2.1 楞次定律 重难突破讲义-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.1　楞次定律　【重难突破】 人教版（2019）选择性必修第二册 · 第二章 电磁感应 2.1　楞次定律 【重难突破】 人教版（2019）选择性必修第二册　第二章　电磁感应 建议用时：45 分钟 题量：30 题 难度：★★★★☆ 版本：解析版 ▎学习目标 1．了解电磁感应现象，理解感应电流产生的条件，能区分感应电动势与感应电流，会判断电磁感应现象是否发生。 2．理解楞次定律的内容，能正确解释“阻碍”的含义，掌握“增反减同”的规律，会判断感应电流的方向。 3．掌握楞次定律的应用四步骤和“增缩减扩、来拒去留”等推论，理解电磁阻尼，会用右手定则判断切割磁感线时的感应电流方向。 4．体会电磁感应规律在生活与现代科技中的广泛应用，理解楞次定律与能量守恒的一致性，提升模型建构与科学推理素养。 ▎课标与考情 【课标要求】通过实验探究感应电流产生的条件，理解电磁感应现象；理解楞次定律，能运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向，了解电磁感应在生产生活中的应用。 【考情分析】高考常以选择题考查感应电流产生条件的判断、楞次定律与右手定则判断感应电流方向、“增缩减扩、来拒去留”推论及电磁阻尼；常结合 B-t 图像、线框运动和真实科技情境命题，侧重定性分析与推理，难度中等。 ▎思维导图 2.1 楞次定律 电磁感应现象 定义：利用磁场产生电流的现象 条件：闭合回路且磁通量变化 两种表述：切割磁感线 / 磁通量变化 实质：产生感应电动势 楞次定律 内容：感应磁场阻碍磁通量变化 核心：增反减同 阻碍变化而非阻止，符合能量守恒 适用：一切电磁感应现象 右手定则 内容：磁感线穿掌心，拇指指运动 四指指向即感应电流方向 适用：仅导体切割磁感线 关系：楞次定律的特例 考向一　电磁感应现象与产生条件（实验探究） 本考向围绕电磁感应现象展开，关键是抓住“闭合回路”与“磁通量变化”两个条件，理解切割磁感线与磁通量变化两种表述的一致性，以及感应电动势与感应电流的关系。 ▎知识梳理 1．定义：这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2．感应电流产生的条件（两种表述）： 表述一：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3．实验装置：如图，线圈 A 与电源、开关、滑动变阻器串联，通断开关或移动滑片时，线圈 A 产生的磁场发生变化；线圈 B 与灵敏电流计 G 组成闭合回路并套在线圈 A 外，电流计指针偏转，说明线圈 B 中产生了感应电流。 图1　探究感应电流产生条件的实验装置 4．磁通量变化：在匀强磁场中，磁通量为 当磁感应强度 B、回路面积 S 或两者夹角发生变化时，穿过回路的磁通量随之变化。 5．实质：电磁感应的实质是产生感应电动势；回路闭合时才有感应电流，回路不闭合时只有感应电动势而无感应电流。 ▎重难诠释 1．判断有无感应电流，必须同时满足“回路闭合”和“磁通量变化”两个条件，缺一不可。 2．两种表述本质一致：导体切割磁感线时，闭合回路的磁通量通常随之变化，切割磁感线是磁通量变化的一种具体方式。 3．切割不一定有感应电流：若整个闭合回路在匀强磁场中匀速平动，穿过回路的磁通量不变，不产生感应电流。 4．有感应电动势不一定有感应电流：回路断开时仍产生感应电动势，但因回路不闭合而无感应电流。 ▎生活·科技实例：无线充电器 无线充电器利用电磁感应（互感）原理：充电板内的发射线圈通交变电流，产生变化的磁场；手机内的接收线圈靠近时，穿过接收线圈的磁通量不断变化，产生感应电动势，经整流后给电池充电。它无需金属触点，方便且安全，正是“磁通量变化产生感应电流”的典型应用。 图2　无线充电器，利用电磁感应实现无触点充电 ◆ 考点专练（第 1～5 题） 1．在“研究感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中，实验装置如图所示。某次实验时，将强磁铁从长玻璃管上端由静止下落穿过线圈，线圈距离上管口50cm，其两端与电流表相连，只做以下改变，一定会减小电流表指针偏转角度的是（　　） A．仅增大线圈匝数 B．仅将线圈上移到离管口30cm C．仅将导线从接线柱G1（内阻约2400Ω）移接至接线柱G0（内阻约100Ω） D．仅将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 【答案】B 【解答】解：A、根据法拉第电磁感应定律，仅增大线圈匝数，会使感应电动势和感应电流增大，电流表的指针偏转角增大，故A错误； B.磁铁静止，向上移动线圈，强磁铁通过线圈时间增大，磁通量的变化率减小，感应电流减小，电流表的指针偏转角减小，故B正确； C、将导线从接线柱G1（内阻约2400Ω）移接至接线柱G0（内阻约100Ω），只是改变了电路的内阻，并没有改变磁通量的变化率，感应电动势不变，根据欧姆定律，电阻减小，感应电流增大，电流表指针偏转角度增大，故C错误； D、将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外，对原电路的磁通量变化率没有影响，感应电流不变，电流表指针偏转角度不变，故D错误。 故选：B。 2．用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。已知电流从“+”接线柱流入电流计时指针向右偏转，在条形磁铁向下靠近线圈的过程中，电流表指针（　　） A．向左偏 B．向右偏 C．左右摆动 D．静止不动 【答案】B 【解答】解：条形磁铁的N极向下运动，穿过线圈的磁场方向向下，且磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向上，根据安培定则（右手螺旋定则），从上往下看，电流方向为逆时针，由于电流从电流表的“+”接线柱流入，从“﹣”接线柱流出，所以电流表指针应向右偏转，故ACD错误，B正确。 故选：B。 3．固定的长直导线附近有一个矩形线圈，它们处于同一光滑水平面上，俯视图如图所示。导线中通有向右的电流，下列说法中正确的是（　　） A．电流在线圈所在位置处产生的磁场方向垂直于纸面向外 B．若线圈以很大的速度远离长直导线，线圈中将产生感应电流 C．若线圈平行长直导线向右运动，线圈中将产生感应电流 D．若导线中电流突然减为0，线圈不会产生感应电流 【答案】B 【解答】解：A.根据安培定则可知，其电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里，故A错误； B.根据安培定则可知，其电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里，当线框以一定的初速度远离长直导线，线框中的磁通量减弱，为了阻碍磁通量的减弱，根据楞次定律，此时线圈中产生顺时针的电流，故B正确； C.若线框平行长直导线向右运动，其穿过线框的磁通量未发生变化，所以线框中没有感应电流，故C错误； D.根据安培定则可知，其电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里，当导线中电流突然减为0，线框中的磁通量减弱，根据楞次定律，则线圈会产生感应电流，故D错误。 故选：B。 4．关于教材中的四张图，下列说法中不正确的是（　　） A．甲图，真空炉内待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身熔化 B．