第2章 微专题4 楞次定律的应用-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

第二章 电磁感应 微专题4楞次定律的应用 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 类型1“增反减同”法的应用 [听课记录] 探究归纳 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通 量（原磁场磁通量）的变化（口诀记为“增反减： 同”)。 (1)当原磁场磁通量增大时，感应电流的磁场方： 向与原磁场方向相反。 (2)当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场方 向与原磁场方向相同。 针对训练 [典例1]如图所示，三个线圈 在同一平面内，当I减小时， :1.如图所示，一圆形金属线圈××x0××B× 关于a、b线圈中的感应电流 放置在水平桌面上，匀强磁 方向，以下说法正确的是 场垂直桌面竖直向下，过线××必× ××0××C× ( 圈上A点作切线OO',OO与 A.都为顺时针方向 线圈在同一平面上。在线圈以OO为轴翻转 B.a线圈中为顺时针方向，b线圈中为逆时针： 180°的过程中，线圈中电流方向 方向 A.始终为A→B→C→A C.都为逆时针方向 B.始终为A→C→B→A D.a线圈中为逆时针方向，b线圈中为顺时针： C.先为A→C→B→A再为A→B→C→A 方向 D.先为A→B→C→A再为A→C→B→A 类型2“增离减靠”法的应用 :[典例2]一长直铁芯上 M 探究归纳 绕有一固定线圈M,铁 左 发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原： 芯右端与一木质圆柱密 磁通量的变化要根据具体情况而定。可能是阻 接，木质圆柱上套有一 c d 碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面： 闭合金属环N,N可在木 R 积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻： 质圆柱上无摩擦地移 碍原磁通量的变化（口诀记为“增离减靠”）。 动，M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动 (1)若原磁通量增大，则通过远离磁场源起到阻 变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开 碍的作用(“增离”)。 关。下列情况中，可观测到N向左运动的是 (2)若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻： ( 碍的作用(“减靠”)。 A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 43 物理选择性必修第二册 B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 针对训练 C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端 移动时 :2.如图所示，通电螺线管中间正上 D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端： 方和左侧分别用绝缘细线静止 移动时 悬挂着铝环a和b,两环平面与 [听课记录] 螺线管的中心轴线都垂直，b环 的圆心在螺线管的中心轴上。 当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，下列关于 两环中产生的感应电流方向和受到的安培力方 向的说法正确的是 ( A.电流方向相同，受力方向a环向上、b环向右 B.电流方向相同，受力方向a环向下、b环向左 C.电流方向相反，受力方向a环向下、b环向右 D.电流方向相反，受力方向a环向上、b环向左 类型3“来拒去留”法的应用 探究归纳 针对训练 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，3.（多选）如图所示，纽扣形永磁体直径略小于铜 产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作： 管、塑料管内径，某同学分别同时将两个纽扣形 用会“阻碍”相对运动（口诀记为“来拒去留”）。 永磁体从竖直放置的空心铜管和空心塑料管上 [典例3]（多选）如图所示，用绝 端口处由静止释放，忽略空气阻力。下列说法正 缘细绳吊起一个铝环，用条形磁 确的是 体的N极去靠近铝环，直至从 右侧穿出的过程中 ( S N A.磁体从左侧靠近铝环时，铝 环向右摆动 B.磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动 铜管塑料管 C.磁体从左侧靠近铝环时，铝环A端为N极 A.纽扣形永磁体在铜管中下落得快 D.磁体在右侧远离铝环时，B端为S极 B.纽扣形永磁体在塑料管中下落得快 [听课记录] C.纽扣形永磁体在铜管中下落过程中机械能 守恒 D.