1. 楞次定律（同步讲义）物理人教版选择性必修第二册

1. 楞次定律 【知识梳理】 1 一、 影响感应电流方向的因素 1 二、 楞次定律 1 三、 右手定则 2 【重难探究】 2 探究1 　影响感应电流方向的因素 2 探究2 探究楞次定律 4 探究3 探究右手定则 6 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 影响感应电流方向的因素 1、探究感应电流的方向实验原理 （1）由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。 （2）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，螺线管，灵敏电流计，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。 3、进行实验 （1）探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。 实验电路如图甲、乙所示： 结论：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，明确螺线管的绕线方向。 ②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验。 ③观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格． 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 原磁场方向(“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(在螺线管上方俯视) 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”) 原磁场与感应电流磁场方向的关系 ④整理器材 4、实验结果分析 根据上表记录，得到下述结果：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，阻碍磁通量的增加；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，阻碍磁通量的减少。 5、 实验结论：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 知识点2 楞次定律 1、楞次定律的内容：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、从能量角度理解楞次定律：感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能。 3、对楞次定律的理解 (1)楞次定律中的因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果。 (2)对“阻碍”的理解 问题 结论 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 为何阻碍 原磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响 (3)“阻碍”的表现形式 从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化。 从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动。 知识点3 右手定则 1、右手定则：如图所示，内容：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。这就是更便于判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。 （1）右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断. （2）右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系： 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。 2、“三定则一定律”的综合应用：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 适用场合 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁场中所受的安培力方向 判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向 判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向 因果关系 因电而生磁(I→B) 因电而受力(I、B→F安) 因动而生电(v、B→I感) 因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感) 【重难探究】 探究1 影响感应电流方向的因素 1．情景引入 在如图所示的电路中，把条形磁体的一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，灵敏电流计的指针发生了偏转，但前后两次的偏转方向不同。这说明，在此过程中，电路中有感应电流产生，但感应电流的方向并不相同。那么，感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 由于产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，因此，可以猜想感应电流的方向与磁通量的变化有关。 2．实验：探究影响感应电流方向的因素 在上述实验中，分别记录N极、S极在线圈中插入、抽出时感应电流的方向。 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 示意图 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 原磁场的 磁通量变化 增加 减小 增加 减小 感应电流方向（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 （与原磁场相反） （相互排斥） 向下 （与原磁场相同） （相互吸引） 向下 （与原磁场相反） （相互排斥） 向上 （与原磁场相同） （相互吸引） 3．实验结论 ①磁场方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。 即，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。 总结口诀：增反减同。 ②相对运动方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与插入的磁极相互排斥。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与抽出的磁极相互吸引。 即，感应电流的磁场总是阻碍磁体与线圈之间的相对运动。 总结口诀：来拒去留。 【典例赏析】 [例1]某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）实验前__________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于__________端（选填“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向左移动时灵敏电流计的指针__________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 （3）该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A．按下按钮时，门铃会响 B．按住按钮不动，门铃会响 C．按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 【答案】（1）需要 （2） 右 右偏 （3）A 【详解】（1）由于本实验通过电流计指针偏转方向确定感应电流方向，所以实验前需要判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 （2）[1]实验时，闭合开关前滑动变阻器接入电路的电阻最大，所以滑动变阻器的滑片应位于右端； [2]由于闭合开关时，灵敏电流计的指针右偏，即穿过线圈的磁通量增大时，指针右偏，所以指针稳定后迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时，回路中电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则灵敏电流计的指针右偏。 （3）A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量发生变化，螺线管产生感应电动势，门铃均会响，故A正确； B．按住按钮不动，螺线管中磁通量不变，螺线管中的感应电动势为零，门铃不会响，故B错误； C．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，通过门铃感应电流大小不一定相等，故C错误。 故选A。 　【针对训练】 1在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： （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，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要__________（选填“A”“B”或“C”）； A．　　B．　　C． （2）实验得出，电流由“”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针__________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转； （3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 C 向右 变小 【详解】（1）[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，还需要直流电源确定电流的方向。 故选C。 （2）[2] 将条形磁铁的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方向，即电流由“”接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转。 （3）[3]根据楞次定律“来拒去留”的结论可知，电子秤的示数会变小。 2.为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 （1）所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“﹢”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。如图甲，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示，则螺线管中感应电流产生的磁场方向__________（填“向下”或“向上”）。 （2）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 B．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，电流计指针向左偏转 D．将磁铁的N极向下，并将其插入，电流计指针向右偏转 （3）本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁极向下插入螺线管，可观察到发光二极管__________（填“D1”或“D2”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向__________（填“相同”或“相反”）。 【答案】（1）向下 （2）A （3） D1 相反 【详解】（1）将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转，说明感应电流方向为从B经螺线管到A，由右手螺旋定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。 （2）AB．将磁铁插入的速度越大，可知穿过螺线管的磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，则感应电流越大，电流计指针偏转幅度越大，故A正确，B错误； C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，则穿过螺线管的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流由电流计的正极流入，指针向右偏转，故C错误； D．将磁铁的N极向下，并将其插入，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流由电流计的负极流入，电流计指针向左偏转，故D错误。 故选A。 （3）[1]将条形磁铁N极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从上端经螺线管到下端，可观察到发光二极管D1短暂发光； [2]由此可知，当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反 探究2 　探究楞次定律 【探究导入】 在实验室中，当条形磁铁快速插入或拔出线圈时，连接在线圈两端的电流表指针会发生偏转，说明线圈中产生了感应电流。这种现象在发电机、变压器等设备中广泛存在。观察发现，磁铁插入和拔出时，电流表指针偏转方向相反，表明感应电流的方向与磁通量变化有关。 问题 1.磁铁插入线圈时，线圈中的磁通量如何变化？ 提示： 当磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁感线增多，磁通量增加；拔出时磁通量减少。这两种情况下都会产生感应电流。 2.感应电流产生的磁场对原磁场的变化起到了什么作用？ 提示：实验发现，感应电流所产生的磁场总是“抵抗”原磁通量的变化。当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场相反，以削弱其增强趋势；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场相同，以补充其减弱趋势。 3.如何判断感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系？ 提示：根据磁通量是增加还是减少，可确定感应电流磁场的方向。若磁通量增加，则与反向；若磁通量减少，则与同向。 4.能否通过感应电流的磁场方向推断出感应电流的方向？ 提示： 知道感应电流磁场方向后，应用右手螺旋定则（安培定则），由磁场方向判断线圈中电流的流向，从而确定感应电流方向。 【探究归纳】 1.楞次定律内容：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.能量守恒解释：感应电流的产生伴随着能量转化，外力克服感应电流的阻碍作用做功，将机械能转化为电能。 3.方向判定步骤： (1)明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向。 (2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化。 (3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向。 (4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向。 【典例赏析】 [例2]如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，且ad边、bc边一直在同一水平面上，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流（　　） A．沿abcda流动 B．沿dcbad流动 C．先沿abcda流动，后沿dcbad流动 D．先沿dcbad流动，后沿abcda流动 【答案】A 【详解】根据题意，由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少，线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置，穿过线圈自下而上的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda，线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置，穿过线圈自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda。 故选A。 【针对训练】 3.（多选）如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个长方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在时间内，则（　　） A．线框中感应电流先逆时针后顺时针 B．线框中感应电流一直沿顺时针方向 C．线框受到的安培力先向右，后向左 D．线框受到的安培力方向始终向左 【答案】BC 【详解】AB．在0～t0时间内，电流方向向下减小，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向里减小，根据楞次定律，线框中感应电流的方向为顺时针；同理在t0～2t0时间内，电流方向向上增加，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向外增加，感应电流的方向还是顺时针方向，故A错误，B正确； CD．线框上下两边受到的安培力等大反向，ab边受到的安培力小于cd边受到的安培力，所以线框受到的安培力大小可以根据cd边受到的安培力情况进行分析。根据左手定则，线框受到的安培力先向右，后向左，故C正确，D错误。 故选BC。 4.如图甲所示，abcd中的磁场按图乙的形式随时间变化，磁场垂直纸面向里为正方向，则矩形线框内的感应电流方向是怎样的，以及bc边受到的安培力的方向是怎样的？ 【答案】0~1s感应电流方向为逆时针方向，1s~3s顺时针方向，3s~4s逆时针方向：0~1s内安培力方向向左，1s~2s内向右，2s～3s内向左，3s~4 s内向右 【详解】由图乙可知，0~1s磁感应强度随时间逐渐增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向，1s~2s磁感应强度逐渐减小，2s~3s磁感应强度负方向逐渐增大，由楞次定律可知，1s~3s感应电流的方向为顺时针方向，3s~4s磁感应强度负方向逐渐减小，由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向； 由左手定则，可知0~1s内bc边受到的安培力方向向左，1s~2s内向右，2s～3s内向左，3s~4 s内向右。 探究3 右手定则 【探究导入】 情境探究 在自行车发电机中，车轮转动时带动线圈在磁场中旋转，使灯泡发光。这一过程涉及导体在磁场中的运动产生电流的现象。当金属导线在磁场中做切割磁感线的运动时，闭合回路中会产生感应电流。如何判断这种情况下感应电流的方向呢？ 问题 1. 当导体棒在磁场中向右运动并切割磁感线时，闭合回路中是否会产生感应电流？ 提示：根据电磁感应现象，当闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，回路中的磁通量发生变化，从而产生感应电流。因此，导体棒运动时确实会产生感应电流。 2.如果已知磁场方向和导体运动方向，能否确定感应电流的方向？ 提示：感应电流的方向不是随意的，它由磁场方向和导体运动方向共同决定。通过实验观察可以发现，改变磁场方向或导体运动方向，感应电流方向也会随之改变。 3. 感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向之间是否存在某种空间关系？ 提示：三个方向（磁场、运动、电流）之间存在垂直关系。若已知其中两个方向，第三个方向可通过特定规则确定。这种关系具有可重复性和规律性。 4.能否用一个直观的方法来统一判断导体切割磁感线时的感应电流方向？ 提示：为了方便判断，可采用右手定则：伸开右手，使拇指与其余四指垂直且共面；让磁感线从掌心进入，拇指指向导体运动方向，则四指所指方向即为感应电流方向。该方法将三个方向的空间关系具体化，便于实际应用。 【探究归纳】 1.右手定则用于判断闭合导体回路中部分导体切割磁感线时产生的感应电流方向。 2.使用方法：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 【典例赏析】 [例3]在北半球上空，地磁场的磁感应强度竖直分量向下，一架无人机在天津某地上空水平飞行，P为无人机右翼端点，Q为无人机左翼端点，则下列判断正确的是（　　） A．向东飞行时，P点比Q点电势高；向西飞行时，P点比Q点电势低 B．向东飞行时，P点比Q点电势低；向西飞行时，P点比Q点电势高 C．向东飞行时，P点比Q点电势高；向西飞行时，P点比Q点电势高 D．向东飞行时，P点比Q点电势低；向西飞行时，P点比Q点电势低 【答案】D 【详解】飞机水平飞行机翼切割磁场竖直分量，磁场方向竖直向下。根据右手定则可知，无论是向东还是向西水平飞行，都是P点比Q点电势低。 故选D。 【针对训练】 5.（多选）在北半球，地磁场竖直分量向下。阳泉市某中学的兴趣实验小组，把一个正方形闭合导线框abcd放置在水平绝缘桌面上，线圈的ad边沿南北方向，ab边沿东西方向。下列说法中正确的是（   ）      A．若使线圈向东平动，则a点的电势比d点的电势低 B．若使线圈向南平动，则b、c点两点电势相等 C．若使线圈向西平动，则a点的电势比b点的电势低 D．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点电势高 【答案】BD 【详解】A．线圈向东平动时根据右手定则得出a点电势高于d点电势，A错误； B．线圈向南平动时bc边不切割磁感线，不产生感应电动势，b点电势和c点电势相等，B正确； C．线圈向西平动时，ab边不切割磁感线，不产生感应电动势，a点电势和b点电势相等，C错误； D．线圈向北平动时，利用右手定则得出a点电势比b点高，D正确。 故选BD。 6.如图所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R，在圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法中正确的有（　　） A．圆盘上各点电势都相等 B．圆盘边缘上各点电势都相等 C．电阻R上的电流由a到b D．不发生电磁感应现象 【答案】B 【详解】AD.金属圆盘看成由无数金属幅条组成的，故各金属辐条切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由右手定则可知电流由边缘流向中间，所以圆盘上各点的电势不相等，故选项A、D不符合题意； B.圆盘边缘处相当于各电源并联，各点的电势相等，故选项B符合题意； C.将金属圆盘看成由无数金属幅条组成，根据右手定则判断可知圆盘上的感应电流由边缘流向圆心，所以电阻上电流由到，故选项C不符合题意． 【课堂自测·基础练】 1．楞次定律是一条基本的物理原理。它是以下哪项物理学基本定律在电磁感应现象中的具体体现（　　） A．电荷守恒定律 B．欧姆定律 C．动量守恒定律 D．能量守恒定律 【答案】D 【详解】A．电荷守恒定律描述电荷总量不变，与感应电流的阻碍作用无关，故A错误； B．欧姆定律反映电流与电压的关系，不涉及电磁感应的方向规律，故B错误； C．动量守恒定律适用于系统动量不变的情形，与电磁感应现象无直接联系，故C错误； D．楞次定律要求感应电流的磁场阻碍原磁通量变化，避免能量无限产生，确保电磁感应过程能量转化守恒，故D正确。 2．