【江苏专版】42 第十章 第1节 电磁感应现象　楞次定律 课件《高考快车道》2026高考物理一轮总复习

(共115张PPT)
第十章　电磁感应
第十章　电磁感应
知能模块 考点内容 高考(江苏卷)六年命题情况对照分析
2019－2024 命题分析
第1节 电磁感应现象　楞次定律 电磁感应现象 2020T3：感应电流的产生 2021适应考T10：右手定则 2024T10：楞次定律应用 高考对本章的考查以计算题为主，基本上是作为计算题第一题，难度适中，偶尔有选择题。考查时往往涉及受力分析、运动过程分析、能量守恒定律、电路分析等。
磁通量
楞次定律
第十章　电磁感应
知能模块 考点内容 高考(江苏卷)六年命题情况对照分析
2019－2024 命题分析
第2节 法拉第电磁感应定律　自感　涡流 法拉第电磁感应定律 2019T14：法拉第电磁感应定律 2020T14：法拉第电磁感应定律 2022T5：法拉第电磁感应定律 2023T8：法拉第电磁感应定律 高考对本章的考查以计算题为主，基本上是作为计算题第一题，难度适中，偶尔有选择题。考查时往往涉及受力分析、运动过程分析、能量守恒定律、电路分析等。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
互感和自感
第十章　电磁感应
知能模块 考点内容 高考(江苏卷)六年命题情况对照分析
2019－2024 命题分析
第3节　电磁感应中的电路和动力学问题 2019T14：电路问题(电动势、电流、电荷量) 高考对本章的考查以计算题为主，基本上是作为计算题第一题，难度适中，偶尔有选择题。考查时往往涉及受力分析、运动过程分析、能量守恒定律、电路分析等。
第4节　电磁感应中动量、能量和图像问题
实验十四　探究影响感应电流方向的因素
第1节
电磁感应现象　楞次定律
链接教材·夯基固本
一、磁通量
1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向____的面积S与B的乘积。
2．公式：Φ＝___。
垂直
BS
3．适用条件
(1)匀强磁场。
(2)S为垂直磁场的________。
4．矢标性：磁通量是____(选填“标量”或“矢量”)。
有效面积
标量
5．物理意义
相当于穿过某一面积的______的条数。如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：
磁感线
(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或____。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为____。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为__。
6．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
BS3
BS3
0
二、电磁感应现象
1．定义：当穿过闭合导体回路的______发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
2．产生条件：穿过闭合电路的磁通量________或闭合电路的一部分导体在磁场内做__________的运动。
3．实质：产生__________。如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有__________而无感应电流。
磁通量
发生变化
切割磁感线
感应电动势
感应电动势
三、感应电流方向的判定
1．楞次定律
(1)内容：感应电流的磁场总要____引起感应电流的______的变化。
(2)适用范围：一切电磁感应现象。
阻碍
磁通量
2．右手定则
(1)内容：如图所示，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平面内：让______从掌心进入，并使拇指指向________的方向，这时四指所指的方向就是________的方向。
(2)适用情况：导线__________产生感应电流。
磁感线
导线运动
感应电流
切割磁感线
一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 (　　)
(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。 (　　)
(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。 (　　)
(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。 (　　)
√
×
√
√
(5)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。 (　　)
(6)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 (　　)
(7)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。 (　　)
√
×
√
二、教材习题衍生
1． (电磁感应的产生条件)如图(a)所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，规定图(a)中箭头方向为电流的正方向。直导线中通以图(b)所示的电流，则在0～t1时间内，导线框中感应电流的方向(　　)
A．先顺时针后逆时针
B．先逆时针后顺时针
C．始终沿顺时针
D．始终沿逆时针
√
C　[开始阶段直导线中电流向右减小，则穿过导线框的磁通量向里且减小，由楞次定律可知，导线框中感应电流为顺时针方向；后一阶段直导线中电流向左增大，则穿过导线框的磁通量向外且增加，由楞次定律可知，导线框中感应电流为顺时针方向，故C正确。]
2．(感应电流方向的判断)如图甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A、B，圆环A平分圆环B为面积相等的两部分，当圆环A中的电流如图乙所示变化时，甲图中A环所示的电流方向为正，下列说法正确的是(　　)
A．B中始终没有感应电流
B．B中有顺时针方向的感应电流
C．B中有逆时针方向的感应电流
D．B中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流
√
B　[环形电流在A环内产生的磁场的磁感应强度大于在A环外产生的磁场的磁感应强度，圆环A中的电流发生变化时，圆环B中的磁通量一定发生变化，所以圆环B中有感应电流产生，由楞次定律可知B中有顺时针方向的感应电流。故选B。]
3．(楞次定律推论的应用)如图所示，质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁体贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是(　　)
A．FN先大于mg，后小于mg
B．FN一直大于mg
C．Ff先向左，后向右
D．线圈中的电流方向始终不变
√
A　[根据“来拒去留”，磁体靠近线圈时受到斜向上的斥力，由牛顿第三定律知，线圈受到斜向下的斥力，故它受到桌面的支持力FN大于重力mg；磁体远离线圈时受到斜向下的引力，线圈受到斜向上的引力，支持力FN小于重力mg，A正确，B错误；整个过程磁体对线圈的作用力都有向右的分量，即线圈有向右运动的趋势，摩擦力的方向始终向左，C错误；由于线圈中的磁通量先变大后变小，方向不变，故在此过程中线圈中电流方向改变，D错误。]
4．(“三定则、一定律”的综合应用)如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示。当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的感应电流方向为(　　)
A．沿顺时针方向
B．沿逆时针方向
C．无感应电流
D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
√
细研考点·突破题型
[典例1]　(磁通量的大小理解)如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为ra>rb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为(　　)
A．Φa>Φb
B．Φa＝Φb
C．Φa<Φb
D．条件不足，无法判断
考点1　 磁通量　电磁感应现象
√
C　[条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过线圈a的比穿过线圈b的要多，则线圈a中磁感线净条数较少，即线圈a中磁通量较小，故选项C正确。]
[典例2]　(磁通量变化分析)(2025·江苏盐城模拟)一磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，有一面积为S的矩形线圈abcd按图中所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角。将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量大小为(　　)
A．0　 B．2BS　 C．2BS cos θ　 D．2BS sin θ
√
C　[初始时刻，平面abcd的有效面积为(与B垂直的竖直投影面积)S cos θ，其磁通量为Φ1＝BS cos θ。将abcd绕ad轴转过180°角时，其磁通量为Φ2＝－BS cos θ， 则穿过线圈平面的磁通量的变化量大小为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS cos θ，故选项C正确。]
[典例3]　(感应电流有无的判断)如图所示，长直导线MN置于三角形金属线框abc上且彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流，则下列说法中正确的是(　　)
A．仅当电流逐渐增大，线框中磁通量始终为零
B．仅当电流逐渐减小，线框中没有产生感应电流
C．当电流不变且将导线MN平移靠近bc过程中，线框中会产生感应电流
D．当电流不变且将导线MN平移靠近bc过程中，线框中的磁通量一直增加
√
C　[由安培定则可知，导线框上部分的磁场垂直纸面向外，下部分的磁场垂直纸面向里。通电直导线周围的磁场是以导线为中心的同心圆，距离导线越远，磁感应强度越小，可知虽然金属框上下部分面积相等，但是总磁通量不为0，方向垂直纸面向里。仅当电流逐渐增大，线框中磁通量始终不为零，故A错误；仅当电流逐渐减小，垂直纸面向里的磁通量减小，线框中产生感应电流，故B错误；当电流不变且将导线MN平移靠近bc过程中，线框中磁通量向里减小并向外增大，由上述分析知开始时磁通量向里，故磁通量不会一直增加，线框中有感应电流，故C正确，D错误。故选C。]
规律总结　1．理解磁通量的两点注意
(1)磁通量虽然是标量，但有正、负。
(2)磁通量计算要注意“有效面积”。
2．常见的产生感应电流的三种情况
[典例4]　(楞次定律的应用)(2024·江苏南京期末)如图所示，沿光滑斜面固定一螺线管，一个磁性很强的小磁体沿螺线管轴线下滑。轴线上p、q两点到螺线管上、下边缘的距离相等。一灯泡与螺线管串联，小磁体通过p点时灯泡的亮度比通过q点时小，小磁体的大小可忽略。则小磁体(　　)
考点2　 感应电流方向的判断
A．在p点的速度大于在q点的速度
B．在p点的速度等于在q点的速度
C．在p点的机械能小于在q点的机械能
D．经过p、q两点时，灯泡中电流方向相反
√
D　[小磁体通过p点时灯泡的亮度比通过q点时小，说明小磁体通过p点时产生的感应电流小，则线圈中产生的感应电动势小，由电磁感应定律可知磁通量的变化率小，所以在p点的速度小于在q点的速度，A、B错误；由楞次定律可得，小磁体沿螺线管轴线下滑时受到的安培力总是做负功，小磁体机械能减小，可知在p点的机械能大于在q点的机械能，C错误；小磁体经过p点时穿过螺线管的磁通量在增大，经过q点时穿过螺线管的磁通量在减小，由楞次定律可得小磁体经过p、q两点时，灯泡中电流方向相反，D正确。故选D。]
【典例4　教用·备选题】　(楞次定律的理解)根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是(　　)
A．阻碍引起感应电流的磁场的磁通量
B．与引起感应电流的磁场方向相反
C．阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化
D．与引起感应电流的磁场方向相同
√
C　[由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同，也可能与原磁场的方向相反，故选项C正确。]
[典例5]　(右手定则判断感应电流的方向)(2024·江苏姜堰中学模拟)下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　)
√
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
√
A　[导体ab顺时针转动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A正确；导体ab向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B错误；线框向右运动，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向为b→a→d→c，则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C错误；导体ab沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D错误。]
[典例6]　(楞次定律判断感应电流的方向) (2024·江苏卷)如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(　　)
A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针
C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针
√
A　[线圈a从磁场中匀速拉出的过程中线圈a中的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流方向为顺时针；由于线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b中的磁通量在向外增大，同理可得线圈b中电流的方向为顺时针。故选A。]
【典例6　教用·备选题】　(楞次定律判断感应电流的方向)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
√
C　[由右手螺旋定则可知，线圈1、2形成的磁场方向都是竖直向下的，A错误；汽车进入线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量增大，由楞次定律可判断，线圈abcd中的感应电流方向是逆时针，即感应电流方向为adcb，同理，汽车离开线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量减小，线圈abcd中的感应电流方向是顺时针，即感应电流方向为abcd，B错误，C正确；安培力为阻力，方向与速度方向相反，D错误。]
[典例7]　(楞次定律与安培定则的综合应用)(2020·江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(　　)
A．同时增大B1减小B2
B．同时减小B1增大B2
C．同时以相同的变化率增大B1和B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
√
B　[若同时增大B1减小B2，则穿过圆环向里的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向外，由安培定则可知，圆环中产生的感应电流是逆时针方向，故A错误；同理可推出B正确；同时以相同的变化率增大或减小两磁场强度，圆环内磁通量不变，无感应电流产生，故C、D错误。]
[典例8]　(右手定则与楞次定律的综合应用)如图所示，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
√
D　[金属杆PQ突然向右运动，切割磁感线，由右手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对。]
规律总结　1．楞次定律中“阻碍”的含义
2．“四步法”判断感应电流方向
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：
考点3　 楞次定律推论的应用
内容 例证
阻碍原磁通量变化—“增反减同”

磁铁靠近，B感与B原反向，二者相斥

磁铁远离，B感与B原同向，二者相吸
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”

P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁铁下移，面积应减小，a、b靠近

B减小，线圈扩张
内容 例证
阻碍原电流的变化—“增反减同”

合上S，B灯先亮
[典例9]　(楞次定律推论的应用)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b与电源、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．线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量减小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
审题指导：根据滑片的移动情况判断出电流的变化情况，再根据楞次定律判断出螺线管与线圈之间的相互作用力方向，再结合楞次定律的有关推论得出正确答案。
√
D　[当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a向下的磁通量变大，故B错误；由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故D正确，A、C错误。]
[典例10]　(增反减同)(2025·苏州中学高三检测)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
√
A　[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产生的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判断感应电流应沿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，故A正确。]
[典例11]　(来拒去留)(2025·江苏无锡模拟)如图所示，甲、乙、丙为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有横槽和竖槽，丙管未开槽。现将三个铝管分别套在竖直圆柱形强磁铁上，由上端口静止释放，忽略管与磁铁间的摩擦以及开槽后管的质量变化。关于铝管穿过强磁铁的时间，下列判断正确的是(　　)
A．甲最短 B．乙最短
C．丙最短 D．甲、乙相同
B　[铝管穿过强磁铁过程中，磁通量发生变化，产生感应电流，而产生感应电流的铝管在磁场中所受安培力阻碍铝管的运动，也可以根据楞次定律来拒去留的特点知丙管受到的阻力最大，时间最长；而甲管是水平开槽，乙管是竖直开槽，由于感应电流是水平环形电流，所以开槽部分相当于断路，即竖直方向开槽以外的部分才有感应电流，所以乙管有效宽度最窄，感应电流最小，阻力最小，下落最快，故乙管下落时间最短。故B正确，A、C、D错误。]
√
[典例12]　(增缩减扩)(2024·江苏扬州期末)如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源和开关K，则下列说法正确的是(　　)
A．在K闭合且电路稳定后，断开K的一瞬间，线圈c中有感应电流，线圈a中没有感应电流
B．在K闭合的一瞬间，线圈b中有感应电动势；在K闭合且电路稳定后，断开K的一瞬间，线圈b中仍然有感应电动势
C．在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时电流，有收缩趋势
D．在K闭合的一瞬间，线圈c中有顺时针方向的瞬时电流，有收缩趋势
√
B　[在K闭合且电路稳定后，断开K的一瞬间，穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化，线圈a、c中均有感应电流产生，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知，在K闭合的一瞬间，线圈b中有感应电动势，在K闭合且电路稳定后，断开K的一瞬间，线圈b中仍然有感应电动势，但无感应电流，故B正确；在K闭合的一瞬间，线圈b中有顺时针方向的瞬时电流，线圈a、c内磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时电流，a有扩张的趋势，c有收缩的趋势，故C、D错误。故选B。]
【典例12　教用·备选题】　(增缩减扩)(2024·江苏泰州中学模拟)如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，
则(　　)
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
B　[使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，通过金属环B内的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升的趋势，丝线受到的拉力减小，B正确。]
√
1．规律比较
考点4　 “三定则、一定律”的综合应用
名称 基本现象 因果关系 应用的定则或定律
电流的磁效应 电流、运动电荷产生磁场 因电生磁 安培定则
安培力、洛伦兹力 磁场对通电导线、运动电荷有作用力 因电受力 左手定则
名称 基本现象 因果关系 应用的定则
或定律
电磁感应 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
2．相互联系
(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。
(2)研究产生感应电流的导体受到的安培力，一般先用右手定则确定电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。
[典例13]　(楞次定律、安培定则及左手定则的综合应用)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的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(　　)
A．向右加速运动
B．向左匀速运动
C．向右减速运动
D．向左减速运动
√
C　[MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流方向为M→NL1中感应电流的磁场方向向上若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流方向为Q→P且减小PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流方向为P→Q且增大PQ向左加速运动，故选C。]
规律总结　左、右手定则巧区分
(1)区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：“因电而动”——用左手，“因动生电”——用右手。
(2)左手定则和右手定则在使用中很容易混淆，为了便于记忆，可把两个定则简单地总结为①通电受力，“力”的最后一笔“丿”向左，用左手；②运动生电，“电”的最后一笔“乚”向右，用右手。
【典例13　教用·备选题】　(楞次定律、安培定则及左手定则的综合应用)(2025·江苏盐城模拟)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是(　　)
A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向左运动
D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动
√
D　[由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强；由楞次定律知，线圈B中感应电流的磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b；由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动，故A错误，D正确；同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，故C错误；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒中没有感应电流，则将不会运动，故B错误。]
[典例14]　(楞次定律、安培定则及右手定则的综合应用)(2024·南京高三开学考试)如图所示，闭合铁芯的两边绕着线圈L1和L2，L1与电阻R组成闭合回路，L2与在磁场中的导轨相连，导轨上有一金属棒ab。R中的感应电流向上，则可能的原因是金属棒ab(　　)
A．向左加速运动
B．向左匀速运动
C．向右加速运动
D．向右减速运动
√
C　[当金属棒ab向左加速运动时，由右手定则可知，ab中的电流由a到b逐渐变大，可知穿过L2的磁通量向上增加，穿过L1的磁通量向下增加，由楞次定律可知在R中会产生向下的电流；同理可判断当ab向左匀速运动时，R中无电流产生；当ab向右加速运动时，在R中会产生向上的电流；当ab向右减速运动时在R中产生向下的电流，则选项A、B、D错误，C正确。]
题组一　楞次定律　感应电流方向的判断
1．(2024·江苏苏州期末)在我国南海上有一浮桶式灯塔，其结构如图所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中阴影部分)，其内部为产生磁场的磁体，磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置的圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连，下列说法错误的是(　　)
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课时分层作业(二十八)　电磁感应现象　楞次定律
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A．当海面无波浪时，该灯塔无法发光
B．该装置的工作原理是电磁感应现象
C．当线圈上下运动时，回路中无感应电流
D．圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等
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√
C　[当海面无波浪时，线圈没有相对磁体上下运动，则线圈没有切割磁感线，所以该灯塔无法发光，所以A正确，不符合题意；该装置的工作原理是电磁感应现象，所以B正确，不符合题意；当线圈上下运动时，线圈切割磁感线，回路中有感应电流，所以C错误，符合题意；根据对称性可知，圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等，所以D正确，不符合题意。故选C。]
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2．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匀速运动到位置2。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
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√
D　[导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b→a，这时由左手定则可判断cd边受到的安培力方向水平向左，A错误，D正确；在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a→b→c→d→a，受到的安培力的方向仍然水平向左，B、C错误。]
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3．如图所示，ab为一金属杆，它处在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，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，
则此时刻(　　)
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A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右
B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于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ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零
√
A　[当金属杆ab沿顺时针方向转动切割磁感线时，由法拉第电磁感应定律知金属杆中产生感应电动势，由右手定则可知产生由a到b的感应电流，电流表的d端与a端相连，c端通过金属环与b端相连，则通过电流表的电流方向由c到d，而金属杆在磁场中会受到安培力的作用，由左手定则可判断出此时安培力的方向为水平向右，所以A正确。]
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4．(2024·江苏无锡期末)如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根立在导轨上的金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是(　　)
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A．感应电流的方向始终是由P→Q
B．感应电流的方向始终是由Q→P
C．PQ受磁场力的方向垂直于杆向左下
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上
√
D　[在PQ杆滑动的过程中，△POQ的面积先增大后减小，穿过△POQ的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故A、B错误；由左手定则判断可知，PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。故选D。]
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题组二　楞次定律推论的应用
5．(2024·江苏南通期末)如图所示，条形磁体用细线悬挂在O点。O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁体在竖直面内摆动，下列说法中正确的是(　　)
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A．在一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2次
B．磁体始终受到感应电流磁场的斥力作用
C．磁体所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D．磁体所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力，有时是动力
√
C　[在一个周期之内，穿过铝线圈的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过铝线圈磁场的方向不变，磁通量变化趋势改变，故感应电流方向发生改变，因此在一个周期内，感应电流方向改变4次，A错误；由楞次定律可知，磁体靠近铝线圈时受到斥力作用，远离铝线圈时受到引力作用，B错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁体的相对运动，感应电流对磁体的作用力总是阻力，C正确，D错误。故选C。]
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6．如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上与线圈共轴，当闭合开关时线圈中产生磁场，金属环就可以被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处，先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成)，且铝的电阻率大于铜的电阻率，闭合开关S的瞬间，下列描述正确的是(　　)
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A．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向
B．线圈沿轴向有伸长的趋势
C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
D．若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射
√
C　[线圈中通电瞬间，由安培定则可知通过金属环的磁场方向向左，且磁通量增加，从左侧看环中有顺时针方向的感应电流，A错误；同向电流互相吸引，线圈有缩短的趋势，B错误；因铜环的电阻小，所以铜环中感应电流大，受到的安培力大，C正确；若金属环出现断裂，就不能构成闭合回路，环中有感应电动势，无感应电流，不受安培力作用，故不会向左弹射，D错误。]
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题组三　“三定则、一定律”的综合应用
7．如图(a)所示，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t按图(b)所示规
律变化时(　　)
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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内有逆时针方向的感应电流
√
A　[L收缩还是扩张取决于螺线管中产生感应电流的变化情况，t1～t2时间内磁通量的变化率增大，感应电流变大，abcd线框内磁通量变大，L有收缩的趋势，A选项正确；t2～t3时间内磁通量的变化率为常数，产生的感应电流恒定不变，abcd线框内磁通量不变，L没有电流，也就没有扩张趋势，B、C选项错误；根据楞次定律，t3～t4时间内由于螺线管内磁通量变化产生的感应电流在线框中为dcba方向并减小，L线圈中原磁场的方向垂直于纸面向里且磁通量变小，根据楞次定律得L中的感应电流方向为顺时针方向，D选项错误。]
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8．(2024·锡山模拟)如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(　　)
A．向右匀速运动
B．向右加速运动
C．向左加速运动
D．向左匀速运动
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√
B　[ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd保持静止，A、D错误；ab向右加速运动时，根据右手定则，知在ab杆上产生从a到b增大的电流，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，根据楞次定律可知通过cd的感应电流方向从c到d，由左手定则可知cd向右移动，B正确；同理可得C错误。]
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9．(2024·北京卷)如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是(　　)
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A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引
B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0
C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向为由a到b
D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左
√
B　[闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A错误；闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B正确；断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向为由b到a，故C、D错误。故选B。]
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10．一闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，框上垂直放置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时(　　)
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A．其穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流
B．框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行
C．框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行
D．框内有感应电流，左半边沿逆时针方向绕行，右半边沿顺时针方向绕行
√
D　[abcd组成的线框中的磁通量垂直纸面向里增大，abfe组成的线框中的磁通量垂直纸面向里减小，故根据楞次定律可得左半边的感应电流方向沿逆时针方向绕行，右半边的感应电流方向沿顺时针方向绕行，故D正确。]
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11．(2024·天一中学高三期末)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则闭合开关S的瞬间(　　)
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A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
D．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
√
D　[由环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环要阻碍磁通量增大，则环将分别向远离线圈的方向运动，故A、B错误；由于铜环的电阻率较小，故铜环的电阻也小，感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环，故C错误；在闭合开关的瞬间，线圈中电流从右侧流入，磁场方向为向左，磁通量增大，则由楞次定律可知，铝环中感应电流由左侧向右看为顺时针，故D正确。]
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12．如图所示是一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作。
下列说法正确的是(　　)
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A．线圈B不闭合，仍会产生延时效应
B．将衔铁D换成铜片，延时效果更好
C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零
D．断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向
√
D　[线圈B不闭合时，当S断开后，在线圈B中不会产生感应电流，铁芯上不会有磁性，则不会产生延时效应，A错误；因铜不是磁性材料，则将衔铁D换成铜片，会失去延时效果，B错误；保持开关S闭合，线圈B中磁通量不变，但不为零，C错误；断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向，D正确。故选D。]
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13．如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前，能让线框穿过)固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中(　　)
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A．线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B．线框的磁通量为零时，感应电流也为零
C．线框所受安培力的合力方向依次为上→下→上
D．线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
√
A　[根据安培定则，通电直导线的磁场在上方垂直纸面向外，下方垂直纸面向里，线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁场的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到零，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大，这一过程线框中产生逆时针方向的电流；向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流方向又变成了顺时针，所以线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，A符合题意；根据以上分析，线框的磁通量为零时，有逆时针方向的感应电流，B不符合题意；根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故线框所受安培力的方向始终向上，安培力的合力不为零，线框的运动不是自由落体运动，C、D不符合题意。]
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14．如图所示，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图甲所示箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图乙所示位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中(　　)
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A．金属杆所围回路中电流方向保持不变
B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C．金属杆1所受安培力方向与运动方向先相反后相同
D．金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
√
D　[由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小，金属杆所围回路内磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知感应电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误；由于金属杆所围回路的面积非均匀变化，故感应电流的大小不恒定，故通过金属杆截面的电荷量不是随时间均匀增加的，故B错误；由上述分析，再根据左手定则，可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反，金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同，故C错误，D正确。故选D。]
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谢 谢 ！