乙图，转动蹄形磁体，会观察到放在下方的铝框同向转动 C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，铝管内不会产生感应电动势 D．丁图，磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势 【答案】C 【解答】解：A.在甲图中，给线圈通以高频交变电流，线圈产生变化的磁场，真空炉内待冶炼的金属中会产生涡流，由于电流的热效应，使金属自身发热熔化，故A正确； B.乙图，转动蹄形磁体，其磁场发生转动，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，根据楞次定律的“来拒去留”，铝框会受到安培力作用而同向转动，这是电磁驱动现象，故B正确； C.丙图中，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，穿过铝管的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，铝管内会产生感应电动势。虽然铝管有裂缝，但磁通量变化产生感应电动势这一过程依然存在，只是由于裂缝导致不能形成闭合回路，没有感应电流，故C错误； D.丁图里，磁铁向右平移，穿过金属圆环的磁通量减少，根据楞次定律的“来拒去留”，金属圆环会产生阻碍磁通量减少的运动趋势，即有向右运动的趋势，故D正确。 本题选错误的，故选：C。 5．将电池组、滑动变阻器、线圈A、线圈B、电流表及开关按图示连接。带铁芯的线圈A放在线圈B中，开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表指针发生偏转。下列操作中不能使电流表指针发生偏转的是（　　） A．将A向上拔出 B．A、B保持相对静止一起移动 C．断开开关瞬间 D．闭合开关瞬间 【答案】B 【解答】解：开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电路中的电流变大，线圈A的磁场变大，穿过线圈B的磁通量变大，线圈B中产生感应电流，电流表指针发生偏转； A.将A向上拔出，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，电流表指针发生偏转，故A错误； B.A、B保持相对静止一起移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中没有感应电流产生，电流表指针不发生偏转，故B正确； CD.断开开关和闭合开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中有感应电流产生，电流表指针发生偏转，故CD错误。 故选：B。 考向二　楞次定律判断感应电流方向 本考向围绕楞次定律展开，核心是理解感应电流的磁场“阻碍”磁通量变化，掌握“增反减同”的规律，并结合安培定则确定感应电流方向。 ▎知识梳理 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．因果关系：原磁通量的变化是原因，感应电流（及其磁场）是结果；感应电流的磁场又反过来影响原磁通量的变化。 3．对“阻碍”的理解——增反减同： 当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍其增加（增反）； 当原磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍其减少（减同）。 4．实验探究：如图，分别改变通电线圈的电流方向，以及磁铁插入、拔出的方向，观察电流计指针偏转，可归纳出感应电流方向与磁通量变化的关系。 图3　探究感应电流方向的实验 5．适用范围：楞次定律适用于一切电磁感应现象，是判断感应电流方向的普遍规律。 ▎重难诠释 1．“阻碍”不是“阻止”：感应电流的磁场只能延缓磁通量的变化，不能使其停止，磁通量最终仍按原趋势变化。 2．阻碍的是“磁通量的变化”，而不是磁通量本身，更不是阻碍原磁场；判断时要分清原磁场方向与磁通量增减。 3．楞次定律符合能量守恒：产生感应电流时需要克服安培力做功，把机械能（或其他形式的能）转化为电能。 4．不能把“增反减同”绝对化：应先确定原磁场方向和磁通量增减，再判断感应磁场方向，切忌只凭磁铁极性直接下结论。 ▎生活·科技实例：金属探测门 金属探测门利用涡流与楞次定律工作：门内线圈通交变电流产生变化磁场，当金属物体通过时，金属内部产生涡流（感应电流）；涡流的磁场又反过来阻碍原磁场变化，被检测线圈捕捉并报警。它广泛用于机场、车站安检，是“感应电流磁场阻碍磁通量变化”的生动体现。 图4　金属探测安检门，利用涡流与楞次定律检测金属 ◆ 考点专练（第 6～10 题） 6．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，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．线圈N中的磁通量增大 B．软铁中的磁场方向沿逆时针方向 C．电流从上向下流过电流计 D．去除软铁环，实验效果更明显 【答案】C 【解答】解：A.当线圈M电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的磁通量减小，故A错误； B.由安培定则可知软铁中的磁场方向沿顺时针方向，故B错误； C.开关断开的瞬间，软铁中的磁场方向沿顺时针方向，且磁场减弱，由楞次定律可知线圈N中感应电流从上向下流过电流计，故C正确； D.去除软铁环，两线圈有大量磁漏，磁通量变化会变弱，实验效果更不明显，故D错误。 故选：C。 7．水平放置条形磁铁的N极附近，一闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离都比较小。则线圈从位置A下落到位置C过程中，从上往下看感应电流的方向是（　　） A．始终顺时针 B．始终逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 【答案】B 【解答】解：线框从图中A位置向B位置运动过程中，穿过线圈的磁通量向上在减少，根据楞次定律可知，线框中会产生逆时针（从上往下看）方向的感应电流；从图中B位置向C位置运动过程中，穿过线圈的磁通量向下在增大，根据楞次定律可知，线框中会产生逆时针（从上往下看）方向的感应电流，故全过程感应电流的方向为逆时针，故B正确，ACD错误。 故选：B。 8．如图所示，方形导线框A沿x轴正方向运动，从无场区进入有界匀强磁场区域（磁场区域的宽度大于导线框的边长），最后离开磁场区域。下列关于感应电流方向的描述正确的是（　　） A．线框进入磁场的过程中，电流方向为逆时针方向 B．线框完全进入磁场后，电流方向为逆时针方向 C．线框完全进入磁场后，电流方向为顺时针方向 D．线框离开磁场的过程中，电流方向为逆时针方向 【答案】A 【解答】解：A、线框进入磁场的过程，线框中的磁通量向里增大，根据楞次定律，线框中的感应电流方向沿逆时针方向，故A正确； BC、线框完全在磁场中运动时，穿过线框的磁通量不变，线框中感应电流为零，故BC错误； D、线框离开磁场的过程中，线框中的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向沿顺时针方向，故D错误。 故选：A。 9．如图所示，a、b为正方形金属线圈，a线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，a、b中产生的感应电流方向分别为（　　） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 【答案】A 【解答】解：a线圈从磁场中向右匀速拉出磁场的过程中，穿过a线圈的磁通量在减小，由楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，左侧边切割磁场，则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，根据楞次定律可得线圈b产生的电流为顺时针，故A正确，BCD错误。 故选：A。 10．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（下端为N极），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A．环中将产生俯视逆时针的感应电流 B．环有面积扩大的趋势 C．环对桌面的压力将减小 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 【答案】A 【解答】解：A．当条形磁铁下落时，金属圆环中的磁通量向下增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。无论磁铁是N极还是S极向下，环中将产生俯视逆时针的感应电流，故A正确； BCD．根据楞次定律中的“增缩减扩”“来拒去留”作用，则环有缩小的趋势来阻碍磁通量的增加，环有远离磁铁的趋势来阻碍磁通量的增加，所以环对桌面的压力将增大；环反作用给磁铁的作用力向上以阻碍磁铁靠近来阻碍自身磁通量的增加，故BCD错误。 故选：A。 考向三　楞次定律推论与综合应用 本考向围绕楞次定律的推论与综合应用展开，掌握“增缩减扩、来拒去留”等快捷判断和应用四步骤，理解电磁阻尼，并区分楞次定律与右手定则。 ▎知识梳理 1．楞次定律应用四步骤： （1）明确所研究的闭合回路，确定原磁场的方向； （2）判断穿过闭合回路的原磁通量是增加还是减少； （3）根据楞次定律（增反减同）确定感应电流的磁场方向； （4）用安培定则（右手螺旋定则）由感应磁场方向确定感应电流方向。 2．阻碍的表现形式： 从磁通量角度：感应电流的磁场阻碍磁通量的变化； 从相对运动角度：感应电流的效果阻碍导体与磁体间的相对运动。 3．两个常用推论： 增缩减扩：磁通量增加时，闭合回路有收缩趋势；磁通量减少时，有扩张趋势。 来拒去留：磁体靠近时相互排斥（拒），远离时相互吸引（留）。 4．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，其余四指所指方向即感应电流方向；仅适用于导体切割磁感线产生感应电流的情形。 5．切割示意：如图，导体棒在磁场中运动，可用右手定则直接判断感应电流方向。 图5　导体切割磁感线，可用右手定则判断方向 ▎重难诠释 1．“增缩减扩、来拒去留”是楞次定律的快捷推论，本质都是阻碍磁通量变化；遇到回路变形、磁体运动问题可直接使用。 2．电磁阻尼：导体在磁场中相对运动时受安培力阻碍，使相对运动减弱，如磁体在铝管中缓慢下落、灵敏电流计指针快速稳定，都是电磁阻尼的应用。 3．右手定则是楞次定律的特例：只用于切割磁感线；更一般的情况（磁场变化、回路变形等）仍须用楞次定律。 4．注意定则不混用：判断感应电流方向用楞次定律或右手定则，判断安培力方向用左手定则，判断电流磁场方向用安培定则。 比较项目 楞次定律 右手定则 研究对象 整个闭合回路 闭合回路中的部分导体 适用情况 一切电磁感应现象 仅导体切割磁感线 判断依据 感应磁场阻碍磁通量变化 磁感线穿掌心、拇指指运动方向 相互关系 判断感应电流方向的普遍规律 楞次定律在切割情形下的特例 ◆ 考点专练（第 11～15 题） 11．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如甲图所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化，则（　　） A．0～1s内导体环中的电流为负方向 B．导体环中电流在1s时改变方向 C．1s～2s内导体环中的电流逐渐增大 D．3s～4s内导体环有收缩的趋势 【答案】D 【解答】解：A.0～1s，B为负（磁场向下）且大小均匀减小，向下磁通量减小；根据楞次定律，感应磁场向下，结合右手螺旋定则，电流方向与图示正方向相同，为正方向，故A错误； BC.0～2s图像斜率不变，恒定，感应电动势、电流大小、方向均不变，1s仅磁场过零点，电流不换向，故BC错误； D.3～4s，B为负（磁场向下）且磁感应强度增大，穿过线圈磁通量增加；根据楞次定律“增缩减扩”，导体环有收缩的趋势，故D正确。 故选：D。 12．如图所示，光滑绝缘水平面上放置金属圆环a、b，圆心均为O，若a圆环通有逐渐增大的顺时针电流，则（　　） A．b圆环中磁通量变小 B．b圆环有扩张的趋势 C．b圆环中有顺时针方向的感应电流 D．桌面对b圆环的作用力方向指向圆心O 【答案】B 【解答】解：A.a环通有顺时针电流，根据安培定则，a环内部磁场垂直纸面向里（较大），外部磁场垂直纸面向外，穿过b环的磁通量方向向里。当a中电流增大时，磁场增强，b圆环中磁通量变大，故A错误； B.根据楞次定律的推论，b圆环需要阻碍磁通量变大，则b圆环有扩张趋势，故B正确； C.穿过b环的磁通量方向向里且增大，根据楞次定律，b环中感应电流的磁场方向应向外，再由安培定则可知，b环中感应电流为逆时针方向，故C错误； D.b环在竖直方向受重力和桌面的支持力平衡，水平方向受沿半径向外的安培力（导致扩张趋势），而桌面对b环的作用力即为支持力，方向竖直向上，故D错误。 故选：B。 13．如图所示，我国首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”工作原理如下：浪板在海浪作用下做往复运动，通过传动机构驱动线圈在磁场中做逆时针转动。当线圈转动到图示位置，下列说法正确的是（　　） A．线圈磁通量最大 B．感应电动势等于0 C．a端电势低于b端电势 D．线圈转动的频率越大，产生的电动势越大 【答案】D 【解答】解：AB．在图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，故AB错误； C．根据右手定则可知，线圈中的电流方向由b流向a，线圈充当电源，在电源内部电流由低电势流向高电势，则线圈b端电势低于a端电势，故C错误； D．线圈转动的频率越大，角速度越大，根据E＝BLv＝BLωr可知，感应电动势越大，故D正确。 故选：D。 14．如图所示，两个完全相同的半圆形金属轨道竖直正对放置，内侧轨道接地，金属棒AB垂直两轨道水平放置，其长度与两轨道间距相等，空间存在竖直向下的匀强磁场（未画出）。在金属棒从MN向PQ匀速圆周运动的过程中，其上A点的电势φA（　　） A．保持不变 B．先降低再升高 C．先升高再降低 D．一直降低 【答案】B 【解答】解：磁场竖直向下，导体棒AB长度方向垂直轨道平面，运动为匀速圆周运动，速度方向为轨道切线方向，只有速度的水平分量vx同时垂直于磁场和导体棒长度，因此感应电动势E＝BLvx 大小由vx决定，金属棒从MN（左）向PQ（右）做匀速圆周运动，速度大小v恒定，切线方向的水平分量vx变化为 从MN到轨道最低点：vx向右，大小从0逐渐增大到最大值v； 从最低点到PQ：vx向右，大小从v逐渐减小到0。因此感应电动势E＝BLvx，的大小先增大、后减小，磁场向下（穿手心），拇指指向运动方向（切线），四指指向B端，说明B端为感应电动势的正极（电势高），A端为负极（电势低），由于内侧轨道接地，B端电势φB＝0，因此A点电势φA＝φB﹣E＝﹣E，结合E的变化：E先增大后减小，因此φA＝﹣E，先从0降低到最小值（﹣BLv），再从最小值升高回0，即先降低、再升高，故B正确，ACD错误。 故选：B。 15．