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第二章 电磁感应
学 习 目 标 物理与STSE
1.通过实验探究，归纳概括出影响感应电流方向的因素.
2.理解楞次定律中“阻碍”的含义，掌握运用楞次定律和右手定则判断感应电流方向.
3.理解楞次定律符合能量守恒定律，明确能量转化的方向
物理观念 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.
2.掌握右手定则，理解右手定则实质上是楞次定律的一种具体表现形式.
适用的基本物理现象 应用的定则或定律
判断电流（运动电荷）产生的磁场的方向 安培定则
判断安培力、洛伦兹力的方向 左手定则
判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向 右手定则
判断穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生的感应电流的方向 楞次定律
B
90
8
B
90
8
少>
S
丙
感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场
谁阻碍谁力2:(原磁场)的磁通量的变化
阻得什么停的是磁出址的变化,而不是傅磁出
当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁
如何阻碍力:场的方向相反:“磁通量减少时,感应电流的
阻碍效果
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
〔明确要研究的回路及原磁场B的方
原
确定磁通量Φ的变
化
楞次定律
感(判断感应电流的磁场方向
<安培定
流(判断感应电流的方向
B
M
F
B
B
B
R
30
ab向纸外运动
R
Q
实验探究/原磁通量变化→感应电流
磁场→感应电流方
感应电流的磁场总要阻碍引起感
愣次定
流磁通量
应用一判断感应电流的方间
右手定则~内容,应用范围INCLUDEPICTURE"分级训练.tif" INCLUDEPICTURE "F:\\物理选择性必修第二册（粤教）\\分级训练.tif" \* MERGEFORMATINET
A级 合格达标
1.（多选）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通量的变化
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
解析：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变化，而不是阻碍磁通量，故A错误，B正确.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，C正确.当导体切割磁感线运动时，用右手定则确定感应电流方向，D错误.
答案：BC
2.（多选）两根互相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，下列说法正确的是（ ）
A.cd内有电流通过，方向是d→c
B.cd向左运动
C.磁场对cd作用力向左
D.磁场对ab作用力向左
解析：为了判断cd内电流方向，首先判断ab内的电流方向，因为ab在外力F作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是b→a，ab起着电源作用，电流从a端流出，回路的电流方向是b→a→d→c→b，所以A正确；由左手定则可知，cd受安培力向右，ab受安培力向左，所以D正确.
答案：AD
3.线圈ab中的电流如图所示，设电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，从左向右看，它的方向是（ ）
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
解析：在前时间内，电流为正方向且减小，M中感应电流的磁场方向是向右的，故M中的感应电流方向从左向右看是顺时针方向；在后时间内，电流负方向且增大，故M中感应电流的磁场方向仍是向右的，M中的感应电流方向从左向右看仍是顺时针方向，即选项A正确.
答案：A
4.如图所示，一线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在匀强磁场中运动，磁场的方向如图所示，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时（位置Ⅱ正好是细杆竖直时线圈所处的位置），线圈内的感应电流（顺着磁场方向看去）（ ）
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向
B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向
C.Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是逆时针方向
D.Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是顺时针方向
解析：线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中，沿磁场方向的磁通量逐渐增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，从右向左穿过线圈，根据安培定则，Ⅰ位置时感应电流的方向（沿磁感线方向看去）是逆时针方向；在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大，由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时，向右穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向右，根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向（沿磁感线方向看去）是顺时针方向，且Ⅱ位置时感应电流为零，故D正确.
答案：D
5.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（ ）
A.先abcd，后dcba，再abcd
B.先abcd，后dcba
C.始终dcba
D.先dcba，后abcd，再dcba
解析：线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.当线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则，ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中的电流方向为dcba，故D正确.
答案：D
6.（多选）信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，如图所示.刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是（ ）
A.a、b、c三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生
B.a、b、c三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生
C.a、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同
D.a、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反
解析：a、b、c三位置处于磁性过渡区，经过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，A正确，B错误.a、c两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反，感应电流方向相反，C错误，D正确.
答案：AD
B级 等级提升
7.如图所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是（ ）
A.始终是沿顺时针方向
B.始终是沿逆时针方向
C.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
D.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向
解析：带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流.
答案：D
8.（多选）一个水平固定的金属大圆环A，通有恒定的电流，方向如图所示，现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环，B环在下落过程中始终保持水平，并与A环共轴，那么在B环下落过程中（ ）
A.B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反
B.B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同
C.经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流最大
D.经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流为零
解析：根据安培定则可知，A环在其中心轴线上产生的磁场方向向上，当B环下落的过程中，穿过B环的磁通量增加，由楞次定律可知，B环中应产生与A环中方向相反的感应电流.当B环运动到A环下方后，随着B环的下落，穿过B环的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知，此时B环中将产生与A环中方向相同的感应电流，故选项A错误，B正确.当B环经过A环所在平面的瞬间，此时穿过B环的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故此时B环中的感应电流为零，选项C错误，D正确.
答案：BD
9.如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内，当发现闭合线圈向右摆动时（ ）
A.AB中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流
B.AB中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流
C.AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流
D.AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流
解析：根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向.根据左手定则可知线圈所受安培力指向线圈内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大；远离导线磁场弱，则安培力较小.因此线圈离开AB直导线，即向右摆动，反之产生顺时针方向的电流，向左摆动，故C正确.
答案：C
10.如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向（ ）
A.始终为A→B→C→A
B.始终为A→C→B→A
C.先为A→C→B→A再为A→B→C→A
D.先为A→B→C→A再为A→C→B→A
解析：在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，A正确.
答案：A
11.（多选）绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示，线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起.则下列说法正确的是（ ）
A.若保持开关闭合，则铝环不断升高
B.若保持开关闭合，则铝环停留在跳起后的某一高度
C.若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落
D.如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
解析：铝环跳起是开关闭合时铝环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流间的相互作用力引起的，故C、D正确.
答案：CD
12.1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机.图示是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙分别与转动轴、铜盘边缘接触.下列四幅图中的图A、B中磁场方向与铜盘平行；图C、D中磁场方向与铜盘垂直，C图中磁场区域仅在甲、丙之间，D图中磁场区域仅在甲、乙之间.从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻R上有电流且方向沿纸面向上的是（ ）
解析：A、B图中圆盘与磁场方向平行不切割磁感线，故没有感应电流产生，A、B错误；C图中，从右向左看，铜盘逆时针转动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由乙流向甲，所以电阻R上的电流方向沿纸面向下，C错误；D图中，根据右手定则可知，铜盘内感应电流的方向从甲到乙，流经R的电流方向沿纸面向上，D正确.
答案：D
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