如图所示是延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B，当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁D一小段时间，之后弹簧才把衔铁D拉起。下列做法有助于增加延时效果的是（　　） A．增加线圈B的匝数 B．减小线圈A的匝数 C．增大弹簧K的劲度系数 D．将衔铁D换成铜片 【答案】A 【详解】断开开关时，B线圈磁通量发生变化，B线圈产生感应电流，铁芯此时变为电磁铁，对衔铁继续吸引，起到延时作用，可以增加线圈A、B的匝数，增强磁性，或减小弹簧的劲度系数来增加延时效果，将衔铁D换成铜片后，电磁铁对铜片不吸引。 故选A。 3．如图所示，竖直固定的光滑直角金属导轨POQ处于垂直纸面向里的匀强磁场中，OP竖直，OQ水平。一光滑导体棒MN靠在导轨上，已知ON<OM，整个过程导体棒与导轨接触良好。导体棒MN从图示所在位置由静止向下滑动直到导体棒MN水平导轨的过程，导体棒中感应电流方向（　　） A．一直由M到N B．一直由N到M C．先由M到N，再由N到M D．先由N到M，再由M到N 【答案】D 【详解】根据楞次定律，闭合回路的面积先变大后变小，即磁通量先增大后减小，导体棒中感应电流的方向先由N到M，再由M到N。 故选D。 4．如图所示，用一根带绝缘外皮的铜导线制成的闭合“8”字环，交叉位置固定且互相绝缘，左右两侧圆环分别处在以OO'为界的两侧，右侧无磁场，左侧磁场方向垂直纸面向里，在磁场快速减小的过程中（　　） A．左侧圆环中有顺时针方向的感应电流 B．右侧圆环中有顺时针方向的感应电流 C．右侧圆环中的电流大小小于左侧圆环的电流大小 D．右侧圆环中的电流大小大于左侧圆环的电流大小 【答案】A 【详解】AB．在磁场快速减小的过程中，左侧圆环的磁通量减小，根据楞次定律，左侧圆环中有顺时针方向的感应电流，右侧圆环中有逆时针方向的感应电流，A正确，B错误； CD．两个圆环串联，右侧圆环中的电流大小等于左侧圆环的电流大小，CD错误。 故选A。 5．如图所示，无限长通电直导线与右侧的心形导线圈在同一平面内，线圈的中间线与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持中间线与直导线平行，在线圈靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（    ） A．线圈内产生的感应电流方向为顺时针 B．直导线对线圈左半边边和右半边的安培力等大反向 C．直导线对心形线圈的安培力方向向左 D．直导线在线圈内部产生的磁场方向垂直于线圈所在平面向里 【答案】D 【详解】AD．根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在线圈靠近直导线的过程中，线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电流方向是逆时针，故A错误，D正确； B．直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越近磁感应强度越大，则对左半边和右半边的安培力不等大，但方向是相反的，故B错误； C．根据楞次定律推论“来拒去留”可知，两者相斥，直导线对心形线圈的安培力方向向右，故C错误。 故选D。 6．如图甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。从上往下看，P、Q中均以逆时针方向电流为正。现Q中通如图乙所示变化电流，则P中感应电流随时间的关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】0−t0时间内，Q中电流沿逆时针方向均匀增大，根据安培定则判断可知，Q产生的磁场方向向上，且磁场B均匀增大，由楞次定律得知P中感应电流方向沿顺时针，方向为负；因为Q中产生的磁感应强度与电流成正比，有B=ki，则 则P中感应电动势为 感应电流大小为 同理，t0−2t0时间内，P中感应电流的方向沿逆时针，为正，感应电流大小为 2t0−3t0时间内，P中感应电流方向沿顺时针，为负，感应电流大小为。 故选C。 7．半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场，当其圆心经过磁场边界时，速度与边界成角，圆环中感应电流为，此时圆环所受安培力的大小和方向是（　　） A．，方向与速度方向相反 B．，方向垂直向下 C．，方向垂直向下 D．，方向与速度方向相反 【答案】B 【详解】圆环中的电流为，在磁场部分的等效长度等于圆环的直径，由安培力公式，可得此时圆环所受安培力的大小 由楞次定律和右手螺旋定则可判定，感应电流的方向是顺时针方向，故再由左手定则可判定圆环所受的安培力的方向垂直MN向下。 故选B。 8．（多选）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A．当闭合开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相同的感应电流 B．当闭合开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相反的感应电流 C．当断开开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相同的感应电流 D．当断开开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相反的感应电流 【答案】AD 【详解】AB．当闭合开关S的瞬间，穿过线圈P向左的磁通量增加，根据楞次定律，线圈P里产生与图示方向相同的感应电流，故A正确；B错误； CD．同理，当断开开关S的瞬间，线圈P里有与图示方向相反的感应电流，故D正确；C错误。 故选AD。 9．（多选）如图甲所示，一个正方形导线框放在匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向外为正，下列说法正确的是（　　） A．0~5s内，线框有扩张的趋势 B．0~5s内，线框中的电流沿顺时针方向 C．5~10s内，线框有收缩的趋势 D．5~10s内，线框中的电流沿逆时针方向 【答案】ACD 【详解】A．0~5s内，穿过线圈的磁通量减小，根据“增缩减扩”可知，线框有扩张的趋势，选项A正确； B．0~5s内，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律“增反减同”可知，线框中的电流沿逆时针方向，选项B错误； C．5~10s内，穿过线圈的磁通量增加，根据“增缩减扩”可知，线框有收缩的趋势，选项C正确； D．5~10s内，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律“增反减同”可知，线框中的电流沿逆时针方向，选项D正确。 故选ACD。 10．（多选）如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　） A．图甲中极电势比极电势低 B．图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向 C．图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同 D．图甲中两导线在内相互吸引 【答案】BD 【详解】A．图甲中由左手定则可知，正离子偏向上极板，负离子偏向下极板，可知极电势比极电势高，选项A错误； B．图甲中A线圈内穿过线圈的磁通量向左减小，根据楞次定律，则感应电流的方向从左向右看为逆时针方向，选项B正确； C．图甲中A线圈内和内B-t图像的斜率相同，可知产生的感应电流大小方向都相同，选项C错误； D．同理在内根据楞次定律，则线圈A中的感应电流的方向从左向右看为顺时针方向，即从c到d，而导线ab中的电流从a到b，两导线中电流同向，可知相互吸引，选项D正确。 故选BD。 11.如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，线圈A放在线圈B中，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转。