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，不考虑空气阻力，则（　　） A．圆环从图中1位置运动到3位置的过程中，产生的焦耳热小于重力势能减少量 B．圆环从2位置到3位置过程中都会有电磁阻尼的效果 C．从最高点摆动到最低点的时间大于从最低点摆动到最高点的时间 D．圆环最终将静止在最低点 【答案】A 【解答】解：A、圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的重力势能将转化为热能和动能，所以产生的焦耳热小于重力势能减少量，故A正确； B、当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，有电磁阻尼的效果；整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，没有电磁阻尼的效果，故B错误； C、进入磁场过程有减速的效果，从最高点摆动到最低点平均速率大于从最低点摆动到最高点的平均速率，所以从最高点摆动到最低点的时间小于从最低点摆动到最高点的时间，故C错误。 D、在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故D错误。 故选：A。 ★ 综合培优检测 ★ 16．如图所示两个圆环甲、乙，外环乙是不带电的金属圆环，内环甲是带负电的绝缘体，让内环甲逆时针加速转动，则在外环乙上会产生感应电流，下列说法正确的是（　　） A．外环乙上会产生顺时针方向电流，有收缩的趋势 B．外环乙上会产生顺时针方向电流，有扩张的趋势 C．外环乙上会产生逆时针方向电流，有收缩的趋势 D．外环乙上会产生逆时针方向电流，有扩张的趋势 【答案】D 【解答】解：甲是带负电的绝缘体，让内环甲逆时针加速转动，则内环甲形成的顺时针方向电流增大，产生的磁场变强，根据右手螺旋定则可知，内环甲内部的磁场方向垂直纸面向里，内环甲外部的磁场方向垂直纸面向外，整体是穿过外环乙的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，外环乙上会产生逆时针方向电流；由于外环乙所处位置的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知外环乙产生的逆时针方向电流每一小电流元受到的安培力均背向圆心向外，所以外环乙有扩张的趋势。故ABC错误，D正确。 故选：D。 17．某磁场的磁感线分布如图所示，有铜线圈自图示A处落到B处，线圈始终保持水平，自上向下看，下列说法正确的是（　　） A．线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针 B．线圈下落过程中，安培力始终阻碍线圈的下落运动 C．线圈下落过程中，磁通量的变化率始终为正值 D．线圈下落过程中，机械能守恒 【答案】B 【解答】解：A、磁场方向向上，从上到下磁感线先是密集后是稀疏，由图可知线圈从A下落到B的过程中，磁感应强度先增大后减小，因此向上的磁通量先增大后减小。根据楞次定律，感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的变化，即感应磁场方向先向下后向上，根据安培定则可知自上向下看，感应电流方向先顺时针后逆时针，故A错误； B、根据楞次定律的“来拒去留”，感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的相对运动。线圈下落，磁通量先增加后减小，因此安培力始终阻碍线圈下落，故B正确； C、若取向上的磁通量为正，下落过程中向上磁通量先增大后减小，则磁通量的变化率是先正后负，但若取向下为正，则磁通量的变化率是先负后正，即磁通量的变化率的正负和正方向的选取有关，故C错误； D、下落过程中产生感应电流，安培力做负功，机械能转化为电能，机械能不守恒，故D错误。 故选：B。 18．同学们在日常生活中所用的公交卡原理如图所示，图中上半部分表示读卡机内的线圈，下半部分表示芯片卡内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。若从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流，当芯片卡接近读卡机时则会（　　） A．有逆时针方向的电流且两线圈相互吸引 B．有逆时针方向的电流且两线圈相互排斥 C．有顺时针方向的电流且两线圈相互吸引 D．有顺时针方向的电流且两线圈相互排斥 【答案】B 【解答】解：从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流，根据安培定则，可知读卡机中电流产生的磁场向下，当芯片卡接近读卡机时，穿过芯片线圈的磁场向下且逐渐增大，根据楞次定律可知，芯片线圈中感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可知，芯片线圈产生的感应电流的方向为逆时针方向，两者磁场的方向相反，则相互排斥。故ACD错误，B正确。 故选：B。 19．如图所示，我国某地一直升机将一水平的闭合金属线圈竖直向上吊起，由于地磁场的影响，线圈中产生了感应电流，已知地磁场的磁感线分布和条形磁铁类似，其竖直分量随高度上升而减小，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的磁通量增大 B．线圈中有顺时针方向的感应电流（俯视） C．线圈的四条边有向内收缩的趋势 D．若在赤道上空将线圈吊起，线圈中也会产生感应电流 【答案】B 【解答】解：A.根据地磁场磁感线分布特点可知，磁感线竖直分量随着高度增加而减小，方向向下，线圈中的磁通量减小，故A错误； B.根据楞次定律，线框中有顺时针方向的感应电流（俯视），故B正确； C.根据楞次定律，线框的四条边有向外扩张的趋势，故C错误； D.赤道上空磁感线水平，线圈中磁通量始终为0，故不产生感应电流，故D错误。 故选：B。 20．如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（　　） A．圆环一定向右运动 B．圆环受到的摩擦力方向不变 C．圆环对桌面的压力一直增大 D．圆环对桌面的压力先减小后增大 【答案】B 【解答】解：A、当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留”可知线圈有向下和向右的趋势，但不知道圆环受到水平面的最大静摩擦力大小，所以金属环不一定运动，故A错误； BCD、当磁铁向右运动靠近环时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留”可知线圈有向下和向右的趋势，线圈受到安培力合力斜向右下方，而磁铁远离线框时，线圈有向右和向上的运动趋势，同时运动趋势向右，线圈受到安培力合力斜向右上方，可知环有向右运动的趋势，可能向右运动，受到的摩擦力的方向一定始终向左，方向不变，同时环对桌面的压力先增大后减小，故B正确，CD错误。 故选：B。 21．如图所示，磁铁靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，可以使磁铁悬浮于空中。下列说法中正确的是（　　） A．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将磁铁翻转180°，超导体中的电流方向不变 D．磁体悬浮时，超导体中无电流 【答案】B 【解答】解：AB、由楞次定律可知，超导体感应电流的磁场对磁铁有排斥作用，在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反，故A错误，B正确； C、磁铁翻转180°，由楞次定律可知，超导体和磁铁间的作用力还是斥力，但超导体中的电流方向改变，故C错误； D、磁体悬浮时，磁体的重力与超导体的磁场力平衡，超导体中有电流，故D错误。 故选：B。 22．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（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：磁通量增大，由楞次定律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C正确，ABD错误； 故选：C。 23．如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框在水平拉力作用下以一定的初速度斜向匀速通过磁场，则下列说法正确的是（　　） A．拉力大小恒定 B．拉力方向水平向右 C．线框内感应电流大小和方向不变 D．速度变大通过线框某一横截面的电量增加 【答案】B 【解答】解：ABC.水平拉力和安培力平衡，方向相反，安培力的方向水平向左，则水平拉力的方向水平向右，安培力大小F＝BIL在发生变化，根据法拉第电磁感应定律知，进磁场时，磁通量的变化率先变快再变慢，则感应电流的大小先增大后减小，出磁场时，磁通量的变化率先变快再变慢，则感应电流大小先增大后减小，由楞次定律可知，电流方向先逆时针后顺时针，故B正确，AC错误； D.根据感应电动势公式E＝nn，结合q＝IΔt，可知电荷量q不变，故D错误。 故选：B。 24．在获悉法拉第发现电磁感应现象之后，楞次立即开始进行电磁方面的实验研究，并于1834年提出楞次定律。下面几种与楞次定律有关的现象描述正确的是（　　） A．条形磁铁靠近线圈时电子秤示数增大 B．条形磁铁靠近铝环时铝环会向左摆动 C．通电直导线的电流减小时矩形线框会向右运动或有向右运动的趋势 D．调整滑片P到某一位置闭合开关后电流表中有恒定电流 【答案】A 【解答】解：A.根据楞次定律可知条形磁铁靠近线圈时，线圈中产生感应电流，线圈对条形磁铁的作用力向上，磁铁对线圈的作用力向下，故电子秤示数增大，故A正确； B.条形磁铁靠近铝环时，磁通量增大，根据楞次定律可知，铝环中产生感应电流，所以铝环受安培力远离条形磁铁，铝环会向右摆动，阻碍磁通量的增大，故B错误； C.通电直导线的电流向上或向下减小时矩形框中的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时矩形线框有向左运动的趋势阻碍磁通量的减小，故C错误； D.调整滑片P到某一固定位置后闭合开关后，穿过两线圈的磁通量不变，电流表中无电流，只在闭合开关的瞬间，电流表中有电流，故D错误。 故选：A。 25．图甲所示为我国“南鲲”号，是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如图乙所示，矩形线圈abcd固定不动，磁铁绕OO'轴转动，初始时，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是（　　） A．若磁铁匀速转动，线圈中电流保持不变 B．初始时线圈中电流为零 C．若磁铁转过90°时，线圈中电流为零 D．初始时刻线圈中电流方向为abcd 【答案】C 【解答】解：A.若磁铁匀速转动，线圈中产生交变电流，故A错误； B.初始时线圈与磁铁在同一平面内，ab、cd两条边切割磁感线的有效速度最大，线圈中的感应电流最大，故B错误； C.若磁铁转过90°时，线圈的四条边均不切割磁感线，线圈中电流为零，故C正确； D.根据楞次定律，初始时刻线圈中电流方向为dcba，故D错误。 故选：C。 26．如图所示，固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面（纸面）内，长直导线中通以水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是（　　） A．圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下 B．垂直纸面向里观察，圆形线框中产生顺时针方向的电流 C．圆形线框所围的面积有扩大的趋势 D．通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用 【答案】A 【解答】解：AB．根据楞次定律，当直导线内电流增大时，金属线框所在处垂直向里的磁感应强度变大，圆形线框中会产生逆时针方向的电流阻碍穿过线圈磁通量的变化，直导线下方有垂直向里的磁场，越靠近通电直导线，磁感应强度越大，所以线圈上半部分受力大于下半部分，上半部分受力由左手定则可知向下，故圆形线框所受安培力的合力方向垂直于直导线向下，故A正确，B错误； C．磁感应强度增加，由楞次定律“增缩减扩”可知，线圈有收缩的趋势，故C错误； D．由牛顿第三定律可知，通电直导线会受到圆形线框的相互作用，故D错误。 故选：A。 27．如图甲所示，矩形导线框abcd的一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，设磁场垂直纸面向外为正方向，线圈中感应电流i以顺时针为正方向，ad边受到的安培力F以水平向右为正方向，则关于i、F随t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：AB、由图乙，0～1s内，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外且均匀增大，产生恒定的感应电流，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针（正方向），同理，在1～3s内，感应电流恒定，沿逆时针方向（负方向），3～4s内，感应电流恒定，沿顺时针方向（正方向），故AB错误； CD、0～1s内，ad边的电流为d→a，根据左手定则，安培力的方向水平向右（正方向），根据F＝BIL，其中I恒定不变，B随t均匀增大，所以F随t均匀增大；在1～2s内，安培力水平向左且均匀减小，2～3s内，安培力水平向右且均匀增大，3～4s内，安培力水平向左且均匀减小，故C正确，D错误。 故选：C。 28．如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（　　） A．做自由落体运动 B．做匀加速直线运动 C．换一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快 D．换一根有裂纹的铝管（如图乙所示），运动比图甲中更慢 【答案】C 【解答】解：A．图甲中，磁体在铝管中下落时，产生电磁感应，阻碍磁体与导体间的相对运动，所以不会做自由落体运动，故A错误； B．由楞次定律可知，在电磁感应现象中产生的感应电流阻碍相对运动，所以刚开始磁体做加速下落，随速度的增大，阻碍力增大，当增大到与磁体的重力相等时，磁体匀速运动，故B错误； C．换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，所以磁通量变化率相对图甲小，根据法拉第电磁感应定律，产生的电动势小，感应电流小，阻碍作用小，所以运动比图甲中更快，故C正确。 D．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，所以相对甲图，阻碍作用小，则运动比图甲中快，故D错误； 故选：C。 29．如图所示，正方形金属线框abcd放置在光滑水平面上，水平面上有xOy平面直角坐标系，该空间有竖直向下的磁场，沿y轴正方向磁感应强度均匀增大，线框保持ad边与x轴平行向y轴正方向做匀速运动。