2.1 楞次定律 作业
(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.关于感应电流,下列说法正确的是 ( )
A.根据楞次定律知:感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量
B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
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,必须用安培定则确定感应电流的方向
【解题指南】解答本题要注意以下三点:
(1)楞次定律的实质是确定了感应电流的磁场是要阻碍原磁通量的变化。
(2)若原磁通量增大则感应电流的磁场与原磁通量反向;若原磁通量减小则感应电流的磁场与原磁通量同向。
(3)磁场与电流的关系用安培定则来确定。
【解析】选C。由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,A错误;感应电流的磁场总是阻碍电路中的原磁通量的变化,不是阻碍原磁场,B错误;由楞次定律知,如果是因磁通量的减少而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,阻碍磁通量的减少;如果是因磁通量的增加而引起的感应电流,则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反,阻碍磁通量的增加,C正确;导体切割磁感线运动时,应直接用右手定则确定感应电流的方向;若闭合回路磁通量变化,由楞次定律确定感应电流的磁场方向,然后用安培定则确定感应电流的方向,D错误。
2.如图所示,线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
C.电容器的B极板带正电,线圈与磁铁相互吸引
D.电容器的B极板带负电,线圈与磁铁相互排斥
【解析】选B。当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向上,所以感应磁场方向向下,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,即通过电阻的电流方向为b→a。根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥。综上所述:线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向由b→a,磁铁与线圈相互排斥,故A错误,B正确; 由上分析可知,B极板带正电,且线圈与磁铁相互排斥,故C、D错误。
3.如图所示,两个线圈的绕向相同,其中右侧线圈与电流表构成闭合回路,要使得右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表,且电流表示数恒定,则左侧线圈中的电流随时间变化的图像可能是(规定左侧线圈中从a到b的电流方向为正方向)( )
【解析】选A。当右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表时,感应电流的磁场方向向右;根据楞次定律可知,穿过线圈的磁通量若方向向右,则正在减小,若穿过线圈的磁通量的方向向左,则正在增大;根据安培定则可知,此时左侧线圈中的电流随时间变化是从a到b正在增大,或电流的方向从b到a,正在减小。故A正确,B、C、D错误。
【总结提升】反向应用楞次定律的技巧
有部分题目是知道感应电流的方向,而去确定磁场是如何变化的,这是反向应用楞次定律,应注意以下三点:
(1)各个物理量之间的关系依然为楞次定律的关系。
(2)各个物理量确定的先后关系有所变化。
(3)物理量确定的难度比一般楞次定律的难度稍微大点。
4.在匀强磁场中,一通有恒定电流的导体圆环用绝缘细线悬挂在天花板上,初始时刻圆环平面与磁场方向平行,如图所示。则关于圆环刚开始通电后转动角度θ(≤90°)的时间内(从上往下看),下列说法正确的是( )
A.圆环顺时针转动,同时有向内收缩的趋势
B.圆环逆时针转动,同时有向内收缩的趋势
C.圆环顺时针转动,同时有向外扩张的趋势
D.圆环逆时针转动,同时有向外扩张的趋势
【解析】选C。通电圆环在磁场中受到安培力作用,取左右两侧的一小段电流元分析,根据左手定则可知,左侧电流元受到安培力垂直纸面向里,右侧电流元受到安培力垂直纸面向外,则从上往下看,圆环顺时针转动。当转动角度θ=90°时,顺着磁感线方向看,电流方向为顺时针,根据左手定则可知,圆环受到安培力沿着半径方向的分力向外,故圆环有向外扩张的趋势,说明圆环在顺时针转动的同时,向外扩张,故C正确,A、B、D错误。
5.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时( )
A.N极从上向下靠近线圈时,将受到线圈的吸引力
B.S极从上向下远离线圈时,将受到线圈的排斥力
C.通过电流表的感应电流方向是先 a→→b,后 b→→a
D.通过电流表的感应电流方向是先 b→→a,后 a→→b
【解析】选D。根据楞次定律可知,当N极从上向下靠近线圈时,线圈内产生的感应电流对条形磁铁的运动有阻碍作用,可知条形磁铁将受到线圈的排斥力,故A错误,根据楞次定律可知,当S极从上向下远离线圈时,线圈内产生的感应电流对条形磁铁的运动有阻碍作用,可知条形磁铁将受到线圈的吸引力,故B错误;当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时,穿过线圈的磁通量向下,且先增加后减小,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,故感应电流的磁场先向上后向下,故感应电流先逆时针后顺时针(俯视),即先b→→a,后a→→b,故C错误,D正确。
【补偿训练】
如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体棒ab和cd的运动情况是( )
A.一起向左运动
B.一起向右运动
C.ab和cd相向运动,相互靠近
D.ab和cd相背运动,相互远离
【解析】选C。方法一:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强,回路磁通量增加,根据楞次定律可知,回路产生逆时针方向电流;ab边电流方向向下,所受安培力向右,cd边电流方向向上,所受安培力向左,故ab和cd相向运动,C项正确。
方法二:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强,回路磁通量增加,根据楞次定律可知,回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体棒要相向运动,相互靠近,C项正确。
6.如图甲,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时( )
A.在t1～t2时间内,L有扩张趋势
B.在t2～t3时间内,L有扩张趋势
C.在t2～t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流
D.在t3～t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流
【解析】选D。在t1～t2时间内,外加磁场磁感应强度增加且斜率在增大,则在导线框中产生顺时针方向且增加的电流,该电流激发的磁场通过圆环,由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大,故L有收缩的趋势,故A错误;在t2～t3时间内,穿过圆环的磁通量向上均匀减小,之后是向下均匀增大的,由法拉第电磁感应定律可知,L中磁通量不变,则L中没有感应电流,因此没有变化的趋势,故B、C错误;在t3～t4时间内,向下的磁通量减小且斜率在减小,根据楞次定律,在线圈中的电流方向由c到b且减小,根据安培定则,穿过圆环L的磁通量向里减小,则根据楞次定律,在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流,故D正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.(12分)如图所示,当把滑动变阻器的滑片P从右向左滑动时,在线圈A中感应电流的方向是从__________端流进电流表,从__________端流出;在线圈B中感应电流的方向是从________端流进电流表,从________端流出。
【解析】当滑片P从右向左滑动时,电路中的电阻变大,电流减小,由右手螺旋定则可知,铁芯中向左的磁感应强度减小。由楞次定律可知,线圈A、B中感应电流的磁场方向向左。再由安培定则可知,在线圈A中感应电流的方向是从a端流进电流表,从b端流出;在线圈B中感应电流的方向是从d端流进电流表,从c端流出。
答案:a b d c
8.(12分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G右端流入时,指针向右偏转。将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向右偏转。
(1)在图中L上画上几匝线圈,以便能看清线圈绕向。
(2)当条形磁铁穿过线圈L后,向下远离L时,指针将指向________。
(3)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时,指针将指向______________。(均选填“左侧”“右侧”或“中央”)
【解析】(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,穿过L的磁场向下,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,感应电流磁场应该向上,电流计指针向右偏转,电流从电流计右端流入,由安培定则可知,俯视线圈,线圈绕向为逆时针,如图。
(2)当条形磁铁穿过线圈L后,向下远离L时,穿过L的磁通量向下,磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流磁场应向下,感应电流为顺时针(俯视线圈)指针将向左偏转。
(3)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,穿过L的磁通量向上,磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流磁场应向上,指针向右偏转。
答案:(1)见解析图 (2)左侧 (3)右侧
(15分钟·40分)
9.(7分)(多选)如图所示,在北京某地有一间房子坐北朝南,门口朝向正南,门扇四周是铝合金边框,中间是绝缘体玻璃,则下列说法正确的是( )
A.房子所在位置地磁场的磁感线由南指向北,与水平面平行
B.无论开门还是关门的过程中,穿过门扇的磁通量是变化的
C.某人站在室内面向正南推开门过程,对这个人来说,铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
D.某人站在室内面向正南关上门过程,对这个人来说,铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
【解析】选B、C。北京位于北半球,北京地区的磁场方向具有水平向北的分量与竖直向下的分量两部分,故A错误;地磁场有由南向北的分量,门闭合时磁通量的方向向北;当朝南的门向外推开后,平面与磁场平行时,没有磁感线穿过线框平面,穿过环面的磁通量为0。开门还是关门的过程中,穿过门扇的磁通量是变化的。故B正确;根据楞次定律,穿过窗框的磁通量减小时,站在室内面向正南的人判断,产生的感应电流的方向为逆时针。故D错误,C正确。