下列说法中正确的是（    ） A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转 B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向左偏转 C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针不偏转 D．断开开关瞬间，电流计指针向右偏转 【答案】C 【详解】A．闭合开关的瞬间观察到电流表G的指针向右偏转，说明穿过线圈B的磁通量增加时指针右偏，则闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出，线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可知电流表G的指针向左偏转，故A错误； B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路中电流增大，线圈B的磁通量增大，根据楞次定律可知电流表G的指针向右偏转，故B错误； C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流，电流计指针不偏转，故C正确； D．断开开关瞬间，电路中电流减小，线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可知电流表G的指针向左偏转，故D错误。 故选C。 12 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺的导线补接完整； (2)如果在闭合开关时将线圈A插入B，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关，且在线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将 （填“向左偏”或“向右偏”）；滑片不动，将原线圈A迅速拔出副线圈B，电流计指针将 （填“向左偏”或“向右偏”）。 (3)闭合开关后，将线圈A向下插入线圈B时，线圈A与线圈B之间的作用力为 （选填“引力”或“斥力”）。 【答案】(1) (2) 向左偏 向左偏 (3)斥力 【详解】（1）根据实验原理，要形成两个回路，一个是由电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成的原线圈回路，另一个是由电流计与线圈B组成的副线圈回路，如图所示 （2）[1]闭合开关时将线圈A插入B，磁通量增加，指针向右偏。合上开关且线圈A插入线圈B后，滑动变阻器滑片迅速向左移动，电阻增大，原线圈电流减小，穿过副线圈B的磁通量减小，感应电流方向与之前相反，所以电流计指针向左偏； [2]滑片不动，将原线圈A迅速拔出副线圈B，穿过副线圈B的磁通量也减小电流计指针同样向左偏。 （3）闭合开关后，将线圈A向下插入线圈B时，根据楞次定律“来拒去留”，线圈B会阻碍线圈A的插入，所以线圈A与线圈B之间的作用力为斥力。 【素养进阶·提升练】 1．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 【答案】A 【详解】由图（b）可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小，根据右手定则可知，CS线圈产生的磁场下端为N极，上端为S极，则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小，由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向（俯视），则产生的等离子体电流方向（俯视）为顺时针；同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时，情况与前一阶段等效，即产生的等离子体电流方向（俯视）仍为顺时针。 故选A。 2．（2025·北京·高考真题）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 【答案】D 【详解】A．有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误； B．根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故B错误； C．磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故C错误； D．分析可知有无线圈时，根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的机械能相同，故D正确。 故选D。 3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 【答案】B 【详解】当钢制线圈与电容器组连通时，钢制线圈中产生迅速增大的电流，线圈中产生迅速增强的磁场。根据楞次定律，可知铜环中产生的感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故铜环中的感应电流与钢制线圈中的电流方向相反。为阻碍铜环中磁通量变化，铜环上感应的电流与钢制线圈的电流大小几乎相等。因此两个方向相反的大电流之间的作用力使圆环被急速的向内侧压缩。ACD错误，B正确。 故选B。 4．（2023·河北·高考真题）（多选）如图，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 【详解】A．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； B．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； CD．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CD正确。 故选CD。 5．（2024·北京·高考真题）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。 关于本实验，下列说法正确的是 （填选项前的字母）。 A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 【答案】BC 【详解】A．本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的大小，故A错误； B．本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确； C．由题图2甲和乙知，条形磁体插入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N还是S有关，故C正确。 故选BC。 6.（2026·河南·高考真题）（多选）某种呼吸监测装置的原理如图1所示。呼吸气流可从绕有线圈的空心圆管左端进出，使位于圆管右端的磁性薄膜运动。呼气时薄膜向右运动，吸气时薄膜向左运动。图2为电压传感器显示的电压随时间变化的图像，为正时点电势高于点，下列说法正确的是（ ） A. 若磁性薄膜的N极在右侧，则吸气时点电势高 B. 若磁性薄膜的N极在右侧，则吸气时点电势高 C. 若图2中点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧 D. 若图2中点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若磁性薄膜的N极在右侧，则通过线圈的磁场方向向右，吸气时薄膜向左运动，通过线圈的磁场增强，由楞次定律可知感应磁场方向向左，则线圈中电流方向由a到b，即点电势高于点， 故A错误，B正确； C．由题图2可知，P点对应的电压为正，即由题意可知此时b点电势高于a点电势，线圈中的感应电流由a到b，通过线圈的感应磁场方向向左，若P点对应呼气，则线圈中的原磁场减弱，即原磁场方向应向左，磁性薄膜的S极在右侧，故C正确； D．