纽扣形永磁体在塑料管中下落过程中机械能 守恒 类型4 “增缩减扩”法的应用 路的磁通量减小，面积有扩张趋势（口诀记为“增 探究归纳 缩减扩”)。 就闭合电路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍 说明：此法只适用于回路中只有一个方向的磁感 穿过电路的原磁通量的变化。若穿过闭合电路： 的磁通量增大，面积有收缩趋势：若穿过闭合电： 线的情况。 44 第二章 电磁感应 [典例4]通常磁性合金能够圆柱形磁性 合金材料 针对训练 通过加热的方式减弱磁性，从 而使它周围的线圈中产生感 圆形 4.(多选)如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置， 应电流。如图所示，一圆形线 线圈 两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合 圈放在圆柱形磁性合金材料下方，现对合金材料： 回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时（重 进行加热，下列说法正确的是 ( ) 力加速度为g) () A.线圈中的感应电流产生的磁场的磁感应强度： 方向一定向上 B.线圈中将一定产生顺时针方向的电流 m C.线圈有扩张的趋势 :: D.线圈有收缩的趋势 /P [听课记录] A.p、q将互相靠拢 B.p、q将互相远离 C.磁体的加速度仍为g D.磁体的加速度小于g 类型5“三定则一定律”的综合应用 [听课记录] 探究归纳 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较 比较项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 判断通电导判断导体切 判断电流周 判断回路中磁通 线在磁场中割磁感线时 适用场合围的磁感线 量变化时产生的 所受的安培产生的感应 方向 感应电流方向 力方向 电流方向 因电而生磁 因电而受力因动而生电 因磁通量变化而 因果关系 (I→B) (I、B→F客) (、B→Ig) 生电（△D→I) [典例5] 如图所示，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 针对训练 面与磁场垂直。金属杆PQ×R×××Q× 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆5.（多选）如图所示，水平放置的 M 环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与： 两条光滑轨道上有可自由移动 的金属棒PQ、MN,当PQ在 导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运 外力的作用下运动时，MN在 动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法： 安培力的作用下向右运动，则 正确的是 ( ) PQ所做的运动可能是（导体 A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 切割磁感线速度越大，感应电流越大) B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 C.向右减速运动 D.向左减速运动 D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 45 物理 选择性必修第二册 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.如图所示，绝缘水平面上有 A.一起向左运动 两个离得很近的导体环a、 B.一起向右运动 b。将条形磁铁沿它们的正 C.ab和cd相向运动，相互靠近 中向下移动（不到达该平 D.ab和cd相背运动，相互远离 面)，a、b的移动情况可能是 4.为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用 ( 如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底 A.a、b将相互远离 B.a、b将相互靠近 C.a、b将不动 D.无法判断 部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电 2.如图所示，通电螺线管两侧各 流测量记录仪组成（电流测量记录仪未画出）。 悬挂一个小铜环，铜环平面与 当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记 螺线管截面平行。在开关S 录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道 接通瞬间，两铜环的运动情 电源 平面磁场垂直于地面向里（如图乙），则在列车经 况是 过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为 A.同时向两侧推开 ( B.同时向螺线管靠拢 列车前进方向 C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未 强磁体 知，无法具体判断 线圈I线圈Ⅱ D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负 T加i 极未知，无法具体判断 接测量仪器 3.如图所示，在载流直导线 甲 旁固定有两平行光滑导轨 A.始终沿逆时针方向 A、B,导轨与直导线平行 B.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 且在同一水平面内，在导 C.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 轨上有两个可自由滑动的 D.始终沿顺时针方向 导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增大 时，导体ab和cd的运动情况是 ( 温馨提示 请做课时分层检测（九） 2 法拉第电磁感应定律 学习目标要求 核心素养和关键能力 L.理解法拉第电磁感应定律的内容。 1.核心素养 2.能够运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。 由法拉第电磁感应定律推导部分导体切割磁感线产生 3.能够分析和计算部分导体切割磁感线产生的电动势。 的电动势的表达式。 4.知道导线切割磁感线，通过克服安培力做功把其他形式的能转 2.关键能力 化为电能。 分析推理能力。 必备知识·自主梳理 预习新知，夯实基础 一、电磁感应定律 ,这时虽然没有感应电流，但感应电动 1.感应电动势 势依然存在。 (1)在 现象中产生的电动势叫作感应电2.磁通量的变化率 动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于： 磁通量的变化率表示 变化的快慢，用 表示，其中△Φ表示磁通量的变化量， (2)在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感 应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路： △1表示发生磁通量变化所用的时间。 46圈中的电流逐渐减小，即B线圈处于逐渐减弱的磁场中，由！ 安培定则和楞次定律可知，电流表G中的感应电流方向为！ 微专题4楞次定律的应用 b·a,故选项C错误，D正确。] :关键能力·合作探究 5C[由几何知识可知，在金属棒向下滑动的过程中，金属棒！类型1 与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形Ob内：探究归纳 的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，感应电流方向先[典例1][解析]根据安培定则判断可知，在线图处产生 是b>a,后是a→b,C项正确。] 的磁场方向垂直于纸面向外，当【减小时，穿过线圈口的磁 要点4 通量减少，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈口中产生 探究导入提示：(1)导体棒αb向右运动，穿过回路的磁通量： 逆时针方向的感应电流；线圈b处的磁场方向垂直于纸面 增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原磁场方向： 向里，当【减小时，穿过线圈b的磁通量减少，根据楞次定 相反，故感应电流的方向为a·d·c·b·a。 律结合安培定则可知，线圈b中产生顺时针方向的感应电 (2)满足右手定则。 流，选项D正确，A、B、C错误。 探究归纳 [答案]D [典例4们[解析]导体棒AB切割磁感线产生感应电流，根！针对训练 据右手定则可知，AB中感应电流的方向为B→A,则导体：1.A[在线图以OO为轴翻转0~90°的过程中，穿过线图正 棒CD内有电流通过，方向是C→D,故A错误，B正确；导 面向里的磁通量逐渐减小，由“增反减同”可知感应电流方 体棒CD内有电流通过，导体棒CD受到安培力作用，由左： 向为A·B→C>A;线圈以OO'为轴翻转90°~180°的过程 手定则判断可知，磁场对导体棒CD的作用力向右，磁场对： 中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增大，由“增反减同”可 导体棒AB的作用力向左，故C错误，D正确。 知感应电流方向仍然为AB→C→A,A正确。] [答案]BD 类型2 针对训练 :探究归纳 6.A[题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，[典例2][解析]根据题意知，圆环N向左运动，根据“增 应用右手定则判断可得：A中电流方向为→b,B中电流方！ 离减靠”的原则知，线图M上的磁场在减弱，流过M的电流 向为b·a,C中电流方向沿a·dc·b→a,D中电流方向 在减小，故C正确。 为ba。故选A。] [答案]C 7.BD[ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该！针对训练 电流在线图L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电2.D[当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入 流，所以cd杆不动，故A错误：ab杆向右加速运动，根据右： 电路中的电阻变小，电流变大，通电螺线管的磁性将增强， 手定则知在ab杆上产生增大的由a到b的电流，根据安培： 穿过和b的磁通量都增大，根据楞次定律可知，要阻碍磁 定则，在L1中产生方向向上且增强的磁场，该磁场向下通· 通量的增大，将向上方磁场较弱的方向运动，而b将向左 过L”,由楞次定律，cd杆中的电流由c到d,根据左手定则，！ 侧磁场较弱的方向运动，即、b分别受到向上和向左的安 cd杆受到向右的安培力，将向右运动，故B正确；同理可得！ 培力；根据安培定则可知，a所处位置的磁场方向向右，当 C错误，D正确。] 磁场增强时，根据楞次定律可知，产生从左向右看逆时针 素养演练·提升技能 方向的感应电流，b所处位置的磁场方向向左，当磁场增强 1.A[在线圈下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以 时，根据楞次定律可知，b产生从左向右看顺时针方向的感 穿过线圈的磁通量先增大后减小，线圈从A处落到磁感应： 应电流。综上，二者产生的电流方向相反，同时环受到向 强度最大位置处的过程中，穿过线圈的磁通量增大，感应电 上的安培力，b环受到向左的安培力，故A、B、C错误，D 流产生的磁场方向向下，所以感应电流的方向为顺时针。！ 正确。] 线圈从磁感应强度最大位置处落到B处的过程中，穿过线：类型3 圈的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向上，所以感应·探究归纳 电流的方向为逆时针，A正确，B、C、D错误。] :「典例3]「解析]磁体从左侧靠近铝环时，在铝环中产生感 2.BC「图A中导体不切割磁感线，导体中无电流：由右手定 应电流，感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近，铝环A端为 则可以判断B、C正确：D图中感应电流方向应垂直于纸面 N极，铝环向右摆动，A、C正确；当磁体在右侧远离铝环时， 向外。」 感应电流的磁场阻碍铝环的远离，铝环右摆，B端为N极， 3.B[大圆环通电瞬间在小圆环内产生的磁场有向里的也有 B、D错误。 向外的，合磁通量向里，瞬间合磁通量增大。由楞次定律可： [答案]AC 知，小圆环中感应电流方向应该是逆时针方向，B项正确。]：针对训练 4.解析(1)由题图甲可知，磁体向下运动，穿过线圈的磁通！3.BD[纽扣形永磁体在塑料管中下落时只受重力作用，做 量增加，原磁场方向向下，则线圈中感应电流方向（从上向！ 自由落体运动，在铜管中下落时，使铜管的磁通量发生变 下看)为逆时针方向，即电流从正接线柱流入电流计，指针 化，铜管中产生感应电流，感应电流产生的磁场对磁体产生 偏向正接线柱。 磁场力的作用，根据“来拒去留”规律，磁体受到的磁场力向 (2)由题图乙可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培： 上，比自由落体慢，所以纽扣形永磁体在塑料管中下落得快， 定则，感应电流的磁场方向向下，又知磁通量增加，根据楞！ B正确，A错误：纽扣形永磁体在铜管中下落过程中部分机 次定律可知，磁体下方的极性为S极。 械能转变为电能，机械能不守恒，而纽扣形永磁体在塑料管 (3)由题图丙可知，原磁场方向向下，电流从负接线柱流入！ 中下落过程中只有重力做功，机械能守恒，C错误，D正确。] 电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，根据楞类型4 次定律可知，磁通量减少，磁体向上运动。 :探究归纳 (4)由题图丁可知，磁体向上运动，穿过线图的磁通量减少，！[典例4][解析]由题意可知，对合金材料加热，磁场变弱， 原磁场方向向上，根据楞次定律可知感应电流方向（从上向 导致通过线图的磁通量减小，从而圆形线图中会产生感应 下看)为逆时针方向。 电流，但由于原磁场方向未知，所以不能判断感应电流的方 答案(1)偏向正接线柱(2)S极(3)向上(4)逆时针：向，也就不能判断感应电流产生的磁感应强度的方向，故 -211 A、B错误；对合金材料加热，磁场变弱，导致通过线圈的磁：探究归纳 通量减小，根据楞次定律“增缩减扩”的表述，可以判断线图：[典例1][解析](1)根据法拉第电磁感应定律得，0一4s 有扩张的趋势，故C正确，D错误。 内，回路中的感应电动势 [答案]C E=n4 =1000×0.4-0.2)X2X10v=1V. 针对训练 △t 4 4.AD[由楞次定律的结论可知，当穿过闭合回路的磁通量： (2)t=5s时，磁感应强度正在减弱，根据楞次定律，感应电 增加时，回路的面积有收缩趋势且阻碍磁体的靠近，所以： 流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场 力、9将相互靠拢且磁体受到向上的阻力，磁体的加速度小！ 方向垂直于纸面向里，故Q点的电势高。 于g,故选项A、D正确。门 (3)在t=5s时，线图的感应电动势为 类型5 E=ng=100×0-04X2X10v=4V △Φ' 2 探究归纳 根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为 [典例5][解析]金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可 E 知，金属杆PQ中的感应电流方向由Q到P,则PQS中感 4 IFR+,=4+A=0.8A 应电流方向为逆时针方向。PQRS中感应电流产生垂直纸！ 故电阻R两端的电压U=IR=0.8X4V=3.2V。 面向外的磁场，由楞次定律可知，圆环形金属线框T中会产！ [答案](1)1V(2)a点的电势高(3)3.2V 生垂直纸面向里的磁场，则T中感应电流方向为顺时针方！针对训练 向，D正确。 1C[在电磁感应现象中，有感应电动势，不一定有感应电 [答案]D 流，只有当电路闭合时才有感应电流，选项A错误：穿过某 针对训练 回路的磁通量的变化率越大，产生的感应电动势就越大，选 5.BC[当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电： 项B错误；闭合回路置于磁场中，当磁感应强度为零时，磁 流的方向是由Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向： 通量的变化率可能很大，则感应电动势可能很大，选项C正 是自下而上的：若PQ向右加速运动，则穿过L的磁通量 确：感应电动势的大小跟穿过闭合回路的磁通量的变化率 增加，根据楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N: 成正比，选项D错误。] 一M的，根据左手定则可判定MN受到向左的安培力，将2，B[根据法拉第电磁感应定律有E0~038内 向左运动：若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方 向、MN所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，选： E-8V-婴V,保持不支，放A错送：第0,6s末线图 3 项A错误，C正确。同理可判断，选项B正确，D错误。] 素养演练·提升技能 中的感应电动势E=。8-日3V=4V,故B正痛：第0,9 1.A[条形磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环的： 6 磁通量都增大。为阻碍磁通量的增大，导体环会尽量远离！ 末线圈中的感应电动势E,=1.0二0.8V=30V,大于第 条形磁铁，所以a、b将相互远离，故选A。门 0.2s末的感应电动势，故C错误；由图分析知，第0.2s末 2.A「当电路接通瞬间，通电螺线管产生磁场，穿过两侧铜 和第0,4s末的瞬时感应电动势方向相反，故D错误。] 环的磁通量都增大，由楞次定律“增离减靠”的原则可知，两！要点2 铜环分别向外侧移动，选项A正确。] !探究导入提示：△Φ=B△S=Blo△t。 3.CL由于在闭合回路abdc中，ab和cd中感应电流方向相： E- =Blvo 反，所以两导体运动方向一定相反，选项A、B错误；当载流 直导线中的电流逐渐增大时，穿过闭合回路的磁道量增大，：北典例2[解析])第3s未，夫在导轨同导体的长度为 探究归纳 根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍穿过闭合回路的： 磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍 l=wt·tan30°=5×3×tan30°m=5√3m 磁通量增大的目的。故选C。] 此时E=Bl0=0.2×5√3×5V=5√3V。 4.C[在列车经过线圈上方时，由于列车上的强磁体在线圈： (2)3s内回路中磁通量的变化量为 处的磁场的方向向下，所以线圈内的磁通量方向向下，磁通 量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的 Ab=BS-0=0.2X号×15X55wb=155wB 2 方向先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，故选C。] 3s内电路中产生的平均感应电动势为 2法拉第电磁感应定律 15√3 必备知识·自主梳理 E-4 △t v-v 一、1.(1)电磁感应电源(2)断开2.磁通量 △Φ △t [答案155m55V(2)5W多5V 2 3.(1)变化率(2)n (3)韦伯伏特 :针对训练 二、l.Ble2.Blusin 0 :3.B[当P点经过边界MN时，切割磁感线的有效长度最 大，此时感应电动势最大，感应电流也最大。] 即学即用 :4.解析(1)设金属棒中产生的感应电动势为E, 1.(1)×(2)×(3)×(4)/(5)/ 则E=BLU 2.Blv Blusin 0 代入数值得E=1.2V。 关键能力·合作探究 (2)设流过电阻R的电流大小为I, 要点1 E 探究导入提示：(1)磁通量变化量△中相同，但磁通量变化！ 则I=R十r 的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大。 代入数值得I=0.2A (2)用两根磁体快速插入时磁通量变化量较大，磁通量变化： 因棒匀速运动，则拉力等于安培力，有 率也较大，指针偏转角度较大。 F=F=BIL=0.02N。 212