【补偿训练】
如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触。若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是 ( )
A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于
【解析】选A。由图示可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A正确;由楞次定律可知,感应电流总是阻碍磁铁和圆环的相对运动,在磁铁靠近圆环的过程中为阻碍磁铁的靠近,圆环对磁铁的作用力竖直向上,在磁铁穿过圆环远离圆环的过程中,为阻碍磁铁的远离,圆环对磁铁的作用力竖直向上,则在整个过程中,圆环对磁铁的作用力始终竖直向上,故B错误;在磁铁下落过程中,圆环中产生感应电流,圆环中有电能产生,磁铁在整个下落过程中,磁铁的机械能转化为电能,由能量守恒定律可知,磁铁的机械能减少,故C错误;磁铁做自由落体运动时,v2=2gh,磁铁落地时的速度v=,由于磁铁下落时能量有损失,磁铁落地速度小于,故D错误;故选A。
10.(7分)(多选)如图,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列说法中正确的是( )
A.线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力将增大
【解析】选A、D。当滑片P向下移动时电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大,从而判断出穿过线圈a的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针,故A正确,B错误;再根据微元法将线圈a无限分割,根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势,或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”,因为滑片向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加,故只有线圈面积减小时才能阻碍磁通量的增加,故线圈a应有收缩的趋势,故C错误;开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力,当滑片向下滑动时,可以用“等效法”,即将线圈a和b看作两个条形磁铁,不难判断此时两磁铁的N极相对,互相排斥,故线圈a对水平桌面的压力将增大,所以D正确。
11.(7分)美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现:一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料A上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,则( )
A.B中将产生逆时针方向的电流
B.B中将产生顺时针方向的电流
C.B线圈有收缩的趋势
D.B线圈有扩张的趋势
【解析】选D。合金材料加热后,合金材料成为强磁体,通过线圈B的磁通量增大,由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的增加,选项C错误,D正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,选项A、B错误。
12.(19分)磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图所示,从ab进入磁场时开始计时。
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像。
(2)判断线框中有无感应电流。若有,请判断出感应电流的方向;若无,请说明理由。
【解题指南】(1)磁通量随时间变化可用Φ=BS计算分析,注意分阶段的S变化。
(2)感应电流的方向用右手定则或楞次定律进行判断。
【解析】线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)。
(1)①线框进入磁场阶段:t为0～,线框进入磁场中的面积与时间成正比,S=lvt,最后为Φ=BS=Bl2。
②线框在磁场中运动阶段:t为～,线框磁通量为Φ=Bl2,保持不变。
③线框离开磁场阶段:t为～,线框磁通量线性减小,最后为零。
磁通量随时间变化的图像如图所示:
(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中将产生感应电流,由右手定则可知,感应电流方向为逆时针方向。
线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生。
线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减少,线框中将产生感应电流。由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向。
答案:(1)见解析 (2)线框进入磁场阶段,感应电流方向为逆时针方向;线框在磁场中运动阶段,无感应电流;线框离开磁场阶段,感应电流方向为顺时针方向。
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2.1楞次定律 课时检测（解析版）
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.如图,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电绝缘环,A为导体环。当B绕环心转动时,导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势,则B的转动情况是 ( )
A.顺时针加速转动 B.顺时针减速转动
C.逆时针加速转动 D.逆时针减速转动
【解析】选A。由题图可知,A中感应电流为顺时针方向,由楞次定律可知,感应电流的内部磁场向里,由右手螺旋定则可知,引起感应电流的磁场可能为:向外增大或向里减小;若原磁场向外,则B中电流应为逆时针,由于B带负电,故B应顺时针转动且转速增大;若原磁场向里,则B中电流应为顺时针,则B应逆时针转动且转速减小;又因为导体环A具有扩展趋势,则B中电流应与A方向相反,即B应顺时针转动且转速增大,A正确。
2.如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法中正确的是 ( )
A.总是顺时针
B.总是逆时针
C.先顺时针后逆时针
D.先逆时针后顺时针
【解析】选C。由题图可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故C正确。
3.如图所示,磁场中有一导线MN与U形光滑的金属框组成闭合电路,当导线向右运动时,下列说法正确的是 ( )
A.电路中有顺时针方向的电流
B.电路中有逆时针方向的电流
C.导线的N端相当于电源的正极
D.电路中无电流产生
【解析】选B。根据右手定则,由题意可知,当导线向右运动时,产生的感应电流方向由N端经过导线到M端,因此有逆时针方向的感应电流,故A错误,B正确;由上分析可知,电源内部的电流方向由负极到正极,因此N端相当于电源的负极,故C错误;根据感应电流产生的条件可知,电路会产生感应电流,故D错误。所以B正确,A、C、D错误。
4.如图所示,当条形磁铁在闭合铝环一侧沿铝环中轴线靠向铝环运动时,铝环受磁场力而运动的情况是 ( )
A.无法判定
B.向左摆动
C.静止不动
D.向右摆动
【解析】选D。当磁铁向铝环运动时,铝环中的磁通量将增大,根据楞次定律可知,铝环为了阻碍磁通量的变化将向右摆动,故D正确,A、B、C错误。
5.一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为 ( )
A.逆时针方向 逆时针方向
B.逆时针方向 顺时针方向
C.顺时针方向 顺时针方向
D.顺时针方向 逆时针方向
【解析】选B。线圈第一次经过位置Ⅰ时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向左,根据安培定则,顺着磁场看去,感应电流的方向为逆时针方向。当线圈第一次通过位置Ⅱ时,穿过线圈的磁通量减小,可判断出感应电流为顺时针方向,故选项B正确。
6.如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中竖直线向下移动(不到达该平面),a、b的移动情况可能是 ( )
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
【解析】选A。根据Φ=BS,条形磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势。由于S不可改变,为阻碍磁通量增大,导体环会尽量远离条形磁铁,所以a、b将相互远离。A正确。
【补偿训练】
如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
A.FT1>mg,FT2>mg
B.FT1C.FT1>mg,FT2D.FT1mg
【解析】选A。当圆环经过磁铁上端时,磁通量增加,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有FT1>mg。当圆环经过磁铁下端时,磁通量减少,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有FT2>mg,所以只有A正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分)
7.(12分)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实物连线后如图1所示。感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示。
(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,G表指针____________(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针____________(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”)。
(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变。接通电源,闭合开关,G表指针____________(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”)。
(3)仅用一根导线,如何判断G表内部线圈是否断了 __________________。
【解析】(1)滑动变阻器触头向右滑动时,接入电路的电阻减小,电流增大,内线圈的磁通量方向向下,且大小增大,根据楞次定律可判断外线圈内的感应电流从A接线柱流入,故G表指针向左偏。抽出铁芯时,磁通量减小,G表指针向右偏。(2)把直流输出改为交流输出后,外线圈中的电流方向不断发生变化,故G表指针不停振动。(3)若G表未损坏,短接G表,并摇晃G表,由于电磁阻尼作用,指针的偏转幅度要比不短接G表摇晃时的幅度小;若G表内部线圈断了,短接时回路不闭合,无上述现象。
答案:(1)左偏 右偏 (2)不停振动
(3)短接G表前后各摇动G表一次,比较指针偏转,有明显变化,则线圈未断;反之则断了
8.(12分)如图所示,在图(1)中,G为指针在中央的灵敏电流计连接在直流电路中时的偏转情况。今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________;图(3)中电流计的指针将向________偏转;图(4)中的条形磁铁上端为________极。
【解析】由图(1)可知,当电流从电流计的左接线柱流入时,指针向左偏。图(2)中指针向左偏,可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下,根据楞次定律知,条形磁铁S极向下插入。图(3)当条形磁铁N极向下插入时,根据楞次定律,可知螺线管中感应电流方向由下到上,则指针向右偏;图(4)中可知指针向右偏,则线圈中感应电流的方向从下到上,由楞次定律可知,条形磁铁S极向上拔出,上端为N极。
答案:向下 右 N
9.(7分)(多选)如图所示,两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上,A、B可以左右摆动,则 ( )
A.在S闭合的瞬间,A、B必相吸
B.在S闭合的瞬间,A、B必相斥
C.在S断开的瞬间,A、B必相吸
D.在S断开的瞬间,A、B必相斥
【解析】选A、C。在S闭合瞬间,穿过两个铝环的磁通量变化相同,铝环中产生同方向的感应电流,同向电流相吸,则A、B相吸,A正确,B错误;在S断开瞬间,穿过两个铝环的磁通量变化相同,铝环中产生同方向的感应电流,同向电流相吸,则A、B相吸,C正确,D错误。
10.(7分)(多选)如图所示,当磁铁运动时,电路中会产生由A经R到B的电流,则磁铁的运动可能是 ( )
A.向下运动
B.向上运动
C.向左平移
D.以上都不可能
【解析】选B、C。由安培定则知感应电流在线圈中产生磁场与磁铁磁场方向相同,由楞次定律知,原磁场减小,选项中B、C会引起上述变化,故选项B、C正确,其余错误。
11.(7分)(多选)如图,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上,M与电源、开关、滑动变阻器相连,P为滑动变阻器的滑片,开关S处于闭合状态,N与电阻R相连。下列说法正确的是 ( )
A.当P向右移动时,通过R的电流方向为由b到a
B.当P向右移动时,通过R的电流方向为由a到b
C.断开S的瞬间,通过R的电流方向为由b到a
D.断开S的瞬间,通过R的电流方向为由a到b
【解析】选A、D。P向右移动,导致电流增大,根据右手定则可知,线圈M左端是N极,右端是S极。穿过线圈N的磁通量变大,则由楞次定律可得:感应电流方向由b流向a,故A正确,B错误;当断开S的瞬间,导致电流减小,根据右手定则可知,线圈M左端是N极,右端是S极。穿过线圈N的磁通量变小,则由楞次定律可得:感应电流方向由a流向b,故C错误,D正确;故选A、D。
【补偿训练】
(多选)如图所示装置中,闭合铜环A静止悬挂在通电螺线管的M端,螺线管的轴线垂直于环面并正对环心。要使铜环向螺线管靠近,下列各操作中可以实现的是 ( )
A.开关S由断开到接通的瞬间
B.开关S由接通到断开的瞬间
C.将滑片P向C滑动的过程中
D.将滑片P向D滑动的过程中
【解析】选B、C。由楞次定律可知,只有电路中电流减小时铜环才能向螺线管靠近,则开关断开瞬间和将滑片向C滑动过程可以减小线圈中的电流,从而使A向右靠近。故B、C正确,A、D错误。故选B、C。
12.(19分)某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后,自己制作了一个手动手电筒。如图是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称。
(1)试分析其工作原理。
(2)灯泡中的电流方向是否变化。
【解析】(1)线圈处于两条形磁铁之间,当线圈运动,则导致穿过线圈的磁通量发生变化,从而出现感应电流,与灯泡形成闭合回路,则电流流过灯泡,灯泡就会发光;(2)线圈沿不同方向经过b点时,由于运动方向不同,导致磁通量变化不同,所以产生的感应电流方向相反,即电流的方向会发生变化。
答案:(1)见解析 (2)变化课时作业(六) 楞次定律
一、单项选择题
1．如图所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是( )
A．由A→B
B．由B→A
C．无感应电流
D．无法确定
2．如图所示为闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，a、b、c、d分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向，则导体中感应电流的方向垂直纸面向里时，导体的位置是( )
A．a B．b
C．c D．d
3．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈并远离而去，该过程中( )
A．条形磁铁的加速度一直等于重力加速度
B．条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度
C．通过电流表的感应电流方向一直是b→G→a
D．通过电流表的感应电流方向是先b→G→a，后a→G→b
4．下列各图均表示闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，其中导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
5．如图所示，一扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是( )
A．磁铁在线圈平面内顺时针转动
B．磁铁在线圈平面内逆时针转动
C．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
D．N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动
6．如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落到与磁铁的最上端齐平的过程中，下列判断正确的是( )
A．金属环在下落过程中的机械能守恒
B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C．金属环的机械能先减小后增大
D．磁铁对环的磁场力对环做正功
7．长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流．当电流大小逐渐减弱时( )
A．环形导线有收缩的趋势
B．环形导线有远离长直导线的趋势
C．环形导线中有顺时针方向的感应电流
D．环形导线中有感应电流，但方向无法确定
8．如图甲所示，在一空心螺线管内部中间处放置一小铜环，如图乙所示，在一空心螺线管外部放置一大铜环，电路接通瞬间，下列说法正确的是( )
A．从左往右看，两个铜环中都有顺时针方向的感应电流
B．从左往右看，小铜环中有顺时针方向的感应电流，大铜环中有逆时针方向的感应电流
C．两个铜环都有收缩趋势
D．小铜环有扩张趋势，大铜环有收缩趋势
9．如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在电子秤上，某同学将一条形磁铁竖直向下先加速后减速插入圆筒．插入磁铁过程中，电子秤的示数( )
A．比插入磁铁前电子秤的示数大
B．比插入磁铁前电子秤的示数小
C．加速插入时比插入磁铁前电子秤的示数大，减速插入时比插入磁铁前电子秤的示数小
D．加速插入时比插入磁铁前电子秤的示数小，减速插入时比插入磁铁前电子秤的示数大
10．如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是( )
A．从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向
B．0～1 s内圆环面积有扩张的趋势
C．3 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力
D．1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应电流方向相反
二、多项选择题
11．如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则该磁场 ( )
A．逐渐增强，方向向外 B．逐渐增强，方向向里
C．逐渐减弱，方向向外 D．逐渐减弱，方向向里
12．如图所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的是( )
A．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
B．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
C．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
D．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
13．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向左
D．磁场对导体棒AB的作用力向左
14．如图所示，在北京某地有一间房子坐北朝南，门口朝向正南，门扇四周是铝合金边框，中间是绝缘体玻璃，则下列说法正确的是( )
A．房子所在位置地磁场的磁感线由南指向北，与水平面平行
B．无论开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量是变化的
C．某人站在室内面向正南推开门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
D．某人站在室内面向正南关上门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
课时作业(六) 楞次定律
1．解析：由右手定则可判断导体棒中电流方向从N到M，则通过R的电流方向为A→B.
答案：A
2．解析：导体切割磁感线产生感应电流，用右手定则判断a位置感应电流方向垂直纸面向里．
答案：A
3．解析：根据楞次定律可知，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈并远离而去的过程中，线圈内产生的感应电流的磁场对条形磁铁的运动有阻碍作用，即表现为“来拒去留”，可知条形磁铁运动的加速度始终小于重力加速度，A、B错误；当条形磁铁靠近线圈时，线圈上端为N极，由安培定则知感应电流方向是b→G→a，当条形磁铁远离线圈时，线圈下端为N极，由安培定则知感应电流方向是a→G→b，C错误，D正确．
答案：D
4．解析：A选项中导体ab沿顺时针方向转动，根据右手定则，可知导体ab上的感应电流方向为a→b；B选项中ab向纸外运动，C选项中ad边做切割磁感线运动，D选项中ab沿导轨向下运动，由右手定则可知导体ab上的感应电流方向均为b→a.综上，只有选项A符合题意．
答案：A
5．解析：根据楞次定律可知，必须使通过线圈向外的磁通量减少或向里的磁通量增加，故选C.
答案：C
6．解析：金属环在下落过程中，穿过环内的磁通量增加，产生感应电流．根据楞次定律可知，在这个过程中，为阻碍环的磁通量增加，磁铁对环有向上的磁场力，则磁场力对环做负功，机械能减小，环减少的重力势能转化为环的动能和电能，B项正确．
答案：B
7．解析：当电流逐渐减弱时，电流产生的磁场减小，穿过环形导线的磁通量减小，由楞次定律可知，环形导线的面积有扩大的趋势，故A错误；当电流逐渐减弱时，电流产生的磁场减小，穿过环形导线的磁通量减小，由楞次定律可知，环形导线有靠近直导线的趋势，故B错误；根据右手定则可以判定，导线下侧的磁场方向向里，磁通量减小时，产生的感应电流的磁场方向向里，由安培定则知，有顺时针方向的感应电流，故C正确，D错误．
答案：C
8．解析：接通开关瞬间，穿过两铜环的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，两铜环中的感应电流的磁场方向向右，从左侧看，两铜环中的感应电流沿顺时针方向；故A正确、B错误；接通开关瞬间，穿过小铜环的磁通量向左增大，小铜环的面积收缩能阻碍磁通量的增大，所以根据楞次定律可知，小铜环有收缩的趋势；由于螺线管外部的磁场方向与螺线管内部的磁场方向相反，所以大铜环的面积增大能阻碍环内磁通量的增大，即大铜环有扩张趋势，故C、D错误．
答案：A
9．解析：不论磁铁的哪一极向下插入，穿过线圈的磁通量均增加，根据楞次定律可知，线圈都将阻碍磁铁相对于线圈的运动，所以线圈受到向下的磁场力的作用，则线圈对下面的电子秤的压力增大，与磁场加速或减速无关，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
10．解析：0～1 s线圈中电流增大，产生的向上的磁场增大，金属环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，故A正确；0～1 s线圈中电流增大，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，有面积缩小趋势，故B错误；3 s末金属环中感应电流最大，但螺线管中感应电流为零，与金属环间无相互作用，所以3 s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故C错误；1～2 s正方向电流减小，2～3 s反向电流增大，根据楞次定律，金属环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故D错误．
答案：A
11．解析：回路变为圆形，面积增大，说明闭合回路的磁通量减少，所以磁场逐渐减弱，而磁场方向可能向外，也可能向里，故选项C、D正确．
答案：CD
12．解析：当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中产生的磁场方向垂直纸面向里，所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为abcda，选项A正确；当导线L向右平移时，闭合导体框abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为adcba，选项D正确．
答案：AD
13．解析：利用楞次定律，两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，根据右手定则判断AB中感应电流的方向是B→A→C→D→B，以此为基础，再判断CD内的电流方向，最后根据左手定则进一步确定CD的受力方向，经过比较可得正确答案．
答案：BD
14．解析：北京位于北半球，北京地区的磁场方向具有水平向北的分量与竖直向下的分量两部分，故A错误；地磁场有由南向北的分量，门闭合时磁通量的方向向北；当朝南的门向外推开后，平面与磁场平行时，没有磁感线穿过线框平面，穿过环面的磁通量为0.无论开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量都是变化的．故B正确；根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，站在室内面向正南的人判断，产生的感应电流的方向为逆时针．故D错误，C正确．
答案：BC2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册
2.1楞次定律 学案
一、自感现象和自感电动势
1．自感现象：由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象．
2．自感电动势
(1)定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势．
(2)特点：总是阻碍导体中原电流的变化．
(3)方向：当线圈中电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
如图所示，无轨电车在行驶过程中，由于车身颠簸，使车顶上的集电弓瞬间脱离电网线，这时可以观察到有电火花闪现．你知道产生电火花的原因吗？
提示：集电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所以产生的自感电动势很大，在集电弓与电网线的空隙产生电火花．
二、自感系数
1．自感电动势的大小：E＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感．
2．自感系数的物理意义：表征线圈能产生自感电动势本领大小的物理量．数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变1 A，产生的自感电动势的大小．
3．决定自感系数L大小的因素：线圈的自感系数与线圈的形状、横截面积、长短、匝数等因素有关．线圈的横截面积越大，匝数越多、越密，线圈越长，它的自感系数就越大．将铁芯插入线圈，也会使线圈的自感系数大大增加．
4．单位：自感系数的单位是亨利，简称亨，符号是H．常用的较小单位还有毫亨(mH)和微亨(μH).1 mH＝10－3H，1 μH＝10－6H.
(1)线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大．( )
(2)不管电流如何变化，线圈的自感系数不变．( )
(3)线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关．( )
提示：(1)× (2)√ (3)×
自感电动势
1．自感电动势的作用：阻碍原电流的变化．阻碍不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用，这就是电的“惯性”．
2．自感电动势的方向：总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化，有“增反减同”的特点．
(1)当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；(2)当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同．
3．自感电动势的大小：由电流变化的快慢(即电流的变化率)和线圈的自身结构(自感系数)共同决定，即E＝L.
自感现象的理解
下列关于自感现象的论述中，正确的是( )
A．线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比
B．当线圈中电流减弱时，自感电流的方向与原电流方向相反
C．当线圈中电流增大时，自感电流的方向与原电流方向相反
D．穿过线圈的磁通量的变化和线圈中电流的变化无关
[解析] 线圈的自感系数由线圈自身的性质决定，与是否有电流及电流的变化率无关，A错．自感电流的方向总是阻碍原电流的变化，当原电流减弱时，自感电流与其同向，B错．当线圈中电流增大时，自感电流的方向与原电流方向相反，起阻碍原电流变化的作用，C对．线圈中电流的变化导致穿过线圈的磁通量发生变化，D错．
[答案] C
2 自感电动势和自感系数的理解
关于线圈的自感系数、自感电动势，下列说法中正确的是( )
A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大
B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量
C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变
D．自感电动势总与原电流方向相反
[解析] 线圈的自感系数由线圈本身的因素(如长度、面积、匝数等)决定．E自∝，而不是E自∝ΔI，C对，A、B错．线圈中电流减小时自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，D错．
[答案] C
(1)判断自感电动势的思路：根据原电流(I原的方向及其变化情况)确定感应电流I感的方向判断自感电动势的方向．
(2)像理解楞次定律一样，自感电动势的阻碍作用不等于阻止，它只是延缓了电流变化过程的进行，但并不能使变化过程停止，更不能使过程反向，这就是电的“惯性”．
如图所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是(L的直流电阻与R相同)( )
A．直流成分只能从L通过
B．交流成分只能从R通过
C．通过R的既有直流成分又有交流成分
D．通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要多
解析：选C.线圈具有通直流阻交流的作用，L的直流电阻与R相同，对交流的阻碍作用要大于电阻R，多数交流成分通过R，故选C.
通电自感与断电自感的分析[学生用书P23]
1．通电自感与断电自感的对比
通电自感 断电自感
电路图
器材要求 L1、L2同规格，R＝RL，L较大 L很大(有铁芯)，RL RLA
现象 在S闭合瞬间，L2灯立即亮起来，L1灯逐渐变亮，最终一样亮 在开关S断开瞬间，LA灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到LA灯马上熄灭)
原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过L1灯的电流比流过L2灯的电流增加得慢 断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过灯LA，且由于RL RLA，使得流过灯LA的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使灯LA的发光功率突然变大
能量转化情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能
2.断电自感中灯泡“闪”与“不闪”的问题
如图所示，断电自感中灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于I2与I1谁大谁小，也就是取决于R和r谁大谁小的问题．
(1)如果R＞r，就有I1＞I2，灯泡会先更亮一下才熄灭．
(2)如果R＝r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭．
(3)如果R＜r，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄灭．
1 通电自感分析
(多选)如图所示，电池的电动势为E，内阻不计，线圈自感系数较大，直流电阻不计．当开关S闭合后，下列说法正确的是( )
A．a、b间电压逐渐增加，最后等于E
B．b、c间电压逐渐增加，最后等于E
C．a、c间电压逐渐增加，最后等于E
D．电路中电流逐渐增加，最后等于
[解题探究] (1)当流过线圈的电流增大时，线圈中会出现什么现象？
(2)流过线圈的电流稳定后线圈还有阻碍作用吗？
[解析] 由于线圈自感系数较大，当开关闭合瞬间，a、b间近似断路，所以a、b间电压很大，随着电流的增加，a、b间电压减小，b、c间电压增大，最后稳定后，a、b间电压为零，b、c间电压等于E，电流大小为I＝，选项B、D对，A、C错．
[答案] BD
命题视角2 断电自感分析
(多选)如图所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小，小于灯泡A的电阻．闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
[解题探究] (1)甲 、乙两图中连接方式有何不同？
(2)开关断开时线圈起的作用是什么？
[解析] 在电路甲中，设通过线圈L的电流为IL1，通过A及R的电流分别为IA1和IR1.同理，设电路乙中通过L、A、R的电流分别为IL2、IA2、IR2.当断开开关S时，线圈L相当于电源，产生了自感电动势，在L、R、A回路中产生自感电流．在电路甲中，自感电流从IL1逐渐减小，通过灯泡A的电流也从IL1逐渐减小，灯泡A将渐渐变暗；在电路乙中，自感电流从IL2逐渐减小，灯泡A的电流也从IL2逐渐减小，因为IL2＞IA2，所以灯泡A先变得更亮，然后渐渐变暗．故选项A、D正确．
[答案] AD
3 自感中的图象问题
图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0及开关和电池E构成闭合回路．开关S1和S2开始都处于断开状态．设在t＝0时刻，闭合开关S1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再闭合开关S2，则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是( )
[解析] 闭合开关S1，线圈产生的自感电动势阻碍电流的变大，Uab逐渐变大；电流达到稳定后，再闭合开关S2，由于线圈的作用，原有电流慢慢变小，Uab也从原来的数值慢慢减小，A项正确．
[答案] A
分析自感现象时要抓住两点：一是线圈在电路中的位置、结构；二是电路中原有电流的变化规律，如电流方向、大小变化的情况等．在处理通、断电时的灯泡亮度变化问题时，要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况．
【通关练习】
1.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )
A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大
解析：选C.在断电自感现象中，断电时线圈与小灯泡构成回路，线圈中储存的磁场能转化为电能，线圈相当于电源，自感电动势E自＝L，与原电源无关，选项A错误；如果小灯泡电阻偏大，则闭合开关S时通过线圈的电流较大，断开开关S时可看到显著的延时熄灭现象和小灯泡闪亮现象，选项B错误；如果线圈电阻偏大，则通过线圈的电流较小，断电时只看到小灯泡不显著的延时熄灭现象，而不会出现闪亮现象，选项C正确；如果线圈的自感系数较大，则自感电动势较大，能看到显著的延时熄灭现象和小灯泡闪亮现象，选项D错误．
2.如图所示是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻值RL与灯泡的电阻值R满足RL R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到( )
A．灯泡立即熄灭
B．灯泡逐渐熄灭
C．灯泡有明显的闪亮现象
D．只有RL R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象
解析：选C.S闭合，电路稳定时，由于RL R，那么IL IR，S断开的瞬间，灯泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流IL通过灯泡．由于IL IR，故灯泡有明显的闪亮，C正确，A、B错误．若RL R，则IL IR，这样不会有明显的闪亮，D错．
1．下列关于自感现象的说法不正确的是( )
A．自感现象是由导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相同
C．同一线圈中自感电动势的大小与流过线圈的电流变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有加铁芯时要大
解析：选B.自感现象是导体本身电流变化使得穿过线圈的磁通量变化而产生的电磁感应现象，自感电动势与自感系数及通过线圈的电流变化快慢有关，故A、C正确；自感电动势阻碍原电流的变化，并不一定与原电流同向，B错误；自感系数跟线圈的横截面积、长短、匝数以及是否有铁芯等因素有关，加入铁芯后自感系数变大，故选项D正确．
2．(多选)当线圈中电流改变时，线圈中会产生自感电动势，则下列说法正确的是( )
A．自感电动势的方向总是与线圈中的电流方向相反
B．当电流增大时，自感电动势的方向与线圈的电流方向相反
C．自感电动势阻止线圈中电流的变化，使电流保持不变
D．自感电动势阻碍线圈中电流的变化，但电流最终还是要变化
解析：选BD.电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，选项A错误，选项B正确；自感电动势阻碍原电流的变化，但不能阻止其变化，选项C错误，选项D正确．
3．关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是( )
A．线圈中电流变化量越大，线圈的自感系数越大
B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大
C．若线圈中通入恒定电流，线圈的自感系数为零
D．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变
解析：选D.线圈的自感系数是由线圈本身的因素决定的，与线圈是否通电以及所通电流的变化情况无关．
4．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1两倍大，则( )
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些
C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭
D．断开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭
解析：选D.闭合开关S时，LB与电阻串联，立即亮而LA与线圈串联，电流只能缓慢增加故慢慢亮起来，A、B错．断开开关S时，线圈与两个电阻和两个灯泡构成闭合回路，电流只能缓慢减小，由于开始时通过LB的电流小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，D对、C错．
5.如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1的电流I随时间变化的图线可能是选项图中的( )
解析：选D.开关S原先闭合时，电路处于稳定状态，流过R1的电流方向向左，大小为I1，与R1并联的R2和线圈L支路的电流I2的方向也是向左．当某一时刻开关S突然断开时，L中向左的电流要减小，由于自感现象，线圈L产生自感电动势，在回路“L→R1→A→R2”中形成感应电流，电流通过R1的方向与原来相反变为向右，并从I2开始逐渐减小到零，故选项D正确．
一、单项选择题
1．关于自感现象，下列说法中正确的是( )
A．自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象
B．自感电动势总是阻止原电流的变化
C．自感电动势的方向总是与原电流方向相反
D．自感电动势的方向总是与原电流方向相同
解析：选A.根据自感的定义，A正确，B错误；选项C、D把阻碍电流变化理解错了，其实自感电动势与原电流方向可以相同，也可以相反．根据阻碍含义，若原电流增大，自感电动势就阻碍增大，与原电流方向相反；若原电流减小，自感电动势就阻碍减小，与原电流方向相同，故C、D错误．
2．关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A．电感一定时，电流变化越大，电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大
解析：选B.自感电动势的大小取决于穿过线圈的磁通量的变化快慢，而穿过线圈的磁通量取决于线圈的电流产生的磁场，电流变化越快，穿过线圈的磁通量的变化越快，自感电动势越大，故只有选项B正确．
3.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡A正常发光，在断开开关S的瞬间( )
A．灯A立即熄灭
B．灯A慢慢熄灭
C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭
解析：选A.断开开关S，电路断路，线圈中虽然产生自感电动势，但不能形成自感电流，故灯A立即熄灭，故选A.
4.如图所示的电路中，P、Q两灯泡相同，L的直流电阻不计，则下列说法正确的是( )
A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭
B．S接通瞬间，P、Q同时正常发光
C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左
D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来电流方向相反
解析：选C.S接通瞬间，L中电流从0开始增大，于是产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此Q不会立即正常发光，较P要晚些，选项B错误；S断开瞬间，因L的自感作用，通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0，且通过P的电流从右向左，因此，P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭，选项AD错误，选项C正确．
5．如图所示的电路中，S闭合且稳定后，流过电感线圈L的电流是2 A，流过灯泡D的电流是1 A．将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的是图中的( )
解析：选D.开关S突然断开，线圈L中磁通量突然减小，线圈L产生自感电动势E，自感电动势E的方向应与原电流的方向相同，此时线圈相当于电源，与灯泡组成闭合电路．所以通过灯泡的电流就由原来的大小为1 A、方向向右突然变为大小为2 A、方向向左，即电流的大小和方向发生了突变．因为自感电动势E不断减小，故回路中的电流不断减小，最终变为零．故D正确．
6.如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管时，则将看到( )
A．灯泡变暗 B．灯泡变亮
C．螺线管缩短 D．螺线管长度不变
解析：选A.软铁棒迅速插入的过程中，穿过螺线管的磁通量增加，螺线管产生电磁感应现象．根据楞次定律可知，感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，产生的感应电动势与原电动势方向相反，所以，电路中的总电动势减小，造成电流减小，故有灯泡变暗和螺线管伸长的现象发生．选项A正确．
7.如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法中正确的是( )
A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电
C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
解析：选A.当S闭合瞬间，L内电流增大，产生的自感电动势的方向是由下向上，使电容器充电，A板带正电，B板带负电，选项A正确；当S保持闭合时，L的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，选项B、D错误；当S断开瞬间，L内的电流减小，自感电动势的方向由上向下，在L、C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，选项C错误．
8.如图所示，E、r分别为电源的电动势、内阻，R1、R2为定值电阻，线圈L的直流电阻不计，C为电容器．下列说法正确的是( )
A．合上开关S的瞬间，R1中无电流
B．合上开关S稳定后，R2中无电流
C．合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R1中电流方向向右
D．合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R2中电流方向向右
解析：选D.合上开关S的瞬间，线圈L的自感作用会阻碍电流的增大，此时它就相当于一个电阻，所以R1中有电流，选项A错误；合上开关S稳定后，电容器相当于断路，所以R2中有电流，选项B错误；合上开关S稳定后，断开S的瞬间，线圈L产生自感电动势，并与电阻R1组成闭合回路，流过线圈的电流方向不变，所以流过R1的电流方向向左，选项C错误；合上开关S瞬间，电容器被充电，并且左极板带正电，当合上开关S稳定后，断开S的瞬间，电容器开始放电，所以R2中电流方向向右，选项D正确．
二、多项选择题
9．下列关于线圈自感系数的说法中，正确的是( )
A．自感电动势越大，自感系数也越大
B．把线圈中的铁芯抽出，自感系数减小
C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大
D．线圈中电流变化越快，自感系数越大
解析：选BC.自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等因素决定的，与电流变化快慢、自感电动势大小无关．匝数越多，自感系数越大；有铁芯时，自感系数显著增大．故选项A、D错误，选项B、C正确．
10.如图所示，LA、LB是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则( )
A．电键S闭合的瞬间，LA、LB同时亮，随后LA灯变亮，LB灯变暗
B．电键S闭合的瞬间，LA、LB同时亮，随后LA灯熄灭，LB灯变亮
C．断开电键S的瞬间，LA、LB灯同时熄灭
D．断开电键S的瞬间，LB灯立即熄灭，LA灯突然闪亮一下再熄灭
解析：选BD.电键S闭合的瞬间，线圈L的阻碍作用很强，LA、LB同时亮，稳定后线圈相当于导线，LA灯因被短路而熄灭，A错、B对；断开电键S的瞬间，线圈L相当于电源与LA灯形成回路，因此LB灯立即熄灭，LA灯突然闪亮一下再熄灭，C错、D对．
三、非选择题
11.如图所示，电源的电动势E＝15 V，内阻忽略不计．R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，电感线圈的直流电阻不计，求当开关S接通的瞬间、S接通后达到稳定时及S断开的瞬间流过R1的电流．
解析：开关S接通瞬间，流过电感线圈的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为0
开关S接通后达到稳定时，电感线圈相当于导线，所以流过R1的电流为I1＝＝3 A
开关S断开瞬间，流过电感线圈的电流不能突变，所以流过R1的电流仍为3 A.
答案：0 3 A 3 A
12．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，AB间电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，此时刻前后通过线圈L的电流随时间变化的图线如图乙所示．
(1)求出线圈L的直流电阻RL；
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向；
(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？
解析：(1)由题图乙可知，零时刻通过电感线圈L的电流为：I0＝1.5 A，由欧姆定律得
I0＝
解得：RL＝－R＝2.0 Ω.
(2)电灯中电流方向向左，如图所示．
(3)由题图乙可知，在t2＝1.6×10－3 s时刻电感线圈L的电流I＝0.2 A．线圈此时相当于一个电源，由闭合电路的欧姆定律得：E＝I(RL＋R＋R1)
代入数据解得：E＝2.0 V.
答案：(1)2.0 Ω (2)见解析 (3)2.0 V2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册
2.1楞次定律 学案
1.通过实验探究感应电流的方向，理解楞次定律． 2.会用楞次定律判定感应电流的方向．
3．会用右手定则判断导体切割磁感线产生的感应电流的方向．
一、探究感应电流的方向
1．实验探究：将螺线管与电流计组成闭合电路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向．
2．实验记录
磁场方向 感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向 归纳总结
甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加
乙 向上 顺时针 向下
丙 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少
丁 向上 逆时针 向上
3.实验结论
(1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；
(2)当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．
(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反．( )
(2)感应电流的磁场只是阻碍原磁场磁通量的增加．( )
(3)感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化．( )
提示：(1)× (2)× (3)√
二、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．理解：当磁铁靠近导体线圈上端时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，由于同名磁极相互排斥，阻碍磁铁相对线圈向下运动；当磁铁远离线圈上端时，穿过线圈的磁通量减少，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，由于异名磁极相互吸引，阻碍磁铁相对线圈向上运动．
1．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反吗？
提示：不是．由探究实验可知，当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向相同．
三、右手定则
1．内容：伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向．
2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况．
2．右手定则和楞次定律的关系是怎样的？
提示：都可以判断感应电流的方向，但对于一部分导体切割磁感线的情况，用右手定则更方便．
对楞次定律的理解[学生用书P18]
1．楞次定律的两层意义
(1)因果关系．闭合电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现．
(2)符合能量守恒定律．感应电流的磁场对闭合电路中磁通量的变化起阻碍作用，这种作用正是能量守恒这一普遍规律在电磁感应现象中的体现．
2．楞次定律的理解——“阻碍”的含义
谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化
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.运用楞次定律判定感应电流的思路，可以概括为以下方框图：
上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以确定第三个因素．
1 对楞次定律内容的理解
下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的原磁场方向相同
B．感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的原磁场方向相反
C．当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
D．当穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
[解析] 根据“阻碍的含义”，在电磁感应现象中，磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；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”，选项D正确．
[答案] D
2 应用楞次定律判断感应电流的方向
某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电流的方向是( )
A．始终顺时针
B．始终逆时针
C．先顺时针再逆时针
D．先逆时针再顺时针
[思路点拨]
[解析] 自A落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相反，即向下，故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为顺时针；自图示位置落至B点时，穿过线圈的磁通量减少，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相同，即向上，故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为逆时针，选C.
[答案] C
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路
1．水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，如图所示．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速运动时，下列判断正确的是( )
A．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大
B．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大
C．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小
D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小
解析：选A.当磁铁靠近铝环时，穿过铝环的磁通量增大，铝环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量增加，所以铝环有收缩的趋势；同时阻碍磁铁的靠近，受到磁铁的排斥而对桌面的压力增大．故选项A正确．
2．如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a沿( )
A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转
C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转
解析：选B.据楞次定律的推论“增反减同”，b环中产生顺时针方向的感应电流，说明a中原电流可能顺时针减少，也可能逆时针增加，但b环有收缩的趋势，说明a环中的电流应与b环中的电流同向，同向电流相互吸引，才能使b环收缩，故a环中的电流只能是顺时针减少，因此带正电的a环只能沿顺时针减速旋转，B正确．
右手定则的应用[学生用书P19]
1．右手定则主要用于闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定．
2．右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、导体运动的方向、感应电流的方向三者互相垂直．
3．当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向．
4．若形成闭合电路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合电路，四指指向高电势点．
5．应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)，也是电势升高的方向，即四指指向正极．
1 利用右手定则判断感应电流的方向
下列选项中，闭合电路的一部分导体ab在磁场中运动，其中能产生由a到b的感应电流的是( )
[解析] 解答本题时要抓住两点：一是闭合电路的磁通量要发生变化；二是闭合电路的一部分导体切割磁感线．由右手定则可判断A选项中电流由a向b，B选项中电流由b向a，C选项中电流由b向a，D选项中电流由b向a.
[答案] A
2 利用右手定则判断电势的高低
(多选) 如图所示为地磁场磁感线的示意图．在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2，则( )
A．若飞机从西往东飞，U1比U2高
B．若飞机从东往西飞，U2比U1高
C．若飞机从南往北飞，U1比U2高
D．若飞机从北往南飞，U2比U1高
[解析] 我国地处北半球，地磁场有竖直向下的分量，用右手定则判断无论机翼向哪个水平方向切割磁感线，机翼中均产生自右向左的感应电动势，左侧电势高于右侧．
[答案] AC
部分导体切割磁感线运动产生感应电流时，要明确内、外电路，切割磁感线的部分导体是内电路，利用右手定则判断的是内电路中感应电流的方向，即四指指向高电势端，对于没有闭合回路的(如例4)可按“假设有”判断．
(多选)如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是 ( )
A．感应电流方向是N→M
B．感应电流方向是M→N
C．安培力水平向左
D．安培力方向水平向右
解析：选AC.磁场方向向下，棒向右运动，由右手定则知棒中感应电流方向由N→M.由左手定则知棒受安培力方向向左．
“三定则”的综合应用[学生用书P19]
右手定则、左手定则、安培定则的比较
比较项目 右手定则 左手定则 安培定则
作用 判断感应电流方向 判断通电导体或运动电荷受力方向 判断磁场方向
已知条件 已知切割磁感线方向和磁场方向 已知电流方向和磁场方向 已知通电电流方向
图例
因果关系 运动→电流 电流→运动 电流→磁场
应用实例 发电机 电动机 －
(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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，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
[解题探究] (1)MN棒中电流方向如何才能向右运动？
(2)MN棒中电流产生的原因是什么？
[解析] 当PQ向右加速运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1
的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N→M的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的；同理可判断B项是正确的，D项是错误的．
[答案] BC
如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里．圆形金属环B正对磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是( )
A．MN中电流方向为N→M，B被A吸引
B．MN中电流方向为N→M，B被A排斥
C．MN中电流方向为M→N，B被A吸引
D．MN中电流方向为M→N，B被A排斥
解析：选B.导线MN向右加速滑动，导线产生的感应电流增大，通过磁铁A的电流增大，由右手定则判定导线MN的感应电流方向为N→M；磁铁A产生的磁感应强度变大，穿过金属环B的磁通量增加，B中有感应电流产生，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的增加，B被A排斥．故选项B正确．
三个定则的应用技巧与应用区别
(1)应用技巧
无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．
(2)应用区别
抓住因果关系，据因索果
①因电而生磁(I→B)→安培定则；②因动而生电(v，B→I感)→右手定则；③因电受力(I，B→F安)→左手定则．
[随堂检测]
1．关于楞次定律，下列说法中正确的是( )
A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
C．感应电流的磁场总是和原磁场方向相反
D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
解析：选D.楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选D.
2．(多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了条形磁铁的极性、条形磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是( )
解析：选CD.根据楞次定律可确定感应电流的方向：以选项C为例，当条形磁铁向下运动时，线圈原磁场的方向向上，穿过线圈的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向向下，利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同，线圈的上端为S极，条形磁铁与线圈相互排斥．运用以上分析方法可知，选项CD正确，选项AB错误．
3．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流的方向是( )
A．a→G→b
B．先a→G→b，后b→G→a
C．b→G→a
D．先b→G→a，后a→G→b
解析：选D.①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下．②明确闭合回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加．③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中的感应电流产生的磁场方向向上．④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：电流的方向为b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视)，即：电流的方向为a→G→b.
4.如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )
A．Ua＞Uc，金属框中无电流
B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a→b→c→a
C．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流
D．Uac＝Bl2ω，金属框中电流方向沿a→c→b→a
解析：选C.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，金属框有两条边切割磁感线，其中一条为bc边，根据E＝Blv可得，感应电动势的大小为Bl2ω；对于另一条切割磁感线的ac边，其有效切割长度为l，根据E＝Blv可得感应电动势的大小也为Bl2ω；由于穿过金属框的磁通量始终为零，故金属框内无电流；由右手定则可知，感应电动势的方向为从b到c(或者说是从a到c)，故Uc＞Ub＝Ua，选项A、B错误；Ubc＝Uac＝－Bl2ω，选项C正确，D错误．
5.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触．若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是( )
A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
D．磁铁落地时的速率一定等于
解析：选A.根据楞次定律和安培定则可知，选项A正确；根据楞次定律可知，刚开始，磁铁靠近圆环，圆环中产生的感应电流的磁场会对磁铁施加竖直向上的以阻碍其靠近的作用力，磁铁穿过圆环，然后在穿出圆环的过程中，圆环中的感应电流产生的磁场会对磁铁施加竖直向上的以阻碍其远离的作用力，可见，磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力总是竖直向上的，选项B错误；因为在整个下落过程中，圆环中产生的感应电流做了功，所以磁铁的机械能减小，减小量等于电流做的功，选项C错误；因为磁铁在整个下落过程中机械能减小，磁铁落地时的速率一定小于，选项D错误．
一、单项选择题
1．关于楞次定律和感应电流，下列说法不正确的是( )
A．应用楞次定律时，需要明确两个磁场，即原磁场和感应电流的磁场，且感应电流的磁场总是要阻碍原磁场的变化
B．应用楞次定律时，需要明确闭合回路中的磁通量是增加了还是减少了，进而判断感应电流的磁场方向
C．楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律
D．感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，经历足够长的时间最终会阻止磁通量的变化
解析：选D.楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律，选项C正确；在应用楞次定律时，需要明确两个磁场，即原磁场和感应电流的磁场，明确磁通量的变化情况，感应电流的磁场总是要阻碍原磁通量的变化，但不能阻止磁通量的变化，选项A、B正确，选项D错误．
2.如图所示，两个大小相等互相绝缘的导体环，B环与A环有一半面积重叠，当开关S断开时( )
A．B环内有顺时针方向的感应电流
B．B环内有逆时针方向的感应电流
C．B环内没有感应电流
D．条件不足，无法判定
解析：选A.由安培定则可知穿过环B的磁场方向垂直纸面向里，当开关S断开时，磁通量减少，由楞次定律和安培定则可知环B中产生顺时针方向的感应电流，选项A正确．
3.如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为( )
A．外金属环顺时针，内金属环逆时针
B．外金属环逆时针，内金属环顺时针
C．内、外金属环均为逆时针
D．内、外金属环均为顺时针
解析：选B.回路由外金属环和内金属环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外金属环之间的磁通量增加，由楞次定律可知两金属环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，由安培定则可知，感应电流在外金属环沿逆时针方向，在内金属环沿顺时针方向，故选项B正确．
4．如图所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是( )
A．由A→B B．由B→A
C．无感应电流 D．无法确定
解析：选A.由右手定则判断MN棒切割磁感线产生感应电流的方向为N到M，所以流经R的电流方向为A到B，A正确．
5．如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流( )
A．沿abcd流动
B．沿dcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
解析：选A.由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少，为零，故线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向是abcd.
6．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则( )
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
解析：选D.根据右手定则可知导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a，所以A、B均错误，再根据左手定则知，C错误，D正确．
二、多项选择题
7．关于右手定则和楞次定律的关系，说法正确的是( )
A．右手定则和楞次定律都是用来判断感应电流的方向的，本质上没有任何区别，是并列关系
B．右手定则的使用范围是判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向
C．楞次定律可以用来判断任何情况下感应电流的方向
D．能用右手定则判断感应电流方向的情况，一定能用楞次定律来判断，能用楞次定律判断感应电流方向的情况，也一定能用右手定则来判断
解析：选BC.右手定则是楞次定律的一个特例，用于判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向，与楞次定律的关系是包含关系，选项A、D错误，选项B、C正确．
8.如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁的运动可能是 ( )
A．向下运动
B．向上运动
C．向左运动
D．以上都不可能
解析：选BC.此题可通过逆向应用楞次定律来判定．由感应电流方向A→R→B，应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下．运用楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减小或向上增大．由条形磁铁的磁感线分布知，螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、向右平移，所以正确的答案是B、C.
9.如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A．p、q将互相靠拢
B．p、q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
解析：选AD.根据楞次定律，感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，p、q通过以下两种方式反抗磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行反抗，二是用远离磁铁的方式进行反抗(即相互排斥)．根据牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.
10.如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )
A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高
B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动
D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
解析：选ABD.根据右手定则可判断靠近圆心处电势高，选项A正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，选项B正确；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，选项D正确．
11．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( )
A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反
B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
D．将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，圆环中无感应电流
解析：选BD.将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的，选项B正确，A、C错误；另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流，D正确．
三、非选择题
12．如图所示，水平的平行光滑导轨间距离为L＝1 m，左端接有定值电阻R＝2 Ω，金属棒PQ与导轨接触良好，PQ的电阻为r＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁
感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下运动，求：
(1)棒PQ中感应电流的方向；
(2)棒PQ中哪端电势高；
(3)棒PQ所受安培力方向；
(4)棒PQ的最大速度．
解析：(1)根据右手定则可知电流方向由Q→P.
(2)棒PQ相当于电源，电流在电源中由负极流向正极，故P端电势高．
(3)由左手定则知，棒PQ所受安培力方向水平向左．
(4)由于随着速度增大，向左的安培力增大，故棒PQ做加速度越来越小的加速运动，当F安＝F时，棒PQ的速度最大，设为v，此时感应电动势E＝BLv
回路电流I＝
由F＝F安知F＝BIL
解得v＝＝5 m/s，方向水平向右．
答案：(1)Q→P (2)P端 (3)水平向左 (4)5 m/s，方向水平向右2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册
2.1楞次定律 同步课时作业（含解析）
1.图示为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，下列说法中正确的是( )
A.将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计的指针向左偏转一下
B.将线圈A插入线圈B稳定后，灵敏电流计的指针一直向右偏
C.将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转
D.将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计的指针向左偏转
2.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(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，为接测量仪器的端口.若俯视轨道平面磁场垂直地面向里(如图乙所示)，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.始终沿逆时针方向 B.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向
C.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 D.始终沿顺时针方向
3.研究人员发现一种具有独特属性的新型合金，只要略微提高其温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使它旁边的线圈中产生感应电流.如图所示，一圆形线圈放在圆柱形合金材料下方，现对该合金材料进行加热，则( )
A.线圈中将产生逆时针方向的电流 B.线圈中将产生顺时针方向的电流
C.线圈将有收缩的趋势 D.线圈将有扩张的趋势
4.如图所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( )
A.a的电势始终高于b的电势
B.通过电阻的电流先由a到b，后由b到a
C.磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量
D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
5.一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，和为直流电源，S为单刀双掷开关.下列情况中，可观测到N向左运动的是( )
A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时
6.两固定且互相垂直的无限长直导线与在同一竖直面内，导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流.有一正方形导线框，初始时刻，边与重合，边与重合，所有导线间彼此绝缘，下列说法正确的是( )
A.若导线框向右平移，则导线框内产生逆时针方向的感应电流
B.若导线框向上平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流
C.若导线框沿方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流
D.若导线框向右平移，对边的安培力垂直边向右
7.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.金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆突然向右运动，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.中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B.中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C.中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D.中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
8.如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
9.某人在自行车道上从东往西沿直线骑行，该处地磁场的水平分量方向由南向北，竖直分量方向竖直向下.自行车车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是( )
A.图示位置中辐条A点电势比B点电势低
B.图示位置中辐条A点电势比B点电势高
C.自行车左车把的电势比右车把的电势高
D.自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车右车把电势高
10.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒和可以自由滑动.当导体棒在外力F的作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )
A.导体棒内有电流通过，方向是
B.导体棒内有电流通过，方向是
C.磁场对导体棒的作用力向左
D.磁场对导体棒的作用力向左
11.如图甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0~时间内，长直导线中电流方向向上，则下列关于线框中感应电流的方向与所受安培力判断正确的是( )
A.0~T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向
B.0~T时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向
C.0~T时间内线框所受安培力的合力向左
D.0~时间内线框所受安培力的合力向左，～T时间内线框所受安培力的合力向右
12.如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题.
(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是________.
(2)电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成_________关系.
(3)第一个成功实验(如图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的 ___________，什么量是不同的 __________.
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是:_____________.
答案以及解析
1.答案：D
解析：闭合开关，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏；闭合开关，将线圈A迅速插入线圈B时，磁场方向不变，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏转，选项A错误；将线圈A插入线圈B稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，则灵敏电流计的指针不偏转，选项B错误；将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，线圈A中的电流变小，穿过线圈B的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计的指针将向左偏转，选项C错误，D正确.
2.答案：B
解析：方法一:列车带着强磁体向右运动，线圈中向里的磁通量先变大后变小，由楞次定律可知，感应电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确.
方法二:列车带着强磁体运动，相当于线圈的左边向左运动切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的电流方向沿逆时针方向，当线圈的右边进入磁场时，相当于线圈的右边向左运动切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的方向沿顺时针方向，故线圈中的电流方向先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确.
3.答案：C
解析：对该合金材料进行加热，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在线圈中产生感应电流，由于原磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向，故A、B错误；当合金材料的磁场增大时，穿过线圈的磁通量增大，则线圈产生的感应电流将阻碍磁通量的增大，面积有缩小的趋势，故C正确，D错误.
4.答案：D
解析：磁铁向下穿过螺线管，穿过螺线管的磁通量先向下增多，后向下减少，由楞次定律可知，电流先由b到a，后由a到b，A、B错误；由能量守恒可知，磁铁减少的重力势能等于磁铁的动能和回路产生的热量，故C错误；磁铁不论是进入螺线管还是离开螺线管，感应电流的磁场都要阻碍磁铁运动，故加速度小于重力加速度，D正确.
5.答案：C
解析：由楞次定律的第二种描述“来拒去留”可知，要使N向左运动，则穿过N的磁通量应减小，开关S由断开到闭合过程中，穿过N的磁通量均增大，故A、B错误；在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路中电流减小，穿过N的磁通量减小，故会使N向左运动，故C正确；将R的滑片向d端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，故电路中电流增大，穿过N的磁通量增大，故会使N向右运动，故D错误.
6.答案：D
解析：根据安培定则可知，两根通电导线产生的磁场在虚线的下方垂直纸面向外，在虚线的上方垂直纸面向里，当导线框向右平移时，穿过导线框的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，导线框内产生顺时针方向的感应电流，此过程中和边上的电流为异向电流，相互排斥，即对边的安培力垂直边向右，A错误，D正确；当导线框向上平移时，穿过导线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，导线框内产生逆时针方向的感应电流，B错误；若导线框沿方向平移，则穿过导线框的磁通量不变，则不产生感应电流，C错误.
7.答案：D
解析：由于金属杆突然向右运动，导致金属导轨与金属杆所围的面积增大，磁通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，故感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向外，中的感应电流沿逆时针方向.对于圆环形金属线框T，金属杆由于运动产生的感应电流所产生的磁场使得T内的磁场的磁感应强度变小，磁通量减小，故线框T中感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向里，所以T中的感应电流沿顺时针方向，故选项D正确.
8.答案：AD
解析：开关闭合的瞬间，根据楞次定律和安培定则可知直导线中电流从南向北，根据安培定则可知小磁针所在处磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A正确；开关闭合并保持一段时间后，直导线中无电流，小磁针受到地磁场作用，小磁针的N极指向北，故B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律和安培定则可知直导线中电流从北向南，根据安培定则可知小磁针所在处磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故D正确.
9.答案：AC
解析：自行车从东往西行驶时，辐条切割地磁场水平分量的磁感线，根据右手定则判断可知，图示位置中辐条A点电势比B点电势低，故A正确，B错误；自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则知，左车把的电势比右车把的电势高，故C正确；自行车左拐改为南北骑向，自行车车把仍切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则可知，左车把的电势仍然高于右车把的电势，D错误.
10.答案：BD
解析：导体棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断可知，中感应电流的方向为，则导体棒内有电流通过，方向是，故A错误，B正确.由左手定则判断可知，磁场对导体棒的作用力向右，对导体棒的作用力向左，故C错误，D正确.
11.答案：AD
解析：0~T时间内长直导线中电流先向上减小，后向下增大，所以线框中的磁场先向里减小，后向外增强，根据楞次定律可知，感应电流始终为顺时针方向，故A正确，B错误.在0～时间内，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可知，线框有使磁通量增大的运动趋势，离导线越近，磁场越强，所以线框所受安培力的合力水平向左；同理可知，在～T时间内，线框所受安培力的合力水平向右，故C错误，D正确.
12.答案：(1)电流表所在回路有感应电流产生
(2)正比
(3)磁通量的变化量；磁通量的变化率
(4)只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生
解析：(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是电流表所在回路有感应电流产生.
(2)感应电动势越大，则感应电流越大，电流表指针偏转角越大，故电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成正比关系.
(3)第一个成功实验(如题图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入时磁通量的变化量是相同的，但是由于快速插入时间短，故磁通量的变化率较大，故两次磁通量的变化率不同.
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生.