由题图2可知，Q点对应的电压为负，即由题意可知此时b点电势低于a点电势，线圈中的感应电流由b到a，通过线圈的感应磁场方向向右，若Q点对应呼气，则线圈中的原磁场减弱，即原磁场方向应向右，磁性薄膜的S极应在左侧，故D错误。 故选BC。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 1. 楞次定律 【知识梳理】 1 一、 影响感应电流方向的因素 1 二、 楞次定律 1 三、 右手定则 2 【重难探究】 2 探究1 　影响感应电流方向的因素 2 探究2 探究楞次定律 4 探究3 探究右手定则 6 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 影响感应电流方向的因素 1、探究感应电流的方向实验原理 （1）由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。 （2）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，螺线管，灵敏电流计，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。 3、进行实验 （1）探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。 实验电路如图甲、乙所示： 结论：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，明确螺线管的绕线方向。 ②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验。 ③观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格． 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 原磁场方向(“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(在螺线管上方俯视) 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”) 原磁场与感应电流磁场方向的关系 ④整理器材 4、实验结果分析 根据上表记录，得到下述结果：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，阻碍磁通量的增加；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，阻碍磁通量的减少。 5、 实验结论：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 知识点2 楞次定律 1、楞次定律的内容：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、从能量角度理解楞次定律：感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能。 3、对楞次定律的理解 (1)楞次定律中的因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果。 (2)对“阻碍”的理解 问题 结论 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 为何阻碍 原磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响 (3)“阻碍”的表现形式 从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化。 从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动。 知识点3 右手定则 1、右手定则：如图所示，内容：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。这就是更便于判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。 （1）右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断. （2）右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系： 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。 2、“三定则一定律”的综合应用：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 适用场合 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁场中所受的安培力方向 判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向 判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向 因果关系 因电而生磁(I→B) 因电而受力(I、B→F安) 因动而生电(v、B→I感) 因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感) 【重难探究】 探究1 影响感应电流方向的因素 1．情景引入 在如图所示的电路中，把条形磁体的一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，灵敏电流计的指针发生了偏转，但前后两次的偏转方向不同。这说明，在此过程中，电路中有感应电流产生，但感应电流的方向并不相同。那么，感应电流的方向与哪些因素有关呢？ 由于产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，因此，可以猜想感应电流的方向与磁通量的变化有关。 2．实验：探究影响感应电流方向的因素 在上述实验中，分别记录N极、S极在线圈中插入、抽出时感应电流的方向。 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 示意图 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 原磁场的 磁通量变化 增加 减小 增加 减小 感应电流方向（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 （与原磁场相反） （相互排斥） 向下 （与原磁场相同） （相互吸引） 向下 （与原磁场相反） （相互排斥） 向上 （与原磁场相同） （相互吸引） 3．实验结论 ①磁场方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。 即，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。 总结口诀：增反减同。 ②相对运动方面： 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与插入的磁极相互排斥。 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与抽出的磁极相互吸引。 即，感应电流的磁场总是阻碍磁体与线圈之间的相对运动。 总结口诀：来拒去留。 【典例赏析】 [例1]某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）实验前__________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于__________端（选填“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向左移动时灵敏电流计的指针__________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 （3）该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A．按下按钮时，门铃会响 B．按住按钮不动，门铃会响 C．按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 　【针对训练】 1在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： （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，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要__________（选填“A”“B”或“C”）； A．　　B．　　C． （2）实验得出，电流由“”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针__________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转； （3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 2.为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 （1）所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“﹢”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。如图甲，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示，则螺线管中感应电流产生的磁场方向__________（填“向下”或“向上”）。 （2）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 B．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，电流计指针向左偏转 D．将磁铁的N极向下，并将其插入，电流计指针向右偏转 （3）本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁极向下插入螺线管，可观察到发光二极管__________（填“D1”或“D2”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向__________（填“相同”或“相反”）。 探究2 　探究楞次定律 【探究导入】 在实验室中，当条形磁铁快速插入或拔出线圈时，连接在线圈两端的电流表指针会发生偏转，说明线圈中产生了感应电流。这种现象在发电机、变压器等设备中广泛存在。观察发现，磁铁插入和拔出时，电流表指针偏转方向相反，表明感应电流的方向与磁通量变化有关。 问题 1.磁铁插入线圈时，线圈中的磁通量如何变化？ 提示： 当磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁感线增多，磁通量增加；拔出时磁通量减少。这两种情况下都会产生感应电流。 2.感应电流产生的磁场对原磁场的变化起到了什么作用？ 提示：实验发现，感应电流所产生的磁场总是“抵抗”原磁通量的变化。当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场相反，以削弱其增强趋势；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场相同，以补充其减弱趋势。 3.如何判断感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系？ 提示：根据磁通量是增加还是减少，可确定感应电流磁场的方向。若磁通量增加，则与反向；若磁通量减少，则与同向。 4.能否通过感应电流的磁场方向推断出感应电流的方向？ 提示： 知道感应电流磁场方向后，应用右手螺旋定则（安培定则），由磁场方向判断线圈中电流的流向，从而确定感应电流方向。 【探究归纳】 1.楞次定律内容：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.能量守恒解释：感应电流的产生伴随着能量转化，外力克服感应电流的阻碍作用做功，将机械能转化为电能。 3.方向判定步骤： (1)明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向。 (2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化。 (3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向。 (4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向。 【典例赏析】 [例2]如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，且ad边、bc边一直在同一水平面上，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流（　　） A．沿abcda流动 B．沿dcbad流动 C．先沿abcda流动，后沿dcbad流动 D．先沿dcbad流动，后沿abcda流动 【针对训练】 3.（多选）如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个长方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在时间内，则（　　） A．线框中感应电流先逆时针后顺时针 B．线框中感应电流一直沿顺时针方向 C．线框受到的安培力先向右，后向左 D．线框受到的安培力方向始终向左 4.如图甲所示，abcd中的磁场按图乙的形式随时间变化，磁场垂直纸面向里为正方向，则矩形线框内的感应电流方向是怎样的，以及bc边受到的安培力的方向是怎样的？ 探究3 右手定则 【探究导入】 情境探究 在自行车发电机中，车轮转动时带动线圈在磁场中旋转，使灯泡发光。这一过程涉及导体在磁场中的运动产生电流的现象。当金属导线在磁场中做切割磁感线的运动时，闭合回路中会产生感应电流。如何判断这种情况下感应电流的方向呢？ 问题 1. 当导体棒在磁场中向右运动并切割磁感线时，闭合回路中是否会产生感应电流？ 提示：根据电磁感应现象，当闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，回路中的磁通量发生变化，从而产生感应电流。因此，导体棒运动时确实会产生感应电流。 2.如果已知磁场方向和导体运动方向，能否确定感应电流的方向？ 提示：感应电流的方向不是随意的，它由磁场方向和导体运动方向共同决定。通过实验观察可以发现，改变磁场方向或导体运动方向，感应电流方向也会随之改变。 3. 感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向之间是否存在某种空间关系？ 提示：三个方向（磁场、运动、电流）之间存在垂直关系。若已知其中两个方向，第三个方向可通过特定规则确定。这种关系具有可重复性和规律性。 4.能否用一个直观的方法来统一判断导体切割磁感线时的感应电流方向？ 提示：为了方便判断，可采用右手定则：伸开右手，使拇指与其余四指垂直且共面；让磁感线从掌心进入，拇指指向导体运动方向，则四指所指方向即为感应电流方向。该方法将三个方向的空间关系具体化，便于实际应用。 【探究归纳】 1.右手定则用于判断闭合导体回路中部分导体切割磁感线时产生的感应电流方向。 2.使用方法：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 【典例赏析】 [例3]在北半球上空，地磁场的磁感应强度竖直分量向下，一架无人机在天津某地上空水平飞行，P为无人机右翼端点，Q为无人机左翼端点，则下列判断正确的是（　　） A．向东飞行时，P点比Q点电势高；向西飞行时，P点比Q点电势低 B．向东飞行时，P点比Q点电势低；向西飞行时，P点比Q点电势高 C．向东飞行时，P点比Q点电势高；向西飞行时，P点比Q点电势高 D．向东飞行时，P点比Q点电势低；向西飞行时，P点比Q点电势低 【针对训练】 5.（多选）在北半球，地磁场竖直分量向下。阳泉市某中学的兴趣实验小组，把一个正方形闭合导线框abcd放置在水平绝缘桌面上，线圈的ad边沿南北方向，ab边沿东西方向。下列说法中正确的是（   ）      A．若使线圈向东平动，则a点的电势比d点的电势低 B．若使线圈向南平动，则b、c点两点电势相等 C．若使线圈向西平动，则a点的电势比b点的电势低 D．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点电势高 6.如图所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R，在圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法中正确的有（　　） A．圆盘上各点电势都相等 B．圆盘边缘上各点电势都相等 C．电阻R上的电流由a到b D．不发生电磁感应现象 【课堂自测·基础练】 1．楞次定律是一条基本的物理原理。它是以下哪项物理学基本定律在电磁感应现象中的具体体现（　　） A．电荷守恒定律 B．欧姆定律 C．动量守恒定律 D．能量守恒定律 2．如图所示是延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B，当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁D一小段时间，之后弹簧才把衔铁D拉起。下列做法有助于增加延时效果的是（　　） A．增加线圈B的匝数 B．减小线圈A的匝数 C．增大弹簧K的劲度系数 D．将衔铁D换成铜片 3．如图所示，竖直固定的光滑直角金属导轨POQ处于垂直纸面向里的匀强磁场中，OP竖直，OQ水平。一光滑导体棒MN靠在导轨上，已知ON<OM，整个过程导体棒与导轨接触良好。导体棒MN从图示所在位置由静止向下滑动直到导体棒MN水平导轨的过程，导体棒中感应电流方向（　　） A．一直由M到N B．一直由N到M C．先由M到N，再由N到M D．先由N到M，再由M到N 4．如图所示，用一根带绝缘外皮的铜导线制成的闭合“8”字环，交叉位置固定且互相绝缘，左右两侧圆环分别处在以OO'为界的两侧，右侧无磁场，左侧磁场方向垂直纸面向里，在磁场快速减小的过程中（　　） A．左侧圆环中有顺时针方向的感应电流 B．右侧圆环中有顺时针方向的感应电流 C．右侧圆环中的电流大小小于左侧圆环的电流大小 D．右侧圆环中的电流大小大于左侧圆环的电流大小 5．如图所示，无限长通电直导线与右侧的心形导线圈在同一平面内，线圈的中间线与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持中间线与直导线平行，在线圈靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（    ） A．线圈内产生的感应电流方向为顺时针 B．直导线对线圈左半边边和右半边的安培力等大反向 C．直导线对心形线圈的安培力方向向左 D．直导线在线圈内部产生的磁场方向垂直于线圈所在平面向里 6．如图甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。从上往下看，P、Q中均以逆时针方向电流为正。现Q中通如图乙所示变化电流，则P中感应电流随时间的关系为（　　） A． B． C． D． 7．半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场，当其圆心经过磁场边界时，速度与边界成角，圆环中感应电流为，此时圆环所受安培力的大小和方向是（　　） A．，方向与速度方向相反 B．，方向垂直向下 C．，方向垂直向下 D．，方向与速度方向相反 8．（多选）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A．当闭合开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相同的感应电流 B．当闭合开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相反的感应电流 C．当断开开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相同的感应电流 D．当断开开关S的瞬间，线圈P中有与图示方向相反的感应电流 9．（多选）如图甲所示，一个正方形导线框放在匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向外为正，下列说法正确的是（　　） A．0~5s内，线框有扩张的趋势 B．0~5s内，线框中的电流沿顺时针方向 C．5~10s内，线框有收缩的趋势 D．5~10s内，线框中的电流沿逆时针方向 10．（多选）如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　） A．图甲中极电势比极电势低 B．图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向 C．图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同 D．图甲中两导线在内相互吸引 11.如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，线圈A放在线圈B中，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转。下列说法中正确的是（    ） A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转 B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向左偏转 C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针不偏转 D．断开开关瞬间，电流计指针向右偏转 12 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺的导线补接完整； (2)如果在闭合开关时将线圈A插入B，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关，且在线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将 （填“向左偏”或“向右偏”）；滑片不动，将原线圈A迅速拔出副线圈B，电流计指针将 （填“向左偏”或“向右偏”）。 (3)闭合开关后，将线圈A向下插入线圈B时，线圈A与线圈B之间的作用力为 （选填“引力”或“斥力”）。 【素养进阶·提升练】 1．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 2．（2025·北京·高考真题）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 4．（2023·河北·高考真题）（多选）如图，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 5．（2024·北京·高考真题）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。 关于本实验，下列说法正确的是 （填选项前的字母）。 A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 6.（2026·河南·高考真题）（多选）某种呼吸监测装置的原理如图1所示。呼吸气流可从绕有线圈的空心圆管左端进出，使位于圆管右端的磁性薄膜运动。呼气时薄膜向右运动，吸气时薄膜向左运动。图2为电压传感器显示的电压随时间变化的图像，为正时点电势高于点，下列说法正确的是（ ） A. 若磁性薄膜的N极在右侧，则吸气时点电势高 B. 若磁性薄膜的N极在右侧，则吸气时点电势高 C. 若图2中点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧 D. 若图2中点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $