第二章 1 楞次定律（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦楞次定律这一核心知识点，通过实验探究感应电流方向与原磁场方向、磁通量变化的关系，归纳出楞次定律内容，进而引出右手定则作为特例，构建从实验到规律再到应用的完整学习支架。 该资料以科学探究为核心，通过实验记录表分析磁体运动与感应电流方向关系，培养学生科学推理能力；结合例题与拓展题，运用模型建构解析实际情境，深化物理观念。课中辅助教师引导学生实验探究，课后通过课时对点练帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

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中磁通量增加，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中磁通量增加，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　(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。 例3　(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。 拓展　若直导线中通有沿纸面向上的恒定电流I，试分析以下几种情况下线框abcd中的电流方向。 (1)线框abcd沿平行于导线方向向上平动时； (2)线框abcd向右平动时； (3)线框abcd由右向左匀速通过直导线的过程中。 答案　(1)穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流。 (2)穿过线框的磁通量向里减小，故感应电流方向为abcda。 (3)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 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：60分] [2~7题，每题4分] 考点一　影响感应电流方向的因素 1.(10分)(2024·台州市十校联盟高二期中)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： (1)(5分)为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要图甲中的器材　　　　(选填字母)。  (2)(5分)实验得出，电流由“＋”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图乙所示，某同学将条形磁体的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针　　　　(选填“向左”或“向右”)偏转。  答案　(1)C　(2)向右 解析　(1)为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除题中器材外，还需要直流电源(干电池)确定电流的方向。 故选C。 (2)将条形磁体的N极从螺线管拔出时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流沿顺时针(俯视)方向，即电流由“＋”接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转。 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，且磁场方向向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，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，且磁场方向向上，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，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.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部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(电流测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面磁场垂直于地面向里(如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为(　　) A.始终逆时针方向 B.先顺时针方向，再逆时针方向 C.先逆时针方向，再顺时针方向 D.始终顺时针方向 答案　C 解析　在列车车头经过线圈的上方时，由于强磁体磁场的方向向下，所以线圈内的磁通量方向向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针，再顺时针，故C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5分] 8.(2024·绍兴市诸暨中学高二期中)如图所示，在纸面内有用导线构成的abcd回路，回路内部有垂直于线圈平面变化着的磁场，在ab边的正上方静止着一小磁针，闭合开关K的瞬间发现小磁针S极向纸面外偏转，则下列说法正确的是(　　) A.回路中产生的感应电流方向为adcba B.回路中产生的感应电流方向为abcda C.回路中变化的磁场可能是垂直纸面向外正逐渐增加 D.回路中变化的磁场可能是垂直纸面向里正逐渐减小 答案　A 解析　小磁针S极向纸面外偏转，可知小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据安培定则可知，回路中产生的感应电流方向为adcba；根据楞次定律可知，回路中变化的磁场可能是垂直纸面向外正逐渐减小或垂直纸面向里正逐渐增加。故选A。 9.(多选)(2024·杭州第十四中学高二期中)如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入M、N极板间，发现电子向M板偏转，此时情况可能是(　　) A.开关S闭合瞬间 B.开关S由闭合到断开瞬间 C.开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动 D.开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动 答案　AD 解析　开关S闭合瞬间，根据安培定则，穿过线圈的磁通量向右增加，由楞次定律知，在右侧线圈中感应电流的磁场方向向左，相当于M板与电源的正极相连，N板与电源负极相连，其内部的电场方向向右，电子受到向左的静电力，从而使电子向M板偏转，故A可能； 断开开关S的瞬间，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知，感应电流的磁场方向和原磁场方向相同，即右侧线圈左端为电源负极，右端为电源正极，M、N板间电场向左，电子向N板偏转，故B不可能； S闭合时，滑动变阻器滑片向右迅速滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电流减小，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律及以上分析知，电子向N板偏转，故C不可能； S闭合时，滑动变阻器滑片向左迅速滑动，滑动变阻器接入电路电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律及以上分析知，电子向M板偏转，故D可能。 10.现代汽车中有一种先进的制动装置，它让车轮在制动时不完全抱死滑行，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，由于尖齿靠近磁体时被磁化，使磁场增强；尖齿离开磁体时磁场减弱，于是线圈中产生了感应电流。将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死。在尖齿a转过虚线位置的前、后，下列说法正确的是(　　) A.M中的感应电流方向一直向左 B.M中的感应电流方向一直向右 C.M中先有自右向左，后有自左向右的感应电流 D.M中先有自左向右，后有自右向左的感应电流 答案　D 解析　当尖齿靠近磁体时被磁化，使磁场增强，根据楞次定律，线圈内轴线上感应电流的磁场水平向右，运用右手螺旋定则，通过M的电流自左向右；当尖齿远离磁体时，使磁场减弱，根据楞次定律，线圈内轴线上感应电流的磁场水平向左，通过M的电流自右向左。故D正确。 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。 [6分] 12.(2024·金华市曙光学校高二月考)如图所示，两通电长直导线沿正方体的A'D'棱和BB'棱放置，通过大小相等、方向如图中所示的恒定电流。一闭合圆形金属小线圈，初始位置圆心在A点，可沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中小线圈平面始终与AA'B'B平面平行。沿AD方向观察，不考虑地磁场影响，下列说法正确的是(　　) A.C和D两点的磁感应强度相同 B.C'点的磁感应强度方向由D点指向C'点 C.圆形小线圈由A点向A'点移动时能产生顺时针方向的感应电流 D.圆形小线圈由A点向D点移动时能产生逆时针方向的感应电流 答案　D 解析　如图所示， 根据右手螺旋定则，A'D'棱导线在D、C两点产生的磁感应强度分别为B1、B1'，BB'棱导线在C、D两点产生的磁感应强度分别为B2、B2'，根据矢量的合成，知C和D两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，故A错误；根据右手螺旋定则，知A'D'棱导线在C'点产生的磁场方向由C'→C，BB'棱导线在C'点产生的磁场方向由C'→D'，根据矢量的合成，得C'点的磁感应强度方向由C'点指向D点，故B错误；闭合圆形金属小线圈由A点向A'点移动时，距BB'棱导线距离不变，又因为小线圈平面始终与AA'B'B平面平行，故磁通量不变，无感应电流产生，故C错误；圆形小线圈由A点向D点移动时，距A'D'棱导线距离不变，BB'棱导线产生的磁场穿过小线圈的磁通量减小，根据楞次定律得感应电流磁场方向由小线圈平面向外，产生逆时针方向的感应电流，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $