．右手定则 (1)使用方法。 ①让磁感线穿入 右　手手心。 ②使大拇指指向 导体运动　的方向。 ③则其余四指指向 感应电流　的方向。 (2)适用范围：适用于 闭合电路的一部分导体　切割磁感线的情况。 1.磁通量与线圈的匝数无关。( √ ) 2．闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。( × ) 3．感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。( × ) 4．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。( √ ) 考点1　磁通量　电磁感应现象 (基础考点·自主探究) 1．对磁通量的理解 (1)磁通量的正负：磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。若从平面的某一侧穿入为正，则从另一侧穿入为负。 (2)磁通量的大小 ①由公式计算：Φ＝BSsin θ(其中θ角为平面S与磁感线的夹角)。 ②从磁感线观察：从不同侧面穿入的磁感线抵消后，剩余的磁感线的条数越多，磁通量越大。 ③穿过线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关。 (3)磁通量变化的常见情况 根据Φ＝BSsin θ，引起磁通量变化的三个因素是S、B和θ。 ①仅B变化：线圈内磁场变化。 ②仅S变化：线圈的部分导线做切割磁感线运动。 ③仅θ变化：线圈在磁场中转动。 2．产生感应电流的条件的两种表述 (1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，闭合电路中产生感应电流。 (2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。 【跟踪训练】 (磁通量和磁通量变化量的计算)如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°。现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为(　　) A．0 B．BS C.nBS D．nBS [答案]　B [解析]　Φ末＝BScos θ、Φ初＝－BSsin θ，ΔΦ＝Φ末－Φ初＝BScos θ－(－BSsin θ)＝BS，故选B。 (感应电流有无的确定)如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab。磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，其方向与竖直方向的夹角为θ(0<θ<90°)。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　) A．ab向右运动，同时使θ减小 B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角 [答案]　A [解析]　设此时回路面积为S，据题意，穿过回路的磁通量Φ＝BScos θ。ab向右运动，则S增大，θ减小，则cos θ增大，因此 Φ增大，回路里一定能产生感应电流，A正确；B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，B错误；ab向左运动，则S减小，B增大，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，C错误；ab向右运动，则S增大，B增大，θ增大，cos θ减小，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，D错误。 (感应电流有无的判断)法拉第“磁生电”这一伟大的发现，引领人类进入了电气时代。关于下列实验说法正确的是(　　) A．图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且不为零 B．图乙中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中，金属圆环中都有感应电流 C．图丙中闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针不偏转 D．图丁中导体棒AB在磁场中运动时一定能产生感应电流 [答案]　B [解析]　题图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时，螺线管内磁通量保持不变，则无感应电流，A错误；题图乙中无论滑动变阻器滑片怎么移动，线圈b内的电流都会变化，则线圈b产生的磁场都会变化，导致线圈a中的磁通量变化，线圈a中会产生感应电流，B正确；题图丙中闭合开关和断开开关都会使螺线管B的磁通量发生变化，螺线管B中会产生感应电流，电流计指针都会发生偏转，C错误；当导体棒的运动方向与磁场方向平行时，导体棒不切割磁感线，则无感应电流产生，D错误。 考点2　感应电流方向的确定 (基础考点·自主探究) 1．楞次定律中“阻碍”的含义 2．判断感应电流方向的两种方法 方法一　用楞次定律判断(“四步法”) 方法二　用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向。 【跟踪训练】 (楞次定律的应用)现代汽车中有一种先进的制动系统——防抱死(ABS)系统，它让车轮在制动时不是完全刹死，而是仍有一定的滚动，其原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动。右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。这是由于齿靠近磁体时被磁化，使线圈中的磁场增大，齿离开线圈时又使线圈中磁场减小，从而能使线圈中产生感应电流。这个电流经电子装置放大后能控制制动机构。齿轮P从图示位置按顺时针方向转过α角的过程中，通过M的感应电流的方向是(　　) A．总是从左向右 B．总是从右向左 C．先从左向右，然后从右向左 D．先从右向左，然后从左向右 [答案]　D [解析]　在图示位置时，铁质齿轮距离磁体最近，被磁体磁化后，穿过线圈的磁通量向左且最强，转过α角时，下一个铁质齿轮又距离磁体最近，因此在转动过程中，穿过线圈的磁通量向左且先减少后增加，根据楞次定律可知，螺线管内感应电流的磁场方向先向左后向右，利用安培定则，可知通过M的感应电流的方向先从右向左，然后从左向右，故选D。 (用右手定则确定感应电流方向)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境，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　) [答案]　A [解析]　导体ab顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A正确；导体ab向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B错误；导体框向右运动，ad边切割磁感线，由右手定则可知，导体ab上的感应电流方向为b→a，故C错误；导体ab沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D错误。 考点3　楞次定律推论的应用 (能力考点·深度研析) 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 ►考向　“增离减靠”的应用 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到(　　) A．拨至M端或N端，圆环都向左运动 B．拨至M端或N端，圆环都向右运动 C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动 [答案]　B [解析]　开关S由断开状态拨至连接状态，不论拨至M端还是N端，通过圆环的磁通量均增加，根据楞次定律(增离减靠)可知圆环都会向右运动，故选B。 “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。 (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→NL1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。 【跟踪训练】 (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。 提能训练　练案[62] 基础巩固练 题组一　磁通量　电磁感应现象 1.如图所示，两个条形磁铁呈“V”字形放置，将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于N、S极之间。线圈与灵敏电流计通过开关相连。以下几种说法中正确的是(　　) A．保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，只要闭合开关，电路中就会产生持续的感应电流 B．保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，开关闭合的瞬时，电路中会产生感应电流 C．在开关保持闭合的情况下，将软铁棒从两磁极间移开的瞬时，电路中会产生感应电流 D．在开关保持闭合的情况下，移开左侧或右侧磁铁的瞬时，电路中不会产生感应电流 [答案]　C [解析]　产生感应电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，当保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变时，磁通量不变，即使闭合开关也不会形成感应电流，A、B两项错误；在开关保持闭合的情况下，无论移动软铁棒还是移动磁铁的瞬间，磁通量都是变化的，电路中都能产生感应电流，C项正确，D项错误。 2.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定 [答案]　C [解析]　第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量的绝对值之差。第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和。故ΔΦ1<ΔΦ2，C正确。 题组二　楞次定律　楞次定律的推广含义 3．(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(　　) A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 [答案]　C [解析]　由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流，则根据安培定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，B错误；汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针)，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。故选C。 4.如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生(　　) A．顺时针电流，且有收缩趋势 B．顺时针电流，且有扩张趋势 C．逆时针电流，且有收缩趋势 D．逆时针电流，且有扩张趋势 [答案]　D [解析]　磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向由南指向北，即以推窗人的视角来看，感应电流为逆时针方向，同时根据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势。故选D。 5.如图所示，导线AB与CD平行，若电流从a端流入时，电流表指针向左偏，则下列说法正确的是(　　) A．断开开关瞬间，电流表指针向右偏转 B．闭合开关瞬间，电流表指针向右偏转 C．闭合开关后，由于互感使得电流表保持有示数 D．闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，电流表指针向左偏转 [答案]　A [解析]　开关闭合时，导线AB中通过向右的电流，则根据安培定则可知，在上半部分回路中会产生一个垂直纸面向外的磁场，断开开关瞬间，穿过题图上半部分回路的磁通量(垂直纸面向外)会减少，根据楞次定律和安培定则可知，电流从b端流入，电流表指针向右偏，A正确；闭合开关瞬间，穿过上半部分回路的磁通量(垂直纸面向外)会增加，根据楞次定律和安培定则可知，此时产生的感应电流从a端流入，电流表指针向左偏，B错误；由于题图中电源为直流电源，所以闭合开关后，稳定时上半部分回路中磁通量不会发生变化，则电流表不会有示数，C错误；闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，则下半部分电路中的电流减小，导线AB产生的磁场减弱，上半部分回路中的磁通量(垂直纸面向外)会减少，根据楞次定律和安培定则可知，此时产生的感应电流从b端流入，电流表指针向右偏，D错误。 6.国产航母福建舰上的舰载机起飞采用了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间(　　) A．铝环向右运动，铜环向左运动 B．铝环和铜环都向右运动 C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D．从左向右看，两环中的感应电流均沿逆时针方向 [答案]　C [解析]　根据楞次定律中的“增离减靠”可知，闭合开关S的瞬间，铝环向左运动，铜环向右运动，A、B错误；由于铜的电阻率较小，则铜环的电阻较小，铜环中产生的感应电流较大，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确；根据楞次定律和安培定则可知，从左向右看，两环中的感应电流均沿顺时针方向，D错误。 7．(多选)(2025·广东韶关市测试)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是(　　) A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 [答案]　AD [解析]　当电梯坠落至题图位置时，金属线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故B错误，A正确；结合A、B的分析可知，当电梯坠落至题图位置时，金属线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C错误；金属线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 能力提升练 8.如图所示，长度均为1 m的甲、乙空心铝管竖直放置，其中乙管有一条竖直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上端由静止放入管口，磁体在甲、乙两管中运动的时间分别为3 s和0.6 s。磁体的直径略小于铝管的内径，不计磁体与管壁的摩擦及空气阻力。关于磁体在甲、乙两管中的运动，下列说法正确的是(　　) A．磁体在甲管内下落的过程中，所受合外力的冲量可能为零 B．磁体在甲管中加速向下运动时，铝管对桌面的压力将逐渐增大 C．磁体在乙管内下落的过程中，乙管中没有产生感应电动势和感应电流 D．磁体在乙管内下落的过程中，其重力势能的减少量小于动能的增加量 [答案]　B [解析]　磁体在甲管内由静止释放，初动量为零，下落过程中由楞次定律可知，存在阻碍它运动的力，但不会阻止磁体的运动，故末动量不为零，又由动量定理可知，合外力的冲量不为零，A错误；磁体向下加速运动时，受到的磁场力方向向上，且逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，铝管受到的磁场力方向向下，且逐渐增大，因此铝管对桌面的压力将逐渐增大，B正确；由题可知，磁体在乙管中运动的时间为0.6 s，易知其大于自由落体的时间，因此可知磁体受到了磁场的阻力，乙管中存在感应电动势和感应电流，C错误；同理可知，磁体在乙管内下落时减少的重力势能只有一部分转化为动能，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，D错误。 9.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，取一条形磁体置于铜环的右侧，条形磁体的右端为N极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是(　　) A．从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流 B．从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流 C．铜环仍保持不动 D．铜环会远离磁体 [答案]　A [解析]　在开关闭合瞬间，线圈内部磁通量增大且磁场方向向左。从右向左观察，根据楞次定律可知，铜环中产生逆时针方向的感应电流，故A正确，B错误；产生感应电流时，铜环等效成一个小磁针，N极在右侧，与条形磁体S极相吸引，会靠近磁体，故C、D错误。 10．(多选)(2025·辽宁锦州联考)如图所示，边长为4d的金属框在xy平面内沿＋x方向做匀速直线运动，依次通过磁感应强度大小均为B0的匀强磁场区域Ⅰ～Ⅲ。当金属框上的p点运动到x＝7d的位置时，p点没有感应电流。区域Ⅲ的磁场方向垂直于xy平面。下列叙述正确的是(　　) A．区域Ⅰ和Ⅲ的磁感应强度方向相同 B．区域Ⅱ和Ⅲ的磁感应强度方向相同 C．p点运动到x＝3d时，p点的感应电流方向为＋y D．p点运动到x＝3d时的感应电流大小大于p点运动到x＝5d时的电流大小 [答案]　AC [解析]　当金属框上的p点运动到x＝7d的位置时，p点没有感应电流。根据右手定则，区域Ⅰ和Ⅲ的磁感应强度方向相同，A正确，B错误；p点运动到x＝3d时，根据右手定则，p点的感应电流方向为＋y，C正确；磁感应强度大小不变，则p点运动到x＝3d时的感应电流大小等于p点运动到x＝5d时的电流大小，D错误。故选AC。 11．如图，水平地面放置导线框abcd，正上方有一圆柱形磁体，若磁体以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，此过程中线框始终处于静止状态，下列说法正确的是(　　) A．ab边对地面的压力增大，cd边对地面的压力减小 B．ab边和cd边均不受磁场力的作用 C．线框中感应电流的方向为abcda D．线框受地面的摩擦力方向水平向右 [答案]　D [解析]　磁体转动前，线框的磁通量最大，若以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，线框的磁通量减小，根据楞次定律，线框产生adcba方向的感应电流，磁体以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，等效为磁体向左上方移动，根据来拒去留，磁体对线框产生向左上方的吸引力，根据平衡条件，线框受地面的摩擦力方向水平向右，线框ab边、cd边所受安培力均向上，对地面的压力减小。故选D项。 12．(2025·八省联考四川卷)如图，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置，框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内，框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为(　　) [答案]　C [解析]　由楞次定律“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方，右侧导体棒所受安培力斜向左上方。故选C。 13．(多选)(2023·河北卷)如图甲，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图乙位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中(　　) A．金属杆所围回路中电流方向保持不变 B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加 C．金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反 D．金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同 [答案]　CD [解析]　由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小，金属杆所围回路内磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误；由于金属杆所围回路的面积非均匀变化，故感应电流的大小不恒定，故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的，故B错误；由上述分析，再根据左手定则，可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反，金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同，故C、D正确。故选CD。 学科网（北京）股份有限公司 $