(共83张PPT)
1．楞次定律
第二章 电磁感应
整体感知·自我新知初探
[学习任务] 任务1．通过从相对运动角度理解楞次定律，归纳总结出楞次定律涉及的问题所满足的规律。
任务2．理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式，会用右手定则判断感应电流方向。
任务3．掌握安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律中各物理量的因果关系，明确各定则、定律的作用和使用范围。
[问题初探] 问题1．感应电流的磁场与引起感应电流的磁通量有何关系？
问题2．已知磁场方向、导线运动方向，如何判断感应电流方向？
[自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
[链接教材] 线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？
知识点一 楞次定律的理解
提示：感应电流的方向与磁场变化有关。
1．探究影响感应电流方向的因素
(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。
(2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。
①线圈内磁通量增加时的情况
图号 磁体的磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
甲 ____ 逆时针(俯视) ____
乙 ____ 顺时针(俯视) ____
向下
向上
向上
向下
②线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁体的磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
丙 ____ 顺时针(俯视) ____
丁 ____ 逆时针(俯视) ____
向下
向下
向上
向上
(3)实验结论
表述一：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____；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____。
表述二：当磁铁靠近线圈时，两者____；当磁铁远离线圈时，两者____。
相反
相同
相斥
相吸
2．楞次定律
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____________。
提醒：闭合回路磁通量变化产生感应电流，即产生了电能，是其他形式的能转化成电能的过程。
磁通量的变化
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。
问题1．S闭合瞬间：穿过N的磁场方向如何？磁通量如何变化？
提示：向下，增加。
问题2．S闭合瞬间，N中感应电流方向(俯视)如何？
提示：逆时针方向。
问题3．S断开瞬间，N中感应电流方向(俯视)如何？
提示：顺时针方向。
1．楞次定律中的因果关系
闭合导体回路中原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产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。
2．楞次定律中“阻碍”的含义
3．楞次定律应用的四步
(1)确定原磁场的方向。
(2)判定产生感应电流的原磁场磁通量如何变化(增加还是减少)。
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。
(4)判定感应电流的方向。
该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四安培”：一原——确定原磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少；三感——判断感应电流的磁场方向；四安培——用安培定则判断感应电流的方向。
【典例1】 (对楞次定律的理解)关于楞次定律，下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化
√
A [感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项A正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向，选项D错误。]
【典例2】 (楞次定律判断感应电流方向)如图所示，在水平放置的条形磁体的N极附近，一个闭合线圈竖直向下沿ABC直线运动并且线圈平面始终保持水平；在位置B，磁体N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，B、C位置之间的距离足够大。关于线圈经B到C的运动过程中，其感应电流的方向(俯视)描述正确的是( )
A．先顺时针、后逆时针
B．先逆时针、后顺时针
C．始终顺时针
D．始终逆时针
√
B [线圈到达B处时磁通量为零，因为向下运动，所以磁通量向下增大，线圈中感应电流方向沿逆时针(俯视)；由于B、C位置之间的距离足够大，继续向下运动，穿过线圈的磁通量向下减小，据楞次定律判断可知，线圈中感应电流方向沿顺时针(俯视)，所以线圈经B到C的运动过程中，其感应电流的方向(俯视)先沿逆时针，后沿顺时针。故选B。]
易错提醒 阻碍的含义的理解
(1)“阻碍”不是“阻止”，一字之差，相去甚远。原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通量仍要发生变化，感应电流的磁场只是阻碍变化而已。
(2) “阻碍”不是“阻止”。引起感应电流的磁场仍然变化了，是阻而未止。“阻碍”并不意味着“相反”，当磁通量减小时，“阻碍”意味着“相同”。
【教用·备选例题】 (多选)如图甲所示，导线MN和圆形线圈共面且均固定，在MN中通以图乙所示的电流(电流正方向为M指向N)，则在0～T时间内( )
A．线圈感应电流方向先顺时针后逆时针
B．线圈感应电流方向始终为顺时针
C．线圈受到的安培力始终向左
D．线圈受到的安培力先向左后向右
√
√
BD [当导线中电流为沿着正方向减小时，穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向里且在减小，由楞次定律可得，感应电流的方向为顺时针方向；当导线中电流沿着负方向增大时，穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向外且在增大，由楞次定律可得，感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；由于线圈左侧的安培力比右侧的大，感应电流的方向一直为顺时针方向，由左手定则得线圈受到的安培力先向左后向右，故C错误，D正确。故选BD。]
如图所示，水平桌面上放一圆形金属导体环，从导体环的中心上方释放一条形磁铁，在条形磁铁向下靠近导体环的过程中：
知识点二 楞次定律的应用
问题1．导体环内部感应电流的磁场方向与磁铁磁场的方向相同还是相反？
提示：相反。
问题2．磁铁受到导体环的作用力向哪？
提示：向上。
问题3．导体环有收缩的趋势还是扩张的趋势？
提示：收缩。
问题4．导体环对桌面的压力比重力大还是小？
提示：比重力大。
楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。主要有以下几种表现形式：
内容 例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
内容 例证
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”或“增扩减缩”
B减小时，线圈中的Φ减小，为了阻碍Φ减小，线圈有扩张趋势，各边受到的安培力向外
b环中电流减小时a环中Φ减小，为了阻碍Φ的减小，a环面积有缩小的趋势
内容 例证
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
穿过金属环P的磁通量增加时，P向右运动；穿过P的磁通量减小时，P向左运动
【典例3】 如图所示，在O点用细绳悬挂一个金属圆环，将条形磁铁(N极在前)沿轴线方向从左侧靠近圆环，下列说法正确的是( )
A．自左向右看圆环中感应电流的方向是顺时针方向
B．圆环将向左运动
C．圆环有收缩的趋势
D．若圆环不闭合(有缺口)，也会产生感应电流
√
C [条形磁铁(N极在前)沿轴线方向从左侧靠近圆环，穿过圆环的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向左，所以根据安培定则可知圆环中电流的方向自左向右看为逆时针方向，故A错误；根据“来拒去留”可知，圆环将向右运动，故B错误；根据“增缩减扩”可知，圆环将有收缩的趋势，故C正确；若圆环不闭合(有缺口)，不会产生感应电流，故D错误。故选C。]
规律方法
1．内容
伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从____进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时____所指的方向就是感应电流的方向。如图所示。
2．适用范围
适用于闭合电路部分导体__________产生感应电流
的情况。
知识点三 右手定则
掌心
四指
切割磁感线
如图所示，假定导体棒CD向右运动。
问题1．我们研究的是哪个闭合导体回路？
提示：CDEF。
问题2．当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小？
提示：增大。
问题3．感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
提示：垂直于纸面向外。
问题4．导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？
提示：C→D。
1．右手定则应用的两点说明
(1)当导体不动而磁场运动时，拇指的指向是导体相对磁场的运动方向。
(2)做“切割”运动的那段导体中，感应电流方向就是感应电动势方向，由低电势指向高电势，因为这段导体相当于电源的内电路。
2．楞次定律与右手定则的比较
项目比较 楞次定律 右手定则
区
别 研究
对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分，即切割磁感线的导体
适用
范围 各种电磁感应现象 只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线的运动情况
应用 用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便
联系 右手定则是楞次定律的特例
3．右手定则与左手定则的比较
比较项目 右手定则 左手定则
作用 判断感应电流方向 判断通电导体所受磁场力的方向
已知条件 已知导体运动方向和磁场方向 已知电流方向和磁场方向
比较项目 右手定则 左手定则
图例
因果关系 运动→电流 电流→运动
应用实例 发电机 电动机
【典例4】 (右手定则的应用)2023年是提出共建“一带一路”倡议10周年。10年来，我国已同150多个国家、30多个国际组织签署共建“一带一路”合作文件，为促进全球经济增长、推动国际贸易和投资、提高各国人民的生活水平和福利做出了卓越贡献。“一带一路”中某条航线途经西安和乌鲁木齐两地，关于此航线，下列说法正确的是( )
A．在此航线上地磁场水平分量由北指向南
B．飞机机翼两端电势高低与飞机飞行方向有关
C．从乌鲁木齐径直飞向西安的航班，飞行员视角机翼右端的电势比左端电势高
D．从西安径直飞向乌鲁木齐的航班，飞行员视角机翼左端的电势比右端电势高
√
D [地磁场水平分量永远由南指向北，故A错误；在我国地磁场在竖直方向的分量向下，根据右手定则可知，在飞行员视角机翼左端的电势比右端电势高，与飞机的飞行方向无关，故B、C错误，D正确。故选D。]
规律方法 关于选用楞次定律还是选用右手定则，要具体问题具体分析。
(1)如果导体不动，回路中的磁通量变化，要用楞次定律判断感应电流方向，而不能用右手定则判断。
(2)如果回路中的一部分导体做切割磁感线的运动产生感应电流，用右手定则判断较为简便，用楞次定律也能进行判断，但较为麻烦。
(3)如果导体不动，而磁场相对导体运动，此时仍可用右手定则判断感应电流的方向，但是右手定则中拇指所指的方向不是磁场运动的方向，而是磁场运动的反方向，即仍然是导体相对磁场做切割磁感线运动的方向。
【典例5】 (“三定则一定律”的综合应用)如图所示装置中，光滑平行导轨水平放置，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向左移动( )
A．向左匀速运动 B．向左减速运动
C．向右加速运动 D．向右减速运动
√
D [ab杆向左匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电流，所以cd杆不动，故A错误；ab杆向左减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下减弱的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，向右运动，故B错误；ab杆向右加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过L2，根
据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，向右运动，故C错误；ab杆向右减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上减弱的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，cd杆受到向左的安培力，向左运动，故D正确。故选D。]
规律方法 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用情况如下表：
比较项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
适用场合 通电导线、圆环产生磁场时，磁场方向、电流方向的关系 通电导线在磁场中所受的安培力方向、电流方向、磁场方向的关系 导体切割磁感线时速度方向、磁场方向、感应电流方向的关系 回路中磁通量变化产生感应电流时，原磁场方向、感应电流的磁场方向的关系
综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用情况，不能混淆。
应用迁移·随堂评估自测
1．如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有
( )
A．闭合开关S后，把R的滑片右移
B．闭合开关S后，把P中的铁芯从左边抽出
C．闭合开关S后，把Q靠近P
D．闭合开关S后，把Q远离P
√
2
4
3
题号
1
C [闭合开关S后，把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故A错误；闭合开关S后，将P中的铁芯从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故B错误；闭合开关S后，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下，同理可知，将Q远离P，左边导线的电流向上，故C正确，D错误。故选C。]
2
4
3
题号
1
2．如图所示，在光滑的水平桌面上有一根长直通电导线MN，通有大小恒定、方向从M到N的电流。一个正方形金属线框abcd在外力作用下以垂直于MN向右的速度做匀速直线运动。关于线框中感应电流的方向及线框所受安培力的方向，下列判断正确的是( )
A．电流方向为a→d→c→b→a，安培力方向水平向左
B．电流方向为a→d→c→b→a，安培力方向水平向右
C．电流方向为a→b→c→d→a，安培力方向水平向左
D．电流方向为a→b→c→d→a，安培力方向水平向右
2
3
题号
1
4
√
A [用安培定则可知通电直导线在正方形金属线框产生的磁感应强度的方向为垂直于纸面向里，金属框向右远离通电直导线时，线框的磁通量减少，根据楞次定律可知电流方向为a→d→c→b→a；根据楞次定律，安培力阻碍金属线框向右的运动，所以安培力方向水平向左。故选A。]
2
3
题号
1
4
3．某人拟运用电磁感应的知识，通过实验寻找磁单极子。该实验仪器的主要部分是由超导体制成的如图所示的线圈。若有一磁单极子从上往下穿过超导线圈，则在超导线圈中将产生感应电流。关于感应电流方向，下列说法正确的是( )
A．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电
流的方向要变化
B．N磁单极子与S磁单极子分别穿过超导线圈的过程
中，线圈中感应电流的方向相同
C．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向不变
D．磁单极子穿过超导线圈的过程中，从上向下看，线圈中感应电流的方向始终为顺时针
2
3
题号
4
1
√
C [若N磁单极子从上往下穿过超导线圈，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，由楞次定律可知，感应磁场方向为从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针(从上向下看)；当N磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减少，且磁场方向为从下向上，由楞次定律可知，感应磁场方向为从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针(从上向下看)，因此线圈中产生的感应电流方向不变，选项A、D错误，C正确；若是S磁单极子穿过超导线圈，与以上分析类似，则靠近线圈时，感应磁场从上向下，则感应电流方向顺时针(从上向下看)；远离线圈时，感应电流也是顺时针(从上向下看)，选项B错误。]
2
3
题号
4
1
4．2022年6月17日，我国第三艘航空母舰——中国人民解放军海军福建舰下水后，将按计划开展系泊试验和航行试验，这是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，配置电磁弹射和阻拦装置。航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示，当闭合开关S，固定线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则( )
A．闭合开关S的瞬间，从左侧看金属
环中的感应电流沿逆时针方向
B．若将电池正负极调换，金属环弹射
方向将改变
C．若将金属环置于线圈的右侧，金属环仍将向左弹射
D．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向右弹射
2
4
3
题号
1
√
D [闭合开关S的瞬间，穿过线圈的磁通量向左增加，由楞次定律可知，从左侧看金属环中的感应电流沿顺时针方向，选项A错误；根据楞次定律可知，只要线圈中的磁通量增加，则圆环所受的磁场力都向左，使得圆环向左弹出，与线圈中电流方向无关，即若将电池正负极调换，金属环弹射方向不变，选项B错误；若环放在线圈右方，根据楞次定律可得，环将向右运动，选项C错误，D正确。]
2
4
3
题号
1
回归本节知识，完成以下问题：
(1)当导体回路的面积发生变化，或回路相对磁场运动，或磁场本身发生变化时，回路中都可能产生感应电流，感应电流的方向与这些变化有什么对应关系？
提示：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化。
(2)试归纳比较左手定则、右手定则、安培定则分别用来判断哪个量的方向。
提示：左手定则用于判断安培力和洛伦兹力的方向，右手定则用于判断闭合电路的部分导体切割磁感线时产生的感应电流方向，安培定则用于判断电流的磁场方向。
题号
课时分层作业(五) 楞次定律
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
√
?题组一 楞次定律的理解、判断感应电流方向
1．如图所示，空间固定一条形磁体(其轴线水平)，以下说法正确的是( )
A．圆环a沿磁体轴线向右运动，靠近磁体N极时感应电流为逆时针(从左往右看)
B．圆环b竖直下落时磁通量不变
C．圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，
感应电流为0
D．圆环c经过位置2前后一小段时间内感应电流方向不变
14
D [圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过线圈的磁通量增多，根据楞次定律可知电流为顺时针方向(从左往右看)，A错误；圆环b竖直下落时，离磁场越远，磁场越弱，穿过圆环b的磁感线条数越少，磁通量变小，B错误；圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，但磁通量仍发生变化，因此仍有感应电流，C错误；圆环c经过位置2前后一小段时间内，磁通量先是向下减少，然后是向上增多，根据楞次定律，感应电流均为顺时针方向(从上向下看)，D正确。故选D。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
√
2．(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时( )
A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
14
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
C [由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流，则根据右手定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1的过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，B错误；汽车离开线圈1的过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针)，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。]
14
题号
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
3．图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈A迅速插入副线圈B时，灵敏电流计的指针将______。
②原线圈A插入副线圈B后，将滑动变阻器的阻值调小时，灵敏电流计的指针______(均选填“向左偏”或“向右偏”)。
14
见解析图
向右偏
向右偏
题号
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
[解析] (1)电路图如图所示。
14
题号
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
(2)①开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，说明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计的指针向右偏。将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏。
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调小时，螺线管中电流增大，磁场增强，磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏。
14
题号
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
√
?题组二 楞次定律的应用
4．(多选)如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置。两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A．P、Q将彼此靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
14
√
题号
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
AD [根据楞次定律，当条形磁铁从高处下落接近回路时，线圈磁通量变大，感应电流产生的感应磁场阻碍原磁通量的变化，对磁铁产生向上的斥力，因此磁铁的加速度小于g，同时P、Q将彼此靠拢，减小面积，阻碍原磁通量的变大，A、D正确，B、C错误。故选AD。]
14
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
13
1
√
5．如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是( )
A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被吸引
B．把磁铁远离A环，A环又会被排斥
C．磁铁N极接近B环时，B环会被吸引
D．磁极接近或者远离B环时，B环保持静止
14
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
13
1
D [用磁铁的任意一磁极接近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化(来拒)，可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，A错误；同理，把磁铁远离A环，A环又会被吸引，B错误；磁极接近或者远离B环时(磁铁N极接近B环时)，磁通量变化，有感应电动势，但是由于不闭合，所以没有感应电流，圆环不受到安培力的作用，圆环保持静止，C错误，D正确。]
14
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
13
1
√
6．(多选)如图所示，足够长的固定直导线与矩形导线框abcd位于同一竖直平面内，线框ab边与导线平行，导线中通有竖直向上的电流(线框ab边始终在导线右侧)。下列说法正确的是( )
A．导线中的电流增大时，线框有收缩的趋势
B．导线中的电流减小时，线框中将产生逆时针方向的
感应电流
C．将线框水平向左移动，线框所受安培力的合力方向水平向右
D．将线框竖直向上移动，线框中将产生顺时针方向的感应电流
14
√
题号
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
13
1
AC [当导线中的电流增大时，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律推论——“增缩减扩”，可知线框有收缩的趋势，故A正确；导线中的电流减小时，穿过线框的磁通量将减小，根据楞次定律推论——“增反减同”，可知线框中感应电流产生的磁场垂直纸面向里，根据安培定则判断知，线框中感应电流方向为顺时针，故B错误；将线框水平向左移动，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律推论——“来拒去留”，可知线框所受安培力的合力方向水平向右，故C正确；将线框竖直向上移动，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流产生，故D错误。故选AC。]
14
题号
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
13
1
√
?题组三 右手定则的应用
7．(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则( )
A．φO>φC B．φC>φA
C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC
14
题号
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
13
1
A [由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知，φO>φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC＝φA，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，φO－φA>φA－φC，D错误。故选A。]
14
题号
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
12
13
1
√
8．(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，导体棒ab和cd在导轨上可以自由滑动。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
14
√
题号
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
12
13
1
AD [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的运动，由右手定则可知，电流的方向是b→a，ab相当于电源，电流从a端流出，回路的电流方向是b→a→d→c→b，A正确；由左手定则可知，磁场对ab作用力向左，对cd作用力向右，cd向右运动，D正确。]
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
√
9．如图所示，矩形导线框ABCD在匀强磁场中沿垂直磁场方向向右做匀速运动，下列说法正确的是( )
A．线框中无感应电流，A、B两点电势相等
B．线框中无感应电流，A点电势高于B点电势
C．线框中无感应电流，A点电势低于B点电势
D．线框中有感应电流，A点电势高于B点电势
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
B [线框沿垂直磁场方向向右做匀速运动时，穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流，而线框在磁场中运动时AB边切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，A点电势比B点电势高。故选B。]
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
√
10．(多选)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属矩形回路，回路平面位于纸面内，如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示Oa、ab、bc段回路右侧PQ边受到的安培力。则( )
A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
C．F1方向向左，F2方向向右
D．F2方向向右，F3方向向右
14
√
AC [由楞次定律可知，Oa段感应电流I1沿逆时针方向，ab、bc段感应电流I2、I3沿顺时针方向，故A正确，B错误。Oa段回路右侧PQ边中电流由Q流向P，磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F1方向向左；ab段PQ边中电流由P流向Q，磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F2方向向右；bc段PQ边中电流由P流向Q，磁感应强度方向垂直纸面向外，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F3方向向左，故C正确，D错误。故选AC。]
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
√
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
√
14
14
12．如图1所示，绝缘水平面上导体环甲、乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是( )
A．甲中感应电流方向为顺时针，
有收缩趋势
B．甲中感应电流方向为逆时针，
有扩张趋势
C．丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
14
14
A [根据安培定则，穿过环甲的磁场方向垂直纸面向外，由于电流增大，则磁场变强，磁通量变大，根据楞次定律，甲中感应电流方向为顺时针，根据“增缩减扩”，有收缩趋势，A正确，B错误；导体环乙在环丙位置的磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度不断增大，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势，C、D错误。故选A。]
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
13．如图所示，甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
(1)甲装置中，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，灵敏电流计的指针将_____________(选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(2)乙装置中，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环C用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环C中电流方向为___________(选填“顺时针”或“逆时针”)，并有___________(选填“收缩”或“扩张”)的趋势。
14
向右偏转
逆时针
收缩
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
[解析] (1)甲装置中，闭合开关瞬间，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，A线圈的电流减小，穿过B线圈的磁通量减小，可知灵敏电流计的指针向右偏转。
(2)光照增强时，光敏电阻阻值减小，通过螺线管的电流增大，穿过金属环C的磁通量增大，根据楞次定理和右手螺旋定则可知，从左向右看，金属环C中电流方向为逆时针，并有收缩的趋势。
14
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
14
14．如图所示，在条形磁体的外面套着一个闭合的金属弹簧线圈，在外力作用下弹簧线圈可以向四周扩张或收缩，使线圈包围的面积发生变化，则下列说法正确的是( )
A．弹簧线圈扩张时有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
B．弹簧线圈收缩时有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
C．弹簧线圈扩张或收缩时均有感应电流，俯视电流方向
均为顺时针方向
D．弹簧线圈扩张或收缩时均无法判断有无感应电流
√
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
13
1
A [弹簧线圈扩张时，穿过线圈的磁通量减小，收缩时，穿过线圈的磁通量增大，穿过线圈的磁通量均变化，则均有感应电流，原磁场方向向上，由楞次定律可得，扩张时俯视电流方向为逆时针方向，收缩时俯视电流方向为顺时针方向。故选A。]
14课时分层作业(五) 楞次定律
?题组一 楞次定律的理解、判断感应电流方向
1．如图所示，空间固定一条形磁体(其轴线水平)，以下说法正确的是( )
A．圆环a沿磁体轴线向右运动，靠近磁体N极时感应电流为逆时针(从左往右看)
B．圆环b竖直下落时磁通量不变
C．圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，感应电流为0
D．圆环c经过位置2前后一小段时间内感应电流方向不变
2．(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时( )
A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
3．图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈A迅速插入副线圈B时，灵敏电流计的指针将______。
②原线圈A插入副线圈B后，将滑动变阻器的阻值调小时，灵敏电流计的指针______(均选填“向左偏”或“向右偏”)。
?题组二 楞次定律的应用
4．(多选)如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置。两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A．P、Q将彼此靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
5．如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是( )
A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被吸引
B．把磁铁远离A环，A环又会被排斥
C．磁铁N极接近B环时，B环会被吸引
D．磁极接近或者远离B环时，B环保持静止
6．(多选)如图所示，足够长的固定直导线与矩形导线框abcd位于同一竖直平面内，线框ab边与导线平行，导线中通有竖直向上的电流(线框ab边始终在导线右侧)。下列说法正确的是( )
A．导线中的电流增大时，线框有收缩的趋势
B．导线中的电流减小时，线框中将产生逆时针方向的感应电流
C．将线框水平向左移动，线框所受安培力的合力方向水平向右
D．将线框竖直向上移动，线框中将产生顺时针方向的感应电流
?题组三 右手定则的应用
7．(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则( )
A．φO>φC B．φC>φA
C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC
8．(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，导体棒ab和cd在导轨上可以自由滑动。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
9．如图所示，矩形导线框ABCD在匀强磁场中沿垂直磁场方向向右做匀速运动，下列说法正确的是( )
A．线框中无感应电流，A、B两点电势相等
B．线框中无感应电流，A点电势高于B点电势
C．线框中无感应电流，A点电势低于B点电势
D．线框中有感应电流，A点电势高于B点电势
10．(多选)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属矩形回路，回路平面位于纸面内，如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示Oa、ab、bc段回路右侧PQ边受到的安培力。则( )
A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
C．F1方向向左，F2方向向右
D．F2方向向右，F3方向向右
11．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，它的机械能不变
C．磁铁落地时的速率一定等于
D．在磁铁下落的整个过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
12．如图1所示，绝缘水平面上导体环甲、乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是( )
A．甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B．甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C．丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
13．如图所示，甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。
(1)甲装置中，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，灵敏电流计的指针将_____________(选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(2)乙装置中，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环C用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环C中电流方向为___________(选填“顺时针”或“逆时针”)，并有___________(选填“收缩”或“扩张”)的趋势。
14．如图所示，在条形磁体的外面套着一个闭合的金属弹簧线圈，在外力作用下弹簧线圈可以向四周扩张或收缩，使线圈包围的面积发生变化，则下列说法正确的是( )
A．弹簧线圈扩张时有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
B．弹簧线圈收缩时有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
C．弹簧线圈扩张或收缩时均有感应电流，俯视电流方向均为顺时针方向
D．弹簧线圈扩张或收缩时均无法判断有无感应电流课时分层作业(五)
1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14
D C AD D AC A AD B AC A A A
1．D [圆环a沿磁体轴线向右运动，穿过线圈的磁通量增多，根据楞次定律可知电流为顺时针方向(从左往右看)，A错误；圆环b竖直下落时，离磁场越远，磁场越弱，穿过圆环b的磁感线条数越少，磁通量变小，B错误；圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，但磁通量仍发生变化，因此仍有感应电流，C错误；圆环c经过位置2前后一小段时间内，磁通量先是向下减少，然后是向上增多，根据楞次定律，感应电流均为顺时针方向(从上向下看)，D正确。故选D。]
2．C [由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流，则根据右手定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1的过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，B错误；汽车离开线圈1的过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针)，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。]
3．解析：(1)电路图如图所示。
(2)①开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，说明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计的指针向右偏。将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏。
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调小时，螺线管中电流增大，磁场增强，磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏。
答案：(1)见解析图 (2)①向右偏 ②向右偏
4．AD [根据楞次定律，当条形磁铁从高处下落接近回路时，线圈磁通量变大，感应电流产生的感应磁场阻碍原磁通量的变化，对磁铁产生向上的斥力，因此磁铁的加速度小于g，同时P、Q将彼此靠拢，减小面积，阻碍原磁通量的变大，A、D正确，B、C错误。故选AD。]
5．D [用磁铁的任意一磁极接近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化(来拒)，可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，A错误；同理，把磁铁远离A环，A环又会被吸引，B错误；磁极接近或者远离B环时(磁铁N极接近B环时)，磁通量变化，有感应电动势，但是由于不闭合，所以没有感应电流，圆环不受到安培力的作用，圆环保持静止，C错误， D正确。]
6．AC [当导线中的电流增大时，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律推论——“增缩减扩”，可知线框有收缩的趋势，故A正确；导线中的电流减小时，穿过线框的磁通量将减小，根据楞次定律推论——“增反减同”，可知线框中感应电流产生的磁场垂直纸面向里，根据安培定则判断知，线框中感应电流方向为顺时针，故B错误；将线框水平向左移动，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律推论——“来拒去留”，可知线框所受安培力的合力方向水平向右，故C正确；将线框竖直向上移动，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流产生，故D错误。故选AC。]
7．A [由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知，φO>φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC＝φA，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，φO－φA>φA－φC，D错误。故选A。]
8．AD [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的运动，由右手定则可知，电流的方向是b→a，ab相当于电源，电流从a端流出，回路的电流方向是b→a→d→c→b，A正确；由左手定则可知，磁场对ab作用力向左，对cd作用力向右，cd向右运动，D正确。]
9．B [线框沿垂直磁场方向向右做匀速运动时，穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流，而线框在磁场中运动时AB边切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，A点电势比B点电势高。故选B。]
10．AC [由楞次定律可知，Oa段感应电流I1沿逆时针方向，ab、bc段感应电流I2、I3沿顺时针方向，故A正确，B错误。Oa段回路右侧PQ边中电流由Q流向P，磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F1方向向左；ab段PQ边中电流由P流向Q，磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F2方向向右；bc段PQ边中电流由P流向Q，磁感应强度方向垂直纸面向外，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F3方向向左，故C正确，D错误。故选AC。]
11．A [在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向根据楞次定律的增反减同，可知先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)，故A正确；磁铁在整个下落过程中，除重力外，磁场力也做功了，它的机械能变小，即mgh>mv2，解得v<，故B、C错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，则在整个过程中，圆环对磁铁的作用力始终竖直向上，故D错误。故选A。]
12．A [根据安培定则，穿过环甲的磁场方向垂直纸面向外，由于电流增大，则磁场变强，磁通量变大，根据楞次定律，甲中感应电流方向为顺时针，根据“增缩减扩”，有收缩趋势，A正确，B错误；导体环乙在环丙位置的磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度不断增大，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势，C、D错误。故选A。]
13．解析：(1)甲装置中，闭合开关瞬间，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，A线圈的电流减小，穿过B线圈的磁通量减小，可知灵敏电流计的指针向右偏转。
(2)光照增强时，光敏电阻阻值减小，通过螺线管的电流增大，穿过金属环C的磁通量增大，根据楞次定理和右手螺旋定则可知，从左向右看，金属环C中电流方向为逆时针，并有收缩的趋势。
答案：(1)向右偏转 (2)逆时针 收缩
14．A [弹簧线圈扩张时，穿过线圈的磁通量减小，收缩时，穿过线圈的磁通量增大，穿过线圈的磁通量均变化，则均有感应电流，原磁场方向向上，由楞次定律可得，扩张时俯视电流方向为逆时针方向，收缩时俯视电流方向为顺时针方向。故选A。]
