2.1楞次定律 学案
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2.1 楞次定律
一、考点梳理
考点一、电磁感应现象的理解和判断
常见的产生感应电流的三种情况
【典例1】小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
(1)闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
(2)闭合开关稳定后，将线图A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针__________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
(3)如图乙所示，为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向________（填“左”或“右”）运动，并有________（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
【答案】向右偏转 向左偏转 逆时针 左 收缩
【解析】(1)[1]如果在断开开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明穿过线圈的磁通量减小，电流计指针向左偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，流过线圈的电流变大，那么穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏转。
(2)[2]将线圈A从线圈B抽出的过程中，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转。
(3)[3]由图乙可知根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当周围环境温度急剧上升时，热敏电阻的阻值减小，回路中电流增加，穿过金属环A的磁通量增加，根据楞次定律可知产生向左的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向逆时针；
[4][5]因穿过A环的磁通量增加，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，则金属环A将向左运动，且金属环A有收缩趋势。
【典例2】矩形导线框与长直导线放在同一水平面上，边与平行，导线中通入如图所示的电流，当中的电流减小时，下列说法正确的是（ ）
A．导线框中没有感应电流
B．导线框中有逆时针方向的感应电流
C．导线框所受的安培力的合力方向水平向左
D．导线框所受的安培力的合力为0
【答案】C
【解析】AB．当中的电流减小时，线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向。AB错误；
CD．根据左手定则，线圈左边受力向左，右边受力向右，但是左边处于磁感应强度较大处，所以安培力较大，即合力向左。C正确， D错误。
练习1、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方向是 ( )
A.先b→G→a，后a→G→b
B.先a→G→b，后b→G→a
C.b→G→a
D.a→G→b
【答案】A
【解析】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。明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加。由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上。应用安培定则可以判断感应电流沿逆时针方向(俯视)，即b→G→a。同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，线圈中将产生沿顺时针方向的感应电流(俯视)，电流方向为a→G→b。
练习2、如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将没有感应电流产生( )
A．向右做匀速直线运动
B．向左做匀加速直线运动
C．向右做减速直线运动
D．向右做变加速直线运动
【答案】A
【解析】导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流；导体棒ab向左做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从b→a，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流；导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流；导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流，故选A.
考点二、楞次定律推论的应用
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：
内容 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 阻碍原电流的变化——“增反减同”
例证 磁铁靠近线圈，B感与B原方向相反 磁铁靠近，是斥力磁铁远离，是引力 P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒、磁铁下移，a、b靠近 合上S，B先亮
【典例1】弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁拉离平衡位置后，磁铁将上下振动，经较长时间才会停下来。若在磁铁下方放一个固定的金属环，则磁铁很快就会停下来。这是因为放上金属圆环后（ ）
A．金属环被磁铁磁化产生磁性，从而阻碍磁铁振动
B．金属环上产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁铁振动
C．金属环上产生静电感应，感应电荷的电场阻碍磁铁振动
D．金属环材料的电阻率越大，阻碍效果就越明显
【答案】 B
【解析】ABC．根据楞次定律下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流（俯视），两者之间表现为相互排斥；同理，当磁铁向上远离金属线圈时，根据楞次定律，可得线圈中产生了顺时针的感应电流（俯视），两者之间表现为相互吸引，故AC错误B正确；
D．由楞次定律，线圈中产生感应电流阻碍磁铁的运动，若材料的电阻率大，则环的电阻大，则感应电流小，对磁铁的阻碍作用就小，故D错误。
【典例2】如图所示，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，下列表述正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量变小 B．线圈a有扩张的趋势
C．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 D．线圈a对水平桌面的压力FN将减小
【答案】C
【解析】若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则电阻减小，电流变大，则螺线管的磁场增强，则穿过线圈a的磁通量变大；根据楞次定律“增缩减扩”可知，线圈a有收缩的趋势，且有远离螺线管的运动趋势，即线圈a对水平桌面的压力FN将增加；根据楞次定律“增反减同”可知，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流。
练习1、当条形磁铁相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则（ ）
A．条形磁铁正在向下运动 B．螺线管A有收缩的趋势
C．通过螺线管A的磁通量正在变小 D．螺线管A对水平桌面的压力将变大
【答案】C
【解析】根据右手定则判断，感应电流在螺线管中产生向下的磁场，因为管中原磁场方向向下，所以根据楞次定律，通过螺线管的磁通量变小，即条形磁铁向上运动，为了阻碍磁通量的减小，螺线管有扩张的趋势和向上运动的趋势，所以螺线管对水平桌面的压力将减小。
练习2、实验发现，“钇钡铜氧”合金在液氮温度下电阻几乎为零。在课堂上，物理老师把条形磁铁N极朝上竖直放在讲桌上，把从液氮中取出的“钇钡铜氧”合金圆环平放在条形磁铁N极正上方，发现“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流
B．“钇钡铜氧”合金圆环中产生逆时针（俯视）的感应电流
C．“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力大于所受重力
D．“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力小于所受重力
【答案】 A
【解析】AB．“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受到斥力作用，即“钇钡铜氧”合金圆环中电流产生的磁场方向向下，由安培定则可判断出“钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流，选项A正确，B错误；
CD．由于“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受力平衡，“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力等于所受重力，选项C、D错误。
考点三、感应电流方向的两种判断方法
1.用楞次定律判断
(1)楞次定律中“阻碍”的含义：
(2)应用楞次定律的思路：
2.用右手定则判断
该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：
(1)掌心——磁感线垂直穿入；
(2)拇指——指向导体运动的方向；
(3)四指——指向感应电流的方向.
【典例1】图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，若电流计G中有向上的电流通过，则ab棒的运动可能是（ ）
A．向左匀速运动 B．向左匀减速运动
C．向右匀减速运动 D．向右匀速运动
【答案】 B
【解析】AD．如果ab棒匀速运动，则电路中的电流为恒定电流，电流计中没有电流。AD错误；
BC．如果ab棒向左匀减速运动，则铁芯左侧磁场向上并减小，根据楞次定律，电流计G中有向上的电流通过。如果ab棒向右匀减速运动，则铁芯左侧磁场向下并减小，根据楞次定律，电流计G中有向下的电流通过。B正确，C错误。
【典例2】（多选）如图所示为在空中飞行的无人飞机，P点为飞机右翼端点，Q点为飞机左翼端点。关于P点和Q点的电势高低，下列说法正确的是（ ）
A．若在赤道上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势
B．若在南极上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势
C．若在北极上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势
D．若在诸暨上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势
【答案】AB
【解析】A．在赤道上空，地磁场的磁感线方向水平向北，飞机飞行的速度方向与磁感线平行，感应电动势为零，所以P点电势等于Q点电势，选项A正确；
B．在南极上空，地磁场的磁感线方向向上，根据右手定则，P点电势高于Q点电势，选项B正确；
C．在北极上空，地磁场的磁感线方向向下，根据右手定则， Q点电势高于P点电势，选项C错误；
D．我国地处北半球，地磁场的磁感线方向偏向下，飞机在诸暨上空水平飞行，根据右手定则， Q点电势高于P点电势，选项D错误。
练习1、如图所示，匀强磁场B中有一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟导体框M相连，导轨上放有一根导体棒ab，磁场方向垂直于导轨所在平面。若导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动，且不考虑ab中电流对导体环的影响，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导体环N中的电流表示数为零
B．导体环N中电流方向为顺时针方向
C．导体环M中电流方向为逆时针方向
D．导体棒ab受到的安培力水平向右
【答案】A
【解析】AB．导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动，在导体框M中产生稳定的感应电流，感应电流产生稳定的磁场，则导体环N中磁通量不发生变化，所以导体环N中无感应电流产生，电流表示数为零，A正确，B错误；
C．根据右手定则，导体环M中感应电流方向为顺时针方向，C错误；
D．根据左手定则导体棒ab受到的安培力水平向左，D错误。
练习2、ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动，s为以a为圆心位于纸面内的金属圆环，在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触，A为电流表，其一端与金属环相连，另一端与a点良好接触。当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（ ）
A．有电流通过电流表，方向由c向d；作用于杆ab的安培力向右
B．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向左
C．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于杆ab的安培力为零
【答案】 B
【解析】当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向为b→a，电流通过电流表，方向为d→c；根据左手定则可知，作用于杆ab的安培力向左，故B正确；ACD错误；
练习3、如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．
【答案】
【解析】要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有：B0l2=Bl（l+vt），
解之得：B=；
考点四、三定则一定律的应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比：
基本现象 因果关系 应用规律
运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则
磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则
部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则
闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律
【典例1】（多选）如图所示，ef、gh为两水平放置的相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁从某一高度自由下落向下靠近导轨时，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁的加速度小于g B．磁铁的加速度等于g
C．如果下端是N极，两棒向外运动 D．如果下端是S极，两棒相向靠近
【答案】 AD
【解析】AB．根据楞次定律的推论“阻碍相对运动”，则磁铁下落过程所受安培力向上，所以磁铁的加速度小于g，则A正确；B错误；
CD．根据楞次定律的推论“增缩减扩”，由磁铁下落过程中，通过闭合回路的磁通量增大，则两棒相向靠近，与磁铁的N、S方向无关，所以D正确；C错误；
【典例2】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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动是（ ）
A．向右加速运动 B．向左减速运动
C．向右减速运动或向左加速运动 D．向右加速运动或向左减速运动
【答案】C
【解析】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈L2中产生的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动，故C正确，ABD错误。
练习1、(多选)如图所示，在匀强磁场中，放着一个平行导轨与线圈相连接金属棒，要使放在中的线圈（、两线圈共面）各处受到沿半径指向圆心的力，则金属棒的运动情况可能是（ ）
A．加速向右运动 B．加速向左运动
C．减速向右运动 D．减速向左运动
【答案】AB
【解析】要使线圈受到沿半径指向圆心的力，也就是线圈具有收缩的趋势，企图通过收缩使面积减小以阻碍其磁通量的变化，显然线圈的原磁通量是增加的，这样中感应电流产生的磁场应该增大，即必须向左或向右做加速运动。AB正确，CD错误。
练习2、如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，P始终保持静止状态，则（ ）
A．零时刻，此时P无感应电流
B．时刻，P有收缩的趋势
C．时刻，此时P中感应电流最大
D．时刻，此时穿过P的磁通量最大
【答案】D
【解析】A．零时刻线圈P中电流变化率为零，根据楞次定律可知线圈P中感应电流为零，不受安培力作用，因此，故A错误；
B．时刻线圈Q电流减小，根据楞次定律可知为阻碍磁通量变化线圈面积有增大的趋势，同时受到向上的安培力，因此，故B错误；
C．时刻线圈Q电流变化率最大，线圈P中磁通量变化率最大，此时P中感应电流最大，因线圈Q中电流为零，二者之间没有安培力，说明，故C错误；
D．时刻线圈Q中电流最大，线圈P中磁通量最大，但因磁通量变化率为零，线圈P无感应电流，二者之间没有安培力，因此，故D正确。
练习3、如图所示，导线AB可在置于匀强磁场中的不计电阻的金属框架上滑动，则下列判断正确的是（ ）
A．AB向左匀加速运动时，电流表中电流均匀增大
B．AB向左减速运动时，电流表中有电流方向由a→b
C．AB向右加速运动时；电流表中有电流方向由b→a
D．AB向左匀速运动时，电流表中有电流方向由a→b
【答案】C
【解析】A．AB向左匀加速运动时，左线圈中电流均匀增大，原线圈中磁场均匀增强，副线圈中磁通量均匀增大，产生恒定的感应电动势，则副线圈中产生大小不变的电流，所以电流表中电流不变，故A错误；
B．AB向左减速运动时，左线圈产生由A到B的减小的电流，其磁场在右线圈中竖直向上，右线圈中磁通量减小，由楞次定律知右线圈感应电流的磁场竖直向上，故电流表中有电流方向由b→a，故B错误；
C．AB向右加速运动时，左线圈产生由B到A的增大的电流，其磁场在右线圈中竖直向下，右线圈中磁通量增大，由楞次定律知右线圈感应电流的磁场竖直向上，故电流表中有电流方向由b→a，故C正确；
D．AB向左匀速运动时，左线圈中电流保持不变，右线圈中磁通量不变，无电流产生，故D错误。
二、夯实小练
1、下列关于感应电流的说法正确的是（ ）
A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，回路中一定产生感应电流
B．感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化
C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反
【答案】C
【解析】A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，闭合回路的磁通量不一定变化，回路中不一定产生感应电流，A错误；BC．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不是阻止引起感应电流的磁通量的变化，B错误，C正确；D．当闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场方向相同，D错误。故选C。
2、法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，下列说法错误的是（ ）
A．电刷A的电势低于电刷B的电势
B．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大
C．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变小
D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变小
【答案】A
【解析】A．根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向左，根据右手定则，金属盘产生的感应电流方向从B到A，则电刷A的电势高于电刷B的电势，A错误；B．根据E=BLv，若仅提高金属盘转速，感应电动势将增大，则感应电流增大，灵敏电流计的示数将变大，B正确；C．根据E=BLv，若仅减小电刷A、B之间的距离，感应电动势将减小，则感应电流减小，灵敏电流计的示数将变小，C正确；D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，流过电磁铁的电流将会减小，产生的磁感应强度减小，根据E=BLv，感应电动势将减小，则感应电流减小，灵敏电流计的示数将变小，D正确。故选A。
3、（多选）如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）
A．FN先小于mg后大于mg
B．FN先大于mg后小于mg
C．运动趋势向左
D．运动趋势向右
【答案】BD
【解析】AB．当磁铁沿矩形线圈中线AB正上方通过时，线圈中向下的磁通量先增加后减小，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向（从上向下看）先逆时针再顺时针，则线圈先上方为N极下方为S极，后改为上方为S极下方为N极，根据同名磁极相斥、异名磁极相吸，则线圈受到的支持力先大于mg后小于mg，A错误，B正确；
CD．在磁铁到达线圈中心前，线圈和磁铁之间是排斥力，在磁铁到达线圈中心后，线圈和磁铁之间是吸引力，根据受力的方向可得，线圈有向右的运动趋势，C错误，D正确。
4、如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈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，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置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
【答案】 A
【解析】由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少．线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd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abcd.。
5、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PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，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PQ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.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
【答案】D
【解析】金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确.
6、如图甲所示，长直导线与闭合金属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，直导线中电流向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )
A.顺时针，向左 B.逆时针，向右
C.顺时针，向右 D.逆时针，向左
【答案】B
【解析】在0～时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在～T时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误.
7、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
【答案】C
【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.
8、如图所示，光滑平行金属导轨和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，用一水平向右的力F拉动导体棒，以下关于导体棒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
B．感应电流方向是
C．安培力为0
D．安培力方向水平向右
【答案】A
【解析】根据右手定则可知，感应电流方向是；根据左手定则可知，安培力方向水平向左。
9、如图所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则( )
A.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，沿adcb方向
B.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，沿abcd方向
C.磁铁经过位置①和②时，线框中的感应电流都沿abcd方向
D.磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向
【答案】A
【解析】当磁铁经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判断当磁铁经过位置②时，感应电流沿adcb方向.
10、如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
【答案】D
【解析】金属棒匀速向右运动切割磁感线，产生恒定感应电动势，由右手定则判断出电流由a→b，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A、B错．金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路中，d点电势高于c点，故C错误，D正确．
11、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,沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(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
【答案】D
【解析】由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力方向水平向左,导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向左,因此选项D正确。
12、在泗水县城某居民小区内，有一辆平板三轮车上水平装载着一个长方形铝合金窗框，三轮车沿平直道路自西向东行驶。若考虑到地磁场的存在，且在三轮车运动的区域内地磁场可视为匀强磁场，则铝合金窗框将发生电磁感应现象，下列判断中正确的是（ ）
A．窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿顺时针方向
B．窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿逆时针方向
C．窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较低
D．窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较高
【答案】D
【解析】AB．在泗水地磁场的竖直分量竖直向下，地磁场视为匀强磁场，则穿过穿过平放的长方形铝合金窗框的磁通量不变，铝合金窗框内没有感应电流产生，故AB错误；
CD．铝合金窗框自西向东运动，由右手定则可知，窗框的北侧电势较高，南侧电势较低，故 D正确，C错误。故选D。
13、如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C．圆环将在磁场中不停地摆动 D．圆环在磁场中运动时均有感应电流
【答案】C
【解析】A．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，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C．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C正确；D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。故选C。
14、如图所示，水平地面上方存在有界匀强磁场(上、下边界水平)，磁场上方有三个单匝正方形铜线圈A、B、C，它们从相同高度由静止开始同时下落．其中A有一个缺口，B、C都是闭合的，但B的导线最粗；A、B边长相等，C边长最大，但都小于磁场区域的高度．则线圈( )
A．A最后落地 B．B最后落地
C．C最后落地 D．B、C同时落地
【答案】C
【解析】线圈A由于有缺口，在磁场中不能形成电流，所以下落时不受安培力作用，故下落的加速度一直为g；而B、C线圈是闭合的，进入磁场后，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，加速度小于g，则A线圈最先落地，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ0，密度为ρ，质量为m，进入磁场后速度为v时加速度为a，根据牛顿第二定律得mg－v＝ma，a＝g－v＝g－ v＝g－，可知a与横截面积S、长度L无关，而线圈C边长最大，进入磁场的位移大，所以C线圈最后落地，选项C正确，选项A、B、D错误．
15、(多选)1831年，法拉第发明的圆盘发电机(图甲)是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触，使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，方向水平向右，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是( )
A．铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量不变
B．电阻R中有正弦式交变电流流进
C．若不给铜盘施加任何外力，铜盘最终会停下来
D．通过R的电流方向是从a流向b
【答案】ACD
【解析】铜盘切割磁感线产生感应电动势，铜盘相当于电源，从而在电路中形成方向不变的电流，内部电流方向是从负极(C点)到正极(D点)．由于铜盘在运动中受到安培力的阻碍作用，故最终会停下来
16、弹簧上端固定下端悬挂一个磁体，用手托起磁体一定高度后自由释放，使磁体上下振动后，发现经t秒钟就停下来。如果在磁体下端放上一个固定的闭合线圈，使磁体上下振动时能穿过它，则这样停下的时间为T秒，下述判断正确的是（ ）
A． B． C． D．上述答案都不对
【答案】B
【解析】磁体上下振动时穿过闭合线圈，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，闭合线圈产生的磁场阻碍磁体的运动，因此
三、培优练习
1、如图甲所示，有一闭合导线环，磁场方向垂直于环面向里，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向是（ ）
A．一直顺时针 B．一直逆时针
C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
【答案】 D
【解析】导线环中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向先逆时针后顺时针。
2、如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C．圆环将在磁场中不停地摆动 D．圆环在磁场中运动时均有感应电流
【答案】C
【解析】A．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，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C．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C正确；D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。故选C。
3、如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是( )
A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t1～t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D．在t1～t2时间内，金属圆环L有扩张的趋势
【答案】B
【解析】当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流，在t1时刻，感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，选项A错误；在t2时刻，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B正确；由楞次定律，在t1～t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，选项C错误；在t1～t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势，选项D错误．
4、(多选)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( AD )
A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势
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
【答案】D
【解析】在t1～t2时间内，外加磁场的磁感应强度增加，且斜率在增加，则在导线框中产生沿顺时针方向增大的电流，
该电流激发出向内增强的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可知圆环有收缩趋势，A正确；在t2～t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生恒定电流，该电流激发出稳定的磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，B、C错误；在t3～t4时间内，外加磁场向下减弱，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减弱的磁场，所以圆环内产生沿顺时针方向的电流，D正确．
5、如图所示，上下开口、内壁光滑的长铜管竖直放置。柱状小磁铁沿铜管的中心轴竖直放置，其下端与管上端开口齐平。让柱状小磁铁从静止开始下落，不计空气阻力。下列四幅图中，能正确描述柱状小磁铁在铜管中运动的速度大小v与时间t的关系的图像是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】柱状小磁铁从静止开始下落，小磁铁下落过程中，铜管中产生感应电流，则小磁铁下落过程中受重力与安培力作用，速度越大，感应电流越大，安培力越大，小磁铁的合外力减小，做加速度减小的加速度运动，最终做匀速度直线运动，所以ABC错误；D正确；故选D。
6、如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A．在t＝时最大 B．在t＝时改变方向
C．在t＝时最大，且沿顺时针方向 D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向
【答案】C
【解析】A．根据右手螺旋定则可知，当电流为正时，穿过线框R的磁通量垂直纸面向内，而且磁感强度的大小与电流大小成正比，在0~时间内，穿过线圈的磁通量向内的逐渐增多，感应电流的磁场向外，感应电动势为逆时针方向，由于QP中的电流增加的越来越缓慢，感应电动势越来越小，在图像中，图像的斜率与感应电动势成正比，因此在时刻，感应电动势为零，故A错误；
BC．在~时间内，穿过线框R的磁通量先向内减少，然后再向外增多，感应电动势为顺时针方向先增大后减小，在t=时刻，感应电动势最大，故B错误，C正确；
在~时间内，穿过线框R的磁通量向外减少，感应电动势为逆时针方向，且在t=T时刻达到最大值，故D错误。
7、如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（ ）
A．在0B．在0C．在t1D．在t1【答案】D
【解析】AB．在08、如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是( )
A．ab向左运动，cd向右运动 B．ab向右运动，cd向左运动
C．ab、cd都向右运动 D．ab、cd保持静止
【答案】A
【解析】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动； A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确；B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误；C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误；D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误；
9、如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I1方向的电流，则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )
A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心 B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外
C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心 D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外
【答案】D
【解析】如图内线圈的电流方向为顺时针方向，由安培定则分析得知，外线圈中磁通量方向向里，当I1增大时，穿过外线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针，外线圈所在处磁场方向向外．根据左手定则分析得到：I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外．所以D正确，ABC错误．
10、如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中电流沿着逆时针方向为感应电流的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度随时问变化的规律可能为（ ）
B．
C． D．
【答案】B
【解析】图乙所示的电流在0~时间内大小恒定为逆时针，由右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场垂直直面向外，由楞次定律可知原磁场在垂直直面向里的方向增大或垂直于直面向外在减小，且原磁场的变化率不变，时间内电流大小与时间内相同，但电流方向为顺时针，由右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场垂直直面向里，由楞次定律可知原磁场在垂直直面向里的方向减小或垂直于直面向外在增大，且原磁场的变化率不变，和时间内相等，综上所示可知B正确，ACD错误。
11、如图（甲），在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。图（乙）表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是下图中（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A由图乙可知，0~1s，电流顺时针方向，则感应电流产生的磁场向下，由楞次定律可知原磁场向上增大或向下减小，且斜率不变，1~3s感应电流为零，则原磁场未发生变化，3~5s感应电流逆时针方向，感应电流产生的磁场向上，由楞次定律可知原磁场，向上减小或向下增大，且斜率不变，综上可得，B正确，ACD错误。
12、如图所示，金属棒、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒在匀强磁场中沿导轨向右运动，则（ ）
A．棒不受安培力作用
B．棒所受安培力的方向向右
C．棒中感应电流的方向由到
D．螺线管产生的磁场，端为N极
【答案】C
【解析】ABC．棒沿导轨向右运动，由右手定则可知，ab中产生由b到a的向上的感应电流，根据左手定则可知，ab棒受安培力向左，选项AB错误，C正确；
D．根据安培定则可知，螺线管产生的磁场，B端为N极，选项D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
2.1 楞次定律
一、考点梳理
考点一、电磁感应现象的理解和判断
常见的产生感应电流的三种情况
【典例1】小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
(1)闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
(2)闭合开关稳定后，将线图A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针__________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
(3)如图乙所示，为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向________（填“左”或“右”）运动，并有________（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
【答案】向右偏转 向左偏转 逆时针 左 收缩
【解析】(1)[1]如果在断开开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明穿过线圈的磁通量减小，电流计指针向左偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，流过线圈的电流变大，那么穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏转。
(2)[2]将线圈A从线圈B抽出的过程中，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转。
(3)[3]由图乙可知根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当周围环境温度急剧上升时，热敏电阻的阻值减小，回路中电流增加，穿过金属环A的磁通量增加，根据楞次定律可知产生向左的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向逆时针；
[4][5]因穿过A环的磁通量增加，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，则金属环A将向左运动，且金属环A有收缩趋势。
【典例2】矩形导线框与长直导线放在同一水平面上，边与平行，导线中通入如图所示的电流，当中的电流减小时，下列说法正确的是（ ）
A．导线框中没有感应电流
B．导线框中有逆时针方向的感应电流
C．导线框所受的安培力的合力方向水平向左
D．导线框所受的安培力的合力为0
【答案】C
【解析】AB．当中的电流减小时，线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向。AB错误；
CD．根据左手定则，线圈左边受力向左，右边受力向右，但是左边处于磁感应强度较大处，所以安培力较大，即合力向左。C正确， D错误。
练习1、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方向是 ( )
A.先b→G→a，后a→G→b
B.先a→G→b，后b→G→a
C.b→G→a
D.a→G→b
【答案】A
【解析】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。明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加。由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上。应用安培定则可以判断感应电流沿逆时针方向(俯视)，即b→G→a。同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，线圈中将产生沿顺时针方向的感应电流(俯视)，电流方向为a→G→b。
练习2、如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将没有感应电流产生( )
A．向右做匀速直线运动
B．向左做匀加速直线运动
C．向右做减速直线运动
D．向右做变加速直线运动
【答案】A
【解析】导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流；导体棒ab向左做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从b→a，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流；导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流；导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流，故选A.
考点二、楞次定律推论的应用
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：
内容 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 阻碍原电流的变化——“增反减同”
例证 磁铁靠近线圈，B感与B原方向相反 磁铁靠近，是斥力磁铁远离，是引力 P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒、磁铁下移，a、b靠近 合上S，B先亮
【典例1】弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁拉离平衡位置后，磁铁将上下振动，经较长时间才会停下来。若在磁铁下方放一个固定的金属环，则磁铁很快就会停下来。这是因为放上金属圆环后（ ）
A．金属环被磁铁磁化产生磁性，从而阻碍磁铁振动
B．金属环上产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁铁振动
C．金属环上产生静电感应，感应电荷的电场阻碍磁铁振动
D．金属环材料的电阻率越大，阻碍效果就越明显
【答案】 B
【解析】ABC．根据楞次定律下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流（俯视），两者之间表现为相互排斥；同理，当磁铁向上远离金属线圈时，根据楞次定律，可得线圈中产生了顺时针的感应电流（俯视），两者之间表现为相互吸引，故AC错误B正确；
D．由楞次定律，线圈中产生感应电流阻碍磁铁的运动，若材料的电阻率大，则环的电阻大，则感应电流小，对磁铁的阻碍作用就小，故D错误。
【典例2】如图所示，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，下列表述正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量变小 B．线圈a有扩张的趋势
C．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 D．线圈a对水平桌面的压力FN将减小
【答案】C
【解析】若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则电阻减小，电流变大，则螺线管的磁场增强，则穿过线圈a的磁通量变大；根据楞次定律“增缩减扩”可知，线圈a有收缩的趋势，且有远离螺线管的运动趋势，即线圈a对水平桌面的压力FN将增加；根据楞次定律“增反减同”可知，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流。
练习1、当条形磁铁相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则（ ）
A．条形磁铁正在向下运动 B．螺线管A有收缩的趋势
C．通过螺线管A的磁通量正在变小 D．螺线管A对水平桌面的压力将变大
【答案】C
【解析】根据右手定则判断，感应电流在螺线管中产生向下的磁场，因为管中原磁场方向向下，所以根据楞次定律，通过螺线管的磁通量变小，即条形磁铁向上运动，为了阻碍磁通量的减小，螺线管有扩张的趋势和向上运动的趋势，所以螺线管对水平桌面的压力将减小。
练习2、实验发现，“钇钡铜氧”合金在液氮温度下电阻几乎为零。在课堂上，物理老师把条形磁铁N极朝上竖直放在讲桌上，把从液氮中取出的“钇钡铜氧”合金圆环平放在条形磁铁N极正上方，发现“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流
B．“钇钡铜氧”合金圆环中产生逆时针（俯视）的感应电流
C．“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力大于所受重力
D．“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力小于所受重力
【答案】 A
【解析】AB．“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受到斥力作用，即“钇钡铜氧”合金圆环中电流产生的磁场方向向下，由安培定则可判断出“钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流，选项A正确，B错误；
CD．由于“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受力平衡，“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力等于所受重力，选项C、D错误。
考点三、感应电流方向的两种判断方法
1.用楞次定律判断
(1)楞次定律中“阻碍”的含义：
(2)应用楞次定律的思路：
2.用右手定则判断
该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：
(1)掌心——磁感线垂直穿入；
(2)拇指——指向导体运动的方向；
(3)四指——指向感应电流的方向.
【典例1】图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，若电流计G中有向上的电流通过，则ab棒的运动可能是（ ）
A．向左匀速运动 B．向左匀减速运动
C．向右匀减速运动 D．向右匀速运动
【答案】 B
【解析】AD．如果ab棒匀速运动，则电路中的电流为恒定电流，电流计中没有电流。AD错误；
BC．如果ab棒向左匀减速运动，则铁芯左侧磁场向上并减小，根据楞次定律，电流计G中有向上的电流通过。如果ab棒向右匀减速运动，则铁芯左侧磁场向下并减小，根据楞次定律，电流计G中有向下的电流通过。B正确，C错误。
【典例2】（多选）如图所示为在空中飞行的无人飞机，P点为飞机右翼端点，Q点为飞机左翼端点。关于P点和Q点的电势高低，下列说法正确的是（ ）
A．若在赤道上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势
B．若在南极上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势
C．若在北极上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势
D．若在诸暨上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势
【答案】AB
【解析】A．在赤道上空，地磁场的磁感线方向水平向北，飞机飞行的速度方向与磁感线平行，感应电动势为零，所以P点电势等于Q点电势，选项A正确；
B．在南极上空，地磁场的磁感线方向向上，根据右手定则，P点电势高于Q点电势，选项B正确；
C．在北极上空，地磁场的磁感线方向向下，根据右手定则， Q点电势高于P点电势，选项C错误；
D．我国地处北半球，地磁场的磁感线方向偏向下，飞机在诸暨上空水平飞行，根据右手定则， Q点电势高于P点电势，选项D错误。
练习1、如图所示，匀强磁场B中有一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟导体框M相连，导轨上放有一根导体棒ab，磁场方向垂直于导轨所在平面。若导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动，且不考虑ab中电流对导体环的影响，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导体环N中的电流表示数为零
B．导体环N中电流方向为顺时针方向
C．导体环M中电流方向为逆时针方向
D．导体棒ab受到的安培力水平向右
【答案】A
【解析】AB．导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动，在导体框M中产生稳定的感应电流，感应电流产生稳定的磁场，则导体环N中磁通量不发生变化，所以导体环N中无感应电流产生，电流表示数为零，A正确，B错误；
C．根据右手定则，导体环M中感应电流方向为顺时针方向，C错误；
D．根据左手定则导体棒ab受到的安培力水平向左，D错误。
练习2、ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动，s为以a为圆心位于纸面内的金属圆环，在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触，A为电流表，其一端与金属环相连，另一端与a点良好接触。当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（ ）
A．有电流通过电流表，方向由c向d；作用于杆ab的安培力向右
B．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向左
C．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于杆ab的安培力为零
【答案】 B
【解析】当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向为b→a，电流通过电流表，方向为d→c；根据左手定则可知，作用于杆ab的安培力向左，故B正确；ACD错误；
练习3、如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．
【答案】
【解析】要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有：B0l2=Bl（l+vt），
解之得：B=；
考点四、三定则一定律的应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比：
基本现象 因果关系 应用规律
运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则
磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则
部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则
闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律
【典例1】（多选）如图所示，ef、gh为两水平放置的相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁从某一高度自由下落向下靠近导轨时，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁的加速度小于g B．磁铁的加速度等于g
C．如果下端是N极，两棒向外运动 D．如果下端是S极，两棒相向靠近
【答案】 AD
【解析】AB．根据楞次定律的推论“阻碍相对运动”，则磁铁下落过程所受安培力向上，所以磁铁的加速度小于g，则A正确；B错误；
CD．根据楞次定律的推论“增缩减扩”，由磁铁下落过程中，通过闭合回路的磁通量增大，则两棒相向靠近，与磁铁的N、S方向无关，所以D正确；C错误；
【典例2】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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动是（ ）
A．向右加速运动 B．向左减速运动
C．向右减速运动或向左加速运动 D．向右加速运动或向左减速运动
【答案】C
【解析】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈L2中产生的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动，故C正确，ABD错误。
练习1、(多选)如图所示，在匀强磁场中，放着一个平行导轨与线圈相连接金属棒，要使放在中的线圈（、两线圈共面）各处受到沿半径指向圆心的力，则金属棒的运动情况可能是（ ）
A．加速向右运动 B．加速向左运动
C．减速向右运动 D．减速向左运动
【答案】AB
【解析】要使线圈受到沿半径指向圆心的力，也就是线圈具有收缩的趋势，企图通过收缩使面积减小以阻碍其磁通量的变化，显然线圈的原磁通量是增加的，这样中感应电流产生的磁场应该增大，即必须向左或向右做加速运动。AB正确，CD错误。
练习2、如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，P始终保持静止状态，则（ ）
A．零时刻，此时P无感应电流
B．时刻，P有收缩的趋势
C．时刻，此时P中感应电流最大
D．时刻，此时穿过P的磁通量最大
【答案】D
【解析】A．零时刻线圈P中电流变化率为零，根据楞次定律可知线圈P中感应电流为零，不受安培力作用，因此，故A错误；
B．时刻线圈Q电流减小，根据楞次定律可知为阻碍磁通量变化线圈面积有增大的趋势，同时受到向上的安培力，因此，故B错误；
C．时刻线圈Q电流变化率最大，线圈P中磁通量变化率最大，此时P中感应电流最大，因线圈Q中电流为零，二者之间没有安培力，说明，故C错误；
D．时刻线圈Q中电流最大，线圈P中磁通量最大，但因磁通量变化率为零，线圈P无感应电流，二者之间没有安培力，因此，故D正确。
练习3、如图所示，导线AB可在置于匀强磁场中的不计电阻的金属框架上滑动，则下列判断正确的是（ ）
A．AB向左匀加速运动时，电流表中电流均匀增大
B．AB向左减速运动时，电流表中有电流方向由a→b
C．AB向右加速运动时；电流表中有电流方向由b→a
D．AB向左匀速运动时，电流表中有电流方向由a→b
【答案】C
【解析】A．AB向左匀加速运动时，左线圈中电流均匀增大，原线圈中磁场均匀增强，副线圈中磁通量均匀增大，产生恒定的感应电动势，则副线圈中产生大小不变的电流，所以电流表中电流不变，故A错误；
B．AB向左减速运动时，左线圈产生由A到B的减小的电流，其磁场在右线圈中竖直向上，右线圈中磁通量减小，由楞次定律知右线圈感应电流的磁场竖直向上，故电流表中有电流方向由b→a，故B错误；
C．AB向右加速运动时，左线圈产生由B到A的增大的电流，其磁场在右线圈中竖直向下，右线圈中磁通量增大，由楞次定律知右线圈感应电流的磁场竖直向上，故电流表中有电流方向由b→a，故C正确；
D．AB向左匀速运动时，左线圈中电流保持不变，右线圈中磁通量不变，无电流产生，故D错误。
二、夯实小练
1、下列关于感应电流的说法正确的是（ ）
A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，回路中一定产生感应电流
B．感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化
C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反
【答案】C
【解析】A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，闭合回路的磁通量不一定变化，回路中不一定产生感应电流，A错误；BC．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不是阻止引起感应电流的磁通量的变化，B错误，C正确；D．当闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场方向相同，D错误。故选C。
2、法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，下列说法错误的是（ ）
A．电刷A的电势低于电刷B的电势
B．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大
C．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变小
D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变小
【答案】A
【解析】A．根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向左，根据右手定则，金属盘产生的感应电流方向从B到A，则电刷A的电势高于电刷B的电势，A错误；B．根据E=BLv，若仅提高金属盘转速，感应电动势将增大，则感应电流增大，灵敏电流计的示数将变大，B正确；C．根据E=BLv，若仅减小电刷A、B之间的距离，感应电动势将减小，则感应电流减小，灵敏电流计的示数将变小，C正确；D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，流过电磁铁的电流将会减小，产生的磁感应强度减小，根据E=BLv，感应电动势将减小，则感应电流减小，灵敏电流计的示数将变小，D正确。故选A。
3、（多选）如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）
A．FN先小于mg后大于mg
B．FN先大于mg后小于mg
C．运动趋势向左
D．运动趋势向右
【答案】BD
【解析】AB．当磁铁沿矩形线圈中线AB正上方通过时，线圈中向下的磁通量先增加后减小，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向（从上向下看）先逆时针再顺时针，则线圈先上方为N极下方为S极，后改为上方为S极下方为N极，根据同名磁极相斥、异名磁极相吸，则线圈受到的支持力先大于mg后小于mg，A错误，B正确；
CD．在磁铁到达线圈中心前，线圈和磁铁之间是排斥力，在磁铁到达线圈中心后，线圈和磁铁之间是吸引力，根据受力的方向可得，线圈有向右的运动趋势，C错误，D正确。
4、如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈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，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置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
【答案】 A
【解析】由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少．线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd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abcd.。
5、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PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，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PQ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.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
【答案】D
【解析】金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确.
6、如图甲所示，长直导线与闭合金属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，直导线中电流向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )
A.顺时针，向左 B.逆时针，向右
C.顺时针，向右 D.逆时针，向左
【答案】B
【解析】在0～时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在～T时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误.
7、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
【答案】C
【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.
8、如图所示，光滑平行金属导轨和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，用一水平向右的力F拉动导体棒，以下关于导体棒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
B．感应电流方向是
C．安培力为0
D．安培力方向水平向右
【答案】A
【解析】根据右手定则可知，感应电流方向是；根据左手定则可知，安培力方向水平向左。
9、如图所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则( )
A.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，沿adcb方向
B.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，沿abcd方向
C.磁铁经过位置①和②时，线框中的感应电流都沿abcd方向
D.磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向
【答案】A
【解析】当磁铁经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判断当磁铁经过位置②时，感应电流沿adcb方向.
10、如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
【答案】D
【解析】金属棒匀速向右运动切割磁感线，产生恒定感应电动势，由右手定则判断出电流由a→b，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A、B错．金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路中，d点电势高于c点，故C错误，D正确．
11、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,沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(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
【答案】D
【解析】由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力方向水平向左,导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向左,因此选项D正确。
12、在泗水县城某居民小区内，有一辆平板三轮车上水平装载着一个长方形铝合金窗框，三轮车沿平直道路自西向东行驶。若考虑到地磁场的存在，且在三轮车运动的区域内地磁场可视为匀强磁场，则铝合金窗框将发生电磁感应现象，下列判断中正确的是（ ）
A．窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿顺时针方向
B．窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿逆时针方向
C．窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较低
D．窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较高
【答案】D
【解析】AB．在泗水地磁场的竖直分量竖直向下，地磁场视为匀强磁场，则穿过穿过平放的长方形铝合金窗框的磁通量不变，铝合金窗框内没有感应电流产生，故AB错误；
CD．铝合金窗框自西向东运动，由右手定则可知，窗框的北侧电势较高，南侧电势较低，故 D正确，C错误。故选D。
13、如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C．圆环将在磁场中不停地摆动 D．圆环在磁场中运动时均有感应电流
【答案】C
【解析】A．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，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C．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C正确；D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。故选C。
14、如图所示，水平地面上方存在有界匀强磁场(上、下边界水平)，磁场上方有三个单匝正方形铜线圈A、B、C，它们从相同高度由静止开始同时下落．其中A有一个缺口，B、C都是闭合的，但B的导线最粗；A、B边长相等，C边长最大，但都小于磁场区域的高度．则线圈( )
A．A最后落地 B．B最后落地
C．C最后落地 D．B、C同时落地
【答案】C
【解析】线圈A由于有缺口，在磁场中不能形成电流，所以下落时不受安培力作用，故下落的加速度一直为g；而B、C线圈是闭合的，进入磁场后，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，加速度小于g，则A线圈最先落地，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ0，密度为ρ，质量为m，进入磁场后速度为v时加速度为a，根据牛顿第二定律得mg－v＝ma，a＝g－v＝g－ v＝g－，可知a与横截面积S、长度L无关，而线圈C边长最大，进入磁场的位移大，所以C线圈最后落地，选项C正确，选项A、B、D错误．
15、(多选)1831年，法拉第发明的圆盘发电机(图甲)是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触，使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，方向水平向右，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是( )
A．铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量不变
B．电阻R中有正弦式交变电流流进
C．若不给铜盘施加任何外力，铜盘最终会停下来
D．通过R的电流方向是从a流向b
【答案】ACD
【解析】铜盘切割磁感线产生感应电动势，铜盘相当于电源，从而在电路中形成方向不变的电流，内部电流方向是从负极(C点)到正极(D点)．由于铜盘在运动中受到安培力的阻碍作用，故最终会停下来
16、弹簧上端固定下端悬挂一个磁体，用手托起磁体一定高度后自由释放，使磁体上下振动后，发现经t秒钟就停下来。如果在磁体下端放上一个固定的闭合线圈，使磁体上下振动时能穿过它，则这样停下的时间为T秒，下述判断正确的是（ ）
A． B． C． D．上述答案都不对
【答案】B
【解析】磁体上下振动时穿过闭合线圈，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，闭合线圈产生的磁场阻碍磁体的运动，因此
三、培优练习
1、如图甲所示，有一闭合导线环，磁场方向垂直于环面向里，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向是（ ）
A．一直顺时针 B．一直逆时针
C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
【答案】 D
【解析】导线环中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向先逆时针后顺时针。
2、如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C．圆环将在磁场中不停地摆动 D．圆环在磁场中运动时均有感应电流
【答案】C
【解析】A．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，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C．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C正确；D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。故选C。
3、如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是( )
A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t1～t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D．在t1～t2时间内，金属圆环L有扩张的趋势
【答案】B
【解析】当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流，在t1时刻，感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，选项A错误；在t2时刻，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B正确；由楞次定律，在t1～t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，选项C错误；在t1～t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势，选项D错误．
4、(多选)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( AD )
A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势
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
【答案】D
【解析】在t1～t2时间内，外加磁场的磁感应强度增加，且斜率在增加，则在导线框中产生沿顺时针方向增大的电流，
该电流激发出向内增强的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可知圆环有收缩趋势，A正确；在t2～t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生恒定电流，该电流激发出稳定的磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，B、C错误；在t3～t4时间内，外加磁场向下减弱，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减弱的磁场，所以圆环内产生沿顺时针方向的电流，D正确．
5、如图所示，上下开口、内壁光滑的长铜管竖直放置。柱状小磁铁沿铜管的中心轴竖直放置，其下端与管上端开口齐平。让柱状小磁铁从静止开始下落，不计空气阻力。下列四幅图中，能正确描述柱状小磁铁在铜管中运动的速度大小v与时间t的关系的图像是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】柱状小磁铁从静止开始下落，小磁铁下落过程中，铜管中产生感应电流，则小磁铁下落过程中受重力与安培力作用，速度越大，感应电流越大，安培力越大，小磁铁的合外力减小，做加速度减小的加速度运动，最终做匀速度直线运动，所以ABC错误；D正确；故选D。
6、如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A．在t＝时最大 B．在t＝时改变方向
C．在t＝时最大，且沿顺时针方向 D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向
【答案】C
【解析】A．根据右手螺旋定则可知，当电流为正时，穿过线框R的磁通量垂直纸面向内，而且磁感强度的大小与电流大小成正比，在0~时间内，穿过线圈的磁通量向内的逐渐增多，感应电流的磁场向外，感应电动势为逆时针方向，由于QP中的电流增加的越来越缓慢，感应电动势越来越小，在图像中，图像的斜率与感应电动势成正比，因此在时刻，感应电动势为零，故A错误；
BC．在~时间内，穿过线框R的磁通量先向内减少，然后再向外增多，感应电动势为顺时针方向先增大后减小，在t=时刻，感应电动势最大，故B错误，C正确；
在~时间内，穿过线框R的磁通量向外减少，感应电动势为逆时针方向，且在t=T时刻达到最大值，故D错误。
7、如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（ ）
A．在0
【解析】AB．在0
A．ab向左运动，cd向右运动 B．ab向右运动，cd向左运动
C．ab、cd都向右运动 D．ab、cd保持静止
【答案】A
【解析】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动； A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确；B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误；C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误；D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误；
9、如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I1方向的电流，则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )
A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心 B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外
C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心 D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外
【答案】D
【解析】如图内线圈的电流方向为顺时针方向，由安培定则分析得知，外线圈中磁通量方向向里，当I1增大时，穿过外线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针，外线圈所在处磁场方向向外．根据左手定则分析得到：I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外．所以D正确，ABC错误．
10、如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中电流沿着逆时针方向为感应电流的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度随时问变化的规律可能为（ ）
B．
C． D．
【答案】B
【解析】图乙所示的电流在0~时间内大小恒定为逆时针，由右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场垂直直面向外，由楞次定律可知原磁场在垂直直面向里的方向增大或垂直于直面向外在减小，且原磁场的变化率不变，时间内电流大小与时间内相同，但电流方向为顺时针，由右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场垂直直面向里，由楞次定律可知原磁场在垂直直面向里的方向减小或垂直于直面向外在增大，且原磁场的变化率不变，和时间内相等，综上所示可知B正确，ACD错误。
11、如图（甲），在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。图（乙）表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是下图中（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A由图乙可知，0~1s，电流顺时针方向，则感应电流产生的磁场向下，由楞次定律可知原磁场向上增大或向下减小，且斜率不变，1~3s感应电流为零，则原磁场未发生变化，3~5s感应电流逆时针方向，感应电流产生的磁场向上，由楞次定律可知原磁场，向上减小或向下增大，且斜率不变，综上可得，B正确，ACD错误。
12、如图所示，金属棒、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒在匀强磁场中沿导轨向右运动，则（ ）
A．棒不受安培力作用
B．棒所受安培力的方向向右
C．棒中感应电流的方向由到
D．螺线管产生的磁场，端为N极
【答案】C
【解析】ABC．棒沿导轨向右运动，由右手定则可知，ab中产生由b到a的向上的感应电流，根据左手定则可知，ab棒受安培力向左，选项AB错误，C正确；
D．根据安培定则可知，螺线管产生的磁场，B端为N极，选项D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)