关于线框中感应电流及线框所受安培力的合力方向，下列说法正确的是（　　） A．感应电流沿顺时针方向，安培力合力沿y轴正方向 B．感应电流沿逆时针方向，安培力合力向y轴正方向 C．感应电流沿顺时针方向，安培力合力向y轴负方向 D．感应电流沿逆时针方向，安培力合力向y轴负方向 【答案】D 【解答】解：线框沿y轴正方向做匀速运动，由于沿y轴正方向磁感应强度均匀增大，可知向里穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向沿逆时针方向，同时，由楞次定律可知，为阻碍穿过线框的磁通量的增大，则线框整体受到的安培力的方向与运动的方向相反，即沿y轴负方向。故D正确，ABC错误。 故选：D。 30．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．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 【答案】D 【解答】解：A.闭合开关瞬间，线圈M中的电流突然增大，导致线圈P中的磁通量突然增大。根据楞次定律，线圈P会产生一个感应电流，其磁场方向与原磁场方向相反，以试图阻止磁通量的增大，因此，线圈M和线圈P会相互排斥，而不是吸引，故A错误； B.闭合开关后，当电路达到稳定状态时，线圈M中的电流不再变化，因此线圈P中的磁通量也不再变化。根据法拉第电磁感应定律，此时线圈P中不会产生感应电流，所以电流表的示数应该为零，而不是最大，故B错误； C.断开开关瞬间，线圈M中的电流突然减小，导致线圈P中的磁通量突然减小。根据楞次定律，线圈P会产生一个感应电流，其磁场方向与原磁场方向相同，以试图阻止磁通量的减小，由于原磁场方向是向右的（根据右手螺旋定则判断），所以感应电流的磁场方向也是向右的，根据右手螺旋定则，流过电流表的电流方向是从b到a，而不是从a到b，故C错误； D.断开开关瞬间，如前面分析所述，线圈P会产生一个感应电流，其磁场方向与原磁场方向相同，即向右，故D正确。 故选：D。 重难突破系列 · 人教版（2019）选择性必修第二册 · 2.1 楞次定律 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $2.1　楞次定律　【重难突破】 人教版（2019）选择性必修第二册 · 第二章 电磁感应 2.1　楞次定律 【重难突破】 人教版（2019）选择性必修第二册　第二章　电磁感应 建议用时：45 分钟 题量：30 题 难度：★★★★☆ 版本：原卷版 ▎学习目标 1．了解电磁感应现象，理解感应电流产生的条件，能区分感应电动势与感应电流，会判断电磁感应现象是否发生。 2．理解楞次定律的内容，能正确解释“阻碍”的含义，掌握“增反减同”的规律，会判断感应电流的方向。 3．掌握楞次定律的应用四步骤和“增缩减扩、来拒去留”等推论，理解电磁阻尼，会用右手定则判断切割磁感线时的感应电流方向。 4．体会电磁感应规律在生活与现代科技中的广泛应用，理解楞次定律与能量守恒的一致性，提升模型建构与科学推理素养。 ▎课标与考情 【课标要求】通过实验探究感应电流产生的条件，理解电磁感应现象；理解楞次定律，能运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向，了解电磁感应在生产生活中的应用。 【考情分析】高考常以选择题考查感应电流产生条件的判断、楞次定律与右手定则判断感应电流方向、“增缩减扩、来拒去留”推论及电磁阻尼；常结合 B-t 图像、线框运动和真实科技情境命题，侧重定性分析与推理，难度中等。 ▎思维导图 2.1 楞次定律 电磁感应现象 定义：利用磁场产生电流的现象 条件：闭合回路且磁通量变化 两种表述：切割磁感线 / 磁通量变化 实质：产生感应电动势 楞次定律 内容：感应磁场阻碍磁通量变化 核心：增反减同 阻碍变化而非阻止，符合能量守恒 适用：一切电磁感应现象 右手定则 内容：磁感线穿掌心，拇指指运动 四指指向即感应电流方向 适用：仅导体切割磁感线 关系：楞次定律的特例 考向一　电磁感应现象与产生条件（实验探究） 本考向围绕电磁感应现象展开，关键是抓住“闭合回路”与“磁通量变化”两个条件，理解切割磁感线与磁通量变化两种表述的一致性，以及感应电动势与感应电流的关系。 ▎知识梳理 1．定义：这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2．感应电流产生的条件（两种表述）： 表述一：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3．实验装置：如图，线圈 A 与电源、开关、滑动变阻器串联，通断开关或移动滑片时，线圈 A 产生的磁场发生变化；线圈 B 与灵敏电流计 G 组成闭合回路并套在线圈 A 外，电流计指针偏转，说明线圈 B 中产生了感应电流。 图1　探究感应电流产生条件的实验装置 4．磁通量变化：在匀强磁场中，磁通量为 当磁感应强度 B、回路面积 S 或两者夹角发生变化时，穿过回路的磁通量随之变化。 5．实质：电磁感应的实质是产生感应电动势；回路闭合时才有感应电流，回路不闭合时只有感应电动势而无感应电流。 ▎重难诠释 1．判断有无感应电流，必须同时满足“回路闭合”和“磁通量变化”两个条件，缺一不可。 2．两种表述本质一致：导体切割磁感线时，闭合回路的磁通量通常随之变化，切割磁感线是磁通量变化的一种具体方式。 3．切割不一定有感应电流：若整个闭合回路在匀强磁场中匀速平动，穿过回路的磁通量不变，不产生感应电流。 4．有感应电动势不一定有感应电流：回路断开时仍产生感应电动势，但因回路不闭合而无感应电流。 ▎生活·科技实例：无线充电器 无线充电器利用电磁感应（互感）原理：充电板内的发射线圈通交变电流，产生变化的磁场；手机内的接收线圈靠近时，穿过接收线圈的磁通量不断变化，产生感应电动势，经整流后给电池充电。它无需金属触点，方便且安全，正是“磁通量变化产生感应电流”的典型应用。 图2　无线充电器，利用电磁感应实现无触点充电 ◆ 考点专练（第 1～5 题） 1．在“研究感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中，实验装置如图所示。某次实验时，将强磁铁从长玻璃管上端由静止下落穿过线圈，线圈距离上管口50cm，其两端与电流表相连，只做以下改变，一定会减小电流表指针偏转角度的是（　　） A．仅增大线圈匝数 B．仅将线圈上移到离管口30cm C．仅将导线从接线柱G1（内阻约2400Ω）移接至接线柱G0（内阻约100Ω） D．仅将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 2．用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。已知电流从“+”接线柱流入电流计时指针向右偏转，在条形磁铁向下靠近线圈的过程中，电流表指针（　　） A．向左偏 B．向右偏 C．左右摆动 D．静止不动 3．固定的长直导线附近有一个矩形线圈，它们处于同一光滑水平面上，俯视图如图所示。导线中通有向右的电流，下列说法中正确的是（　　） A．电流在线圈所在位置处产生的磁场方向垂直于纸面向外 B．若线圈以很大的速度远离长直导线，线圈中将产生感应电流 C．若线圈平行长直导线向右运动，线圈中将产生感应电流 D．若导线中电流突然减为0，线圈不会产生感应电流 4．关于教材中的四张图，下列说法中不正确的是（　　） A．甲图，真空炉内待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身熔化 B．乙图，转动蹄形磁体，会观察到放在下方的铝框同向转动 C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，铝管内不会产生感应电动势 D．丁图，磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势 5．将电池组、滑动变阻器、线圈A、线圈B、电流表及开关按图示连接。带铁芯的线圈A放在线圈B中，开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表指针发生偏转。下列操作中不能使电流表指针发生偏转的是（　　） A．将A向上拔出 B．A、B保持相对静止一起移动 C．断开开关瞬间 D．闭合开关瞬间 考向二　楞次定律判断感应电流方向 本考向围绕楞次定律展开，核心是理解感应电流的磁场“阻碍”磁通量变化，掌握“增反减同”的规律，并结合安培定则确定感应电流方向。 ▎知识梳理 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．因果关系：原磁通量的变化是原因，感应电流（及其磁场）是结果；感应电流的磁场又反过来影响原磁通量的变化。 3．对“阻碍”的理解——增反减同： 当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍其增加（增反）； 当原磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍其减少（减同）。 4．实验探究：如图，分别改变通电线圈的电流方向，以及磁铁插入、拔出的方向，观察电流计指针偏转，可归纳出感应电流方向与磁通量变化的关系。 图3　探究感应电流方向的实验 5．适用范围：楞次定律适用于一切电磁感应现象，是判断感应电流方向的普遍规律。 ▎重难诠释 1．“阻碍”不是“阻止”：感应电流的磁场只能延缓磁通量的变化，不能使其停止，磁通量最终仍按原趋势变化。 2．阻碍的是“磁通量的变化”，而不是磁通量本身，更不是阻碍原磁场；判断时要分清原磁场方向与磁通量增减。 3．楞次定律符合能量守恒：产生感应电流时需要克服安培力做功，把机械能（或其他形式的能）转化为电能。 4．不能把“增反减同”绝对化：应先确定原磁场方向和磁通量增减，再判断感应磁场方向，切忌只凭磁铁极性直接下结论。 ▎生活·科技实例：金属探测门 金属探测门利用涡流与楞次定律工作：门内线圈通交变电流产生变化磁场，当金属物体通过时，金属内部产生涡流（感应电流）；涡流的磁场又反过来阻碍原磁场变化，被检测线圈捕捉并报警。它广泛用于机场、车站安检，是“感应电流磁场阻碍磁通量变化”的生动体现。 图4　金属探测安检门，利用涡流与楞次定律检测金属 ◆ 考点专练（第 6～10 题） 6．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，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．线圈N中的磁通量增大 B．软铁中的磁场方向沿逆时针方向 C．电流从上向下流过电流计 D．去除软铁环，实验效果更明显 7．水平放置条形磁铁的N极附近，一闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离都比较小。则线圈从位置A下落到位置C过程中，从上往下看感应电流的方向是（　　） A．始终顺时针 B．始终逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 8．如图所示，方形导线框A沿x轴正方向运动，从无场区进入有界匀强磁场区域（磁场区域的宽度大于导线框的边长），最后离开磁场区域。下列关于感应电流方向的描述正确的是（　　） A．线框进入磁场的过程中，电流方向为逆时针方向 B．线框完全进入磁场后，电流方向为逆时针方向 C．线框完全进入磁场后，电流方向为顺时针方向 D．线框离开磁场的过程中，电流方向为逆时针方向 9．如图所示，a、b为正方形金属线圈，a线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，a、b中产生的感应电流方向分别为（　　） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 10．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（下端为N极），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A．环中将产生俯视逆时针的感应电流 B．环有面积扩大的趋势 C．环对桌面的压力将减小 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 考向三　楞次定律推论与综合应用 本考向围绕楞次定律的推论与综合应用展开，掌握“增缩减扩、来拒去留”等快捷判断和应用四步骤，理解电磁阻尼，并区分楞次定律与右手定则。 ▎知识梳理 1．楞次定律应用四步骤： （1）明确所研究的闭合回路，确定原磁场的方向； （2）判断穿过闭合回路的原磁通量是增加还是减少； （3）根据楞次定律（增反减同）确定感应电流的磁场方向； （4）用安培定则（右手螺旋定则）由感应磁场方向确定感应电流方向。 2．阻碍的表现形式： 从磁通量角度：感应电流的磁场阻碍磁通量的变化； 从相对运动角度：感应电流的效果阻碍导体与磁体间的相对运动。 3．两个常用推论： 增缩减扩：磁通量增加时，闭合回路有收缩趋势；磁通量减少时，有扩张趋势。 来拒去留：磁体靠近时相互排斥（拒），远离时相互吸引（留）。 4．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，其余四指所指方向即感应电流方向；仅适用于导体切割磁感线产生感应电流的情形。 5．切割示意：如图，导体棒在磁场中运动，可用右手定则直接判断感应电流方向。 图5　导体切割磁感线，可用右手定则判断方向 ▎重难诠释 1．“增缩减扩、来拒去留”是楞次定律的快捷推论，本质都是阻碍磁通量变化；遇到回路变形、磁体运动问题可直接使用。 2．电磁阻尼：导体在磁场中相对运动时受安培力阻碍，使相对运动减弱，如磁体在铝管中缓慢下落、灵敏电流计指针快速稳定，都是电磁阻尼的应用。 3．右手定则是楞次定律的特例：只用于切割磁感线；更一般的情况（磁场变化、回路变形等）仍须用楞次定律。 4．注意定则不混用：判断感应电流方向用楞次定律或右手定则，判断安培力方向用左手定则，判断电流磁场方向用安培定则。 比较项目 楞次定律 右手定则 研究对象 整个闭合回路 闭合回路中的部分导体 适用情况 一切电磁感应现象 仅导体切割磁感线 判断依据 感应磁场阻碍磁通量变化 磁感线穿掌心、拇指指运动方向 相互关系 判断感应电流方向的普遍规律 楞次定律在切割情形下的特例 ◆ 考点专练（第 11～15 题） 11．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如甲图所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化，则（　　） A．0～1s内导体环中的电流为负方向 B．导体环中电流在1s时改变方向 C．1s～2s内导体环中的电流逐渐增大 D．3s～4s内导体环有收缩的趋势 12．如图所示，光滑绝缘水平面上放置金属圆环a、b，圆心均为O，若a圆环通有逐渐增大的顺时针电流，则（　　） A．b圆环中磁通量变小 B．b圆环有扩张的趋势 C．b圆环中有顺时针方向的感应电流 D．桌面对b圆环的作用力方向指向圆心O 13．如图所示，我国首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”工作原理如下：浪板在海浪作用下做往复运动，通过传动机构驱动线圈在磁场中做逆时针转动。当线圈转动到图示位置，下列说法正确的是（　　） A．线圈磁通量最大 B．感应电动势等于0 C．a端电势低于b端电势 D．线圈转动的频率越大，产生的电动势越大 14．如图所示，两个完全相同的半圆形金属轨道竖直正对放置，内侧轨道接地，金属棒AB垂直两轨道水平放置，其长度与两轨道间距相等，空间存在竖直向下的匀强磁场（未画出）。在金属棒从MN向PQ匀速圆周运动的过程中，其上A点的电势φA（　　） A．保持不变 B．先降低再升高 C．先升高再降低 D．一直降低 15．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，不考虑空气阻力，则（　　） A．圆环从图中1位置运动到3位置的过程中，产生的焦耳热小于重力势能减少量 B．圆环从2位置到3位置过程中都会有电磁阻尼的效果 C．从最高点摆动到最低点的时间大于从最低点摆动到最高点的时间 D．圆环最终将静止在最低点 ★ 综合培优检测 ★ 16．如图所示两个圆环甲、乙，外环乙是不带电的金属圆环，内环甲是带负电的绝缘体，让内环甲逆时针加速转动，则在外环乙上会产生感应电流，下列说法正确的是（　　） A．外环乙上会产生顺时针方向电流，有收缩的趋势 B．外环乙上会产生顺时针方向电流，有扩张的趋势 C．外环乙上会产生逆时针方向电流，有收缩的趋势 D．外环乙上会产生逆时针方向电流，有扩张的趋势 17．某磁场的磁感线分布如图所示，有铜线圈自图示A处落到B处，线圈始终保持水平，自上向下看，下列说法正确的是（　　） A．线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针 B．线圈下落过程中，安培力始终阻碍线圈的下落运动 C．线圈下落过程中，磁通量的变化率始终为正值 D．线圈下落过程中，机械能守恒 18．同学们在日常生活中所用的公交卡原理如图所示，图中上半部分表示读卡机内的线圈，下半部分表示芯片卡内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。若从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流，当芯片卡接近读卡机时则会（　　） A．有逆时针方向的电流且两线圈相互吸引 B．有逆时针方向的电流且两线圈相互排斥 C．有顺时针方向的电流且两线圈相互吸引 D．有顺时针方向的电流且两线圈相互排斥 19．如图所示，我国某地一直升机将一水平的闭合金属线圈竖直向上吊起，由于地磁场的影响，线圈中产生了感应电流，已知地磁场的磁感线分布和条形磁铁类似，其竖直分量随高度上升而减小，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的磁通量增大 B．线圈中有顺时针方向的感应电流（俯视） C．线圈的四条边有向内收缩的趋势 D．若在赤道上空将线圈吊起，线圈中也会产生感应电流 20．如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（　　） A．圆环一定向右运动 B．圆环受到的摩擦力方向不变 C．圆环对桌面的压力一直增大 D．圆环对桌面的压力先减小后增大 21．如图所示，磁铁靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，可以使磁铁悬浮于空中。下列说法中正确的是（　　） A．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将磁铁翻转180°，超导体中的电流方向不变 D．磁体悬浮时，超导体中无电流 22．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（　　） A． B． C． D． 23．如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框在水平拉力作用下以一定的初速度斜向匀速通过磁场，则下列说法正确的是（　　） A．拉力大小恒定 B．拉力方向水平向右 C．线框内感应电流大小和方向不变 D．速度变大通过线框某一横截面的电量增加 24．在获悉法拉第发现电磁感应现象之后，楞次立即开始进行电磁方面的实验研究，并于1834年提出楞次定律。下面几种与楞次定律有关的现象描述正确的是（　　） A．条形磁铁靠近线圈时电子秤示数增大 B．条形磁铁靠近铝环时铝环会向左摆动 C．通电直导线的电流减小时矩形线框会向右运动或有向右运动的趋势 D．调整滑片P到某一位置闭合开关后电流表中有恒定电流 25．图甲所示为我国“南鲲”号，是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如图乙所示，矩形线圈abcd固定不动，磁铁绕OO'轴转动，初始时，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是（　　） A．若磁铁匀速转动，线圈中电流保持不变 B．初始时线圈中电流为零 C．若磁铁转过90°时，线圈中电流为零 D．初始时刻线圈中电流方向为abcd 26．如图所示，固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面（纸面）内，长直导线中通以水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是（　　） A．圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下 B．垂直纸面向里观察，圆形线框中产生顺时针方向的电流 C．圆形线框所围的面积有扩大的趋势 D．通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用 27．如图甲所示，矩形导线框abcd的一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，设磁场垂直纸面向外为正方向，线圈中感应电流i以顺时针为正方向，ad边受到的安培力F以水平向右为正方向，则关于i、F随t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 28．如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（　　） A．做自由落体运动 B．做匀加速直线运动 C．换一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快 D．换一根有裂纹的铝管（如图乙所示），运动比图甲中更慢 29．如图所示，正方形金属线框abcd放置在光滑水平面上，水平面上有xOy平面直角坐标系，该空间有竖直向下的磁场，沿y轴正方向磁感应强度均匀增大，线框保持ad边与x轴平行向y轴正方向做匀速运动。关于线框中感应电流及线框所受安培力的合力方向，下列说法正确的是（　　） A．感应电流沿顺时针方向，安培力合力沿y轴正方向 B．感应电流沿逆时针方向，安培力合力向y轴正方向 C．感应电流沿顺时针方向，安培力合力向y轴负方向 D．感应电流沿逆时针方向，安培力合力向y轴负方向 30．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．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 重难突破系列 · 人教版（2019）选择性必修第二册 · 2.1 楞次定律 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $