第二章 电磁感应
1.楞次定律
题组一 楞次定律的理解和应用
1.(多选)如图所示,某物理实验小组的同学把零刻度在中间并调节准确的灵敏电流表与导线线圈组成闭合回路,并用该实验装置探究影响感应电流方向的因素。当有电流从电流表的正接线柱流入时,指针向右偏转。下列哪些说法是正确的( )
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向右偏转
B.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
C.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏转
D.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向右偏转
2.如图所示,通有恒定电流的直导线旁边同一平面内固定有矩形线圈abcd,当通电直导线沿线圈所在平面垂直于ad边向右一直运动到bc边右侧的过程中(导线与线圈不接触),线圈中电流方向的变化为( )
A.逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
B.逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
C.顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
D.顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
3.(多选)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.将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无感应电流
题组二 右手定则的理解和应用
4.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,下列图示中,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动方向与产生的感应电流方向之间关系的是( )
5.如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内且彼此间绝缘,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则( )
A.线框中有感应电流,且按顺时针方向
B.线框中有感应电流,且按逆时针方向
C.线框中有感应电流,但方向难以判断
D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
6.如图所示,金属棒AB原来处于静止状态(水平悬挂)。由于CD棒(竖直放置)的运动,导致AB棒向右摆动,则CD棒( )
A.向右平动 B.向左平动
C.向里平动 D.向外平动
题组三 楞次定律的推论
7.如图甲所示的闭合圆线圈放在匀强磁场中,t=0时磁感应强度垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。则在0~2 s内线圈中感应电流的方向为( )
A.逆时针 B.先逆时针后顺时针
C.顺时针 D.先顺时针后逆时针
8.(多选)如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,b环在螺线管右侧附近,b的环面与a的环面平行,当螺线管中电流变化时,则( )
A.电流减小时,a环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B.电流减小时,a环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C.电流增大时,b环远离螺线管
D.电流增大时,b环靠近螺线管
9.如图所示,两轻质闭合金属圆环,穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上,原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时,两环的运动情况是( )
A.同时向左运动,两环间距变大
B.同时向左运动,两环间距变小
C.同时向右运动,两环间距变大
D.同时向右运动,两环间距变小
10.(多选)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中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,电流正方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则( )
A.0时刻穿过线圈P磁通量为零,所以P中感应电流也为零
B.0~t1时间内穿过线圈磁通量增大,线圈有扩张的趋势
C.t3时刻P中无感应电流,FN=G
D.t2~t3时间内螺线管对线圈的排斥力先增大后减小
11.(多选)如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁置于薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)。当磁铁匀速向右通过线圈正下方时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生的感应电流的方向(从上向下看)是( )
A.摩擦力方向一直向左
B.摩擦力方向先向左、后向右
C.感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针
D.感应电流的方向为顺时针→逆时针
12.某同学在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、阻值较大的电阻R'、滑动变阻器R和开关S连接到电源上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度线在表盘中央。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。
(1)当滑片P较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是 ,电流表乙的指针的偏转情况是 。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是 (填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。
(3)从上述实验可以初步得出结论: 。
1.楞次定律
1.BD 当把磁铁N极向下插入线圈时,线圈中向下的磁通量增大,根据楞次定律得,电流从电流表的负接线柱流入,电流表指针向左偏转,故A错误;保持磁铁在线圈中静止,磁通量不变,不产生感应电流,故B正确;磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,磁通量不变,不产生感应电流,故C错误;当把磁铁N极从线圈中拔出时,线圈中向下的磁通量减小,根据楞次定律得,电流从电流表的正接线柱流入,电流表指针向右偏转,故D正确。
2.B 根据安培定则可得,通电导线右侧磁场垂直于纸面向里,左侧磁场垂直于纸面向外,垂直于纸面向里的磁通量先增大后减小到零,再垂直于纸面向外先增大后减小,根据楞次定律,感应电流方向为先逆时针,再顺时针,最后逆时针。故B正确。
3.BD 不管将金属圆环从哪边拉出磁场,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产生,D正确。
4.BC A选项图中导体不切割磁感线,导体中无电流,A错误;由右手定则可以判断B、C正确;D选项图中感应电流方向应垂直纸面向外,D错误。
5.B 首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),因ab导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的。故B正确。
6.D 若CD棒水平向右运动或水平向左运动时,运动方向与磁场方向平行,没有感应电流产生,则AB棒不会受安培力作用,不会运动,故A、B错误;若CD棒垂直于纸面向里平动,由右手定则可判断感应电流由A到B,由左手定则判断AB棒受力向左,则AB棒将向左摆动,与题干不符,故C错误;若CD棒垂直于纸面向外平动,由右手定则判断感应电流由B到A,由左手定则判断AB棒受力向右,则AB棒将向右摆动,故D正确。
7.C 将0~2 s时间段划分为两段:0~1 s内,线圈中磁场的磁感应强度方向为正,磁感应强度垂直线圈平面向里且磁通量减小,由“增反减同”可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知,感应电流的方向为顺时针;1~2 s内,线圈中磁场的磁感应强度方向为负,磁感应强度垂直线圈平面向外且磁通量增大,由“增反减同”可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知,感应电流的方向仍为顺时针。所以选项C正确。
8.AC 电流减小时,通电螺线管产生的磁场减弱,a环磁通量减小。根据安培定则,通电螺线管内部磁场向右,外部磁场向左。根据楞次定律可知要阻碍原磁通量的减小,a环有缩小的趋势,A正确,B错误;电流增大时,磁场变强,b环磁通量增大,为阻碍原磁通量的增大,b环远离螺线管,C正确,D错误。
9.B 将条形磁铁向左插入金属圆环的过程中,两个环中均产生感应电流。根据楞次定律可知,感应电流的效果是阻碍圆环与磁铁间的相对运动,所以两环均向左运动。靠近磁铁的圆环所受的安培力大于另一个,可判断两环在靠近。选项B正确。
10.CD 由图乙可知,0时刻螺线管Q中电流为0,则0时刻穿过线圈P磁通量为零,由于此时Q内电流的变化率最大,所以P中感应电流最大,故A错误;由图乙可知,0~t1时间内螺线管Q中电流增大,穿过线圈磁通量增大,由楞次定律可知,线圈有收缩的趋势,故B错误;由图乙可知,t3时刻螺线管Q中电流的变化率为0,则P中无感应电流,则有FN=G,故C正确;由图乙可知,t2时刻,螺线管Q中电流为0,电流的变化率最大,P中感应电流最大,二者之间没有安培力,t3时刻,螺线管Q中电流的变化率为0,P中无感应电流,二者之间没有安培力,则t2~t3时间内螺线管对线圈的排斥力先增大后减小,故D正确。
11.AC 从磁铁开始运动到线圈处在磁铁两极中间的过程中,穿过线圈的磁通量向上,且先增加后减少,之后的过程中,穿过线圈的磁通量向下,且先增加后减少,所以感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针,故C正确,D错误;根据楞次定律可知,磁铁向右移动的过程中,磁铁对线圈始终有向右的安培力作用,所以薄板对线圈的摩擦力方向始终向左,故A正确,B错误。
12.(1)向左偏 向右偏 (2)向右偏 (3)见解析
解析:由题图可知,电流由哪一接线柱流入,电流表的指针就向该侧偏转。
(1)当滑片P较快地向左滑动时,通电回路中的电流增大,电流表甲的指针向左偏,穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,由安培定则得,电流表乙的指针向右偏。
(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下,故电流表乙的指针向右偏。
(3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生感应电流,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 / 21.楞次定律
课标要求 素养目标
1.体验楞次定律实验探究过程,掌握探究影响感应电流方向的因素的实验方法。 2.理解楞次定律的含义,能运用其判断感应电流的方向。 3.掌握右手定则,认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式 1.通过探究影响感应电流方向的因素实验,体会对实验现象和实验结果进行归纳推理的方法。(科学探究) 2.通过例题和习题,掌握楞次定律和右手定则的应用方法,会判断感应电流的方向。(物理观念)
知识点一 影响感应电流方向的因素
1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量变化。
2.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)
②线圈内磁通量减少时的情况
图号 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)
(3)实验结论
当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体的磁场方向 ,阻碍磁通量的增加;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与磁体磁场的方向 ,阻碍磁通量的减小。
知识点二 楞次定律
1.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 。
2.楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现。
知识点三 右手定则
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。右手定则的示意图如图所示。
【情景思辨】
如图所示,导体棒ab与电流表连接,导体棒ab在磁场中向右做切割磁感线的运动。
(1)电流表指针发生偏转。( )
(2)导体棒向右运动与向左运动相比较,指针偏转方向相同。( )
(3)导体棒水平向右做切割磁感线运动时,根据右手定则可判定棒中感应电流的方向由b→a。( )
(4)导体棒向右运动时,右侧回路磁通量向下减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向下,导体棒ab中的电流方向由a→b。( )
(5)右手定则适用于导线切割磁感线的情况,楞次定律对导线切割磁感线和由B变化引起的回路的磁通量的变化都适用。( )
要点一 楞次定律的理解和应用
【探究】
按图将磁铁插入线圈和从线圈中拔出,观察电流表的指针变化,思考:
(1)为什么在线圈内有电流?
(2)插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?
【归纳】
1.楞次定律中“阻碍”的含义
2.楞次定律应用三步曲
一原:明确原磁场的方向,及其大小变化。
二感:根据楞次定律的“增反减同”原则判断感应电流的磁场方向。
三螺旋:用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
【典例1】 小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关,他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路,然后将条形磁铁插入或拔出线圈,如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向,则下列判断正确的是( )
A.图甲磁铁正在向下运动 B.图乙磁铁正在向上运动
C.图丙磁铁正在向上运动 D.图丁磁铁正在向上运动
尝试解答
1.(多选)如图所示,足够长的通电导线旁边同一平面内有矩形线圈abcd,则( )
A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d→a
B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C.当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90°),其中感应电流方向是a→b→c→d→a
D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d→a
2.某磁场的磁感线如图所示,有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B,在下落的过程中,自上向下看,铝质线圈中的感应电流方向是( )
A.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
B.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
C.始终沿顺时针方向
D.始终沿逆时针方向
要点二 右手定则的理解和应用
1.对右手定则中导线运动方向的理解
定则中“拇指指向导线运动的方向”是导线切割磁感线的方向,即导线相对于磁感线运动的方向,既可以是磁场不动、拇指指向导线运动的方向,也可以是导线不动、拇指指向磁场运动的反方向。
2.右手定则与楞次定律的比较
楞次定律 右手定则
研究对象 整个闭合回路 回路的一部分,即切割磁感线的导线
应用特点 判定各种感应电流的方向 更便于判定导线切割磁感线时感应电流的方向
3.右手定则与左手定则的比较
右手定则 左手定则
因果关系 运动→电流 电流→受力
图例
应用实例 发电机 电动机
【典例2】 如图所示,某同学在校园内沿一条直线跑道从东往西骑行,该地磁场水平分量由南到北,竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质,辐条也为金属材质,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(图中B点在轮轴,A点在轮缘)( )
A.如图所示的辐条中A点电势低于B点电势
B.如图所示的辐条中A点电势高于B点电势
C.自行车左右把手中电势相等
D.自行车左把手电势低于右把手电势
尝试解答
如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时( )
A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
要点三 楞次定律的推论
推论一 “增反减同”
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化。
(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
口诀记为“增反减同”。
【典例3】 (多选)磁场垂直穿过一个圆形线框,由于磁场的变化,在线框中产生顺时针方向的感应电流,如图所示,则以下说法正确的是( )
A.若磁场方向垂直线框向里,则此磁场的磁感应强度是在增强
B.若磁场方向垂直线框向里,则此磁场的磁感应强度是在减弱
C.若磁场方向垂直线框向外,则此磁场的磁感应强度是在增强
D.若磁场方向垂直线框向外,则此磁场的磁感应强度是在减弱
尝试解答
推论二 “来拒去留”
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动。口诀记为“来拒去留”。
【典例4】 (多选)如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导线,导线中通有向下的恒定电流,从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环,圆环运动过程中始终处于纸面内。不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.圆环中会产生顺时针方向的电流
B.圆环水平方向速度在减小
C.圆环的安培力与速度方向相反
D.圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度
尝试解答
推论三 “增离减靠”
若磁场变化且线圈回路可移动,当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时,线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加;反之,当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时,线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少。口诀记为“增离减靠”。
【典例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N,N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,E1和E2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
尝试解答
推论四 “增缩减扩”
就闭合回路的面积而言,收缩或扩张是为了阻碍穿过回路的原磁通量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增加,面积有收缩趋势;若穿过闭合回路的磁通量减少,面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。
说明:此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。
【典例6】 如图所示,在载流直导线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,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是( )
A.一起向左运动
B.一起向右运动
C.相向运动,距离减小
D.相背运动,距离增大
尝试解答
如图所示,一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A.S增大,l变长 B.S减小,l变短
C.S增大,l变短 D.S减小,l变长
1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化
B.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
C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量
D.感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化
2.(多选)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(不计空气阻力)( )
A.p、q将互相靠拢
B.p、q将互相远离
C.磁铁下落的加速度仍为g
D.磁铁下落的加速度小于g
3.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
4.如图所示,两光滑的平行导轨固定在绝缘水平面上,整个空间存在竖直向上的匀强磁场,两导体棒ab、cd垂直地放在导轨上与导轨始终保持良好的接触,现该导体棒ab、cd水平方向的速度分别为v1、v2,取水平向右的方向为正方向,则下列说法正确的是( )
A.如果v1=0、v2>0,则感应电流方向沿a→b→d→c→a
B.如果v1<0、v2>0,则回路中没有感应电流
C.如果v1=v2>0,则感应电流方向沿a→c→d→b→a
D.如果v2>v1>0,则感应电流方向沿a→c→d→b→a
1.楞次定律
【基础知识·准落实】
知识点一
2.(2)①向下 向上 向上 向下 ②向下 向下 向上 向上 (3)相反 相同
知识点二
1.磁通量的变化
知识点三
掌心 四指
情景思辨
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【探究】 提示:(1)闭合回路磁通量变化。
(2)相反,磁通量变化不一样。
【典例1】 D 对A,由图示可知,条形磁铁N极向下插入线圈时,向下穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,则线圈中产生的电流的方向与图示方向相反,故A错误;对B,由图示可知,条形磁铁N极向上运动时,向下穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,则线圈中产生的电流的方向与图示方向相反,故B错误;对C,由图示可知,条形磁铁S极向上运动时,向上穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,则线圈中产生的电流的方向与图示方向相反,故C错误;对D,由图示可知,条形磁铁S极向上运动时,向上穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,则线圈中产生的电流的方向,与图中方向一致,故D正确。
素养训练
1.BD 根据安培定则知,线圈所在处的磁场垂直纸面向里,当线圈向右平动或以ad边为轴转动时,穿过线圈的磁通量减少,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,感应电流方向为a→d→c→b→a,A、C错误;若线圈竖直向下平动,无感应电流产生,B正确;若线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增加,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,垂直纸面向外,感应电流方向为a→b→c→d→a,D正确。
2.A 在下落过程中,磁感应强度先增大后减小,所以穿过线圈的磁通量先增大后减小。线圈从A处落到中间位置处的过程,穿过线圈的磁通量增大,感应电流产生的磁场方向向下,所以感应电流的方向为顺时针方向;线圈从中间位置处落到B处的过程,穿过线圈的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向上,所以感应电流的方向为逆时针方向。由以上的分析可知,A正确,B、C、D错误。
要点二
知识精研
【典例2】 A 辐条切割水平方向磁场分量,根据右手定则可知A点电势低于B点电势,A正确,B错误;自行车车把切割竖直方向磁场分量,根据右手定则可知自行车左把手电势高于右把手电势,C、D错误。
素养训练
D 由右手定则知,ef上的电流由e→f,故环的右侧的电流方向为逆时针,环的左侧的电流方向为顺时针,故D正确。
要点三
知识精研
【典例3】 BC 由题意知所产生的感应电流为顺时针方向,由安培定则知感应电流的磁场垂直线框向里,由楞次定律中的“增反减同”可知,原因可能是方向垂直线框向里的磁场正在减弱或是方向垂直线框向外的磁场正在增强,故B、C正确。
【典例4】 BD 根据右手螺旋定则可知导线右边的磁场方向垂直于纸面向外,圆环以水平向右的速度抛出,离通电直导线越远,磁感应强度越小,故圆环中的磁通量向外变小,根据楞次定律,可判断出圆环的感应电流为逆时针方向的电流,故A错误;圆环在水平向右运动的过程中,根据楞次定律的推论“来拒去留”,可知圆环水平方向速度一直在减小,故B正确;圆环抛出后,圆环的感应电流在竖直方向上的安培力的合力为0,即圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度,故可知圆环受到的安培力水平向左,与圆环速度方向不在一条直线上,故C错误,D正确。
【典例5】 C 根据题意知,金属环N向左运动,根据楞次定律中“增离减靠”规律知,线圈M上的磁场在减弱,流过M的电流在减小,故C正确。
【典例6】 C 直导线中电流增强时,回路abdc中磁通量增大产生感应电流,根据楞次定律中“增缩减扩”规律知,回路abdc的面积减小,即C正确。
素养训练
D 当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流;根据楞次定律可知,感应电流要阻碍磁通量的增大,一是用缩小面积的方式进行阻碍,二是用远离直导线的方式进行阻碍,选项D正确。
【教学效果·勤检测】
1.A 根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化,选项A正确,C错误。当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反;当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,选项B错误。感应电流的磁场阻碍引起感应电流原磁场磁通量的变化,不是阻止,选项D错误。
2.AD 在磁铁下落接近回路的过程中,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律的推论 “增缩减扩”可知,p、q将互相靠拢,故A正确,B错误;在磁铁下落接近回路的过程中,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,磁铁受到向上的阻力,磁铁的加速度小于g,故C错误,D正确。
3.D 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,受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时受到的安培力水平向左,因此选项D正确。
4.D 如果v1=0、v2>0,由右手定则可判断出应产生顺时针方向的感应电流,故A错误;如果v1<0、v2>0,导体棒ab、cd所围的线圈面积增大,磁通量增大,由楞次定律得知,abdc中有顺时针方向的感应电流,故B错误;如果v1=v2>0,导体棒ab、cd所围的线圈面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故C错误;如果v2>v1>0,则abdc所围面积增大,磁通量也增大,故由楞次定律可判断出产生a→c→d→b→a方向的感应电流,故D正确。
2 / 2(共80张PPT)
1.楞次定律
课标要求 素养目标
1.体验楞次定律实验探究过程,掌
握探究影响感应电流方向的因素的
实验方法。 2.理解楞次定律的含义,能运用其
判断感应电流的方向。 3.掌握右手定则,认识右手定则是
楞次定律的一种具体表现形式 1.通过探究影响感应电流方向的
因素实验,体会对实验现象和实
验结果进行归纳推理的方法。
(科学探究)
2.通过例题和习题,掌握楞次定
律和右手定则的应用方法,会判
断感应电流的方向。(物理观
念)
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一 影响感应电流方向的因素
1. 产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量变化。
2. 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
当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体的磁场
方向 ,阻碍磁通量的增加;当穿过线圈的磁通量减
少时,感应电流的磁场与磁体磁场的方向 ,阻碍磁
通量的减小。
相反
相同
知识点二 楞次定律
1. 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 。
2. 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现。
磁通量的变化
知识点三 右手定则
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。右手定则的示意图如图
所示。
掌心
四指
【情景思辨】
如图所示,导体棒ab与电流表连接,导体棒ab在磁场中向右做切割
磁感线的运动。
(1)电流表指针发生偏转。 ( √ )
(2)导体棒向右运动与向左运动相比较,指针偏转方向相同。
( × )
√
×
(3)导体棒水平向右做切割磁感线运动时,根据右手定则可判定棒
中感应电流的方向由b→a。 ( × )
(4)导体棒向右运动时,右侧回路磁通量向下减小,由楞次定律可
知感应电流的磁场方向向下,导体棒ab中的电流方向由a→b。
( √ )
(5)右手定则适用于导线切割磁感线的情况,楞次定律对导线切割
磁感线和由B变化引起的回路的磁通量的变化都适用。
( √ )
×
√
√
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一 楞次定律的理解和应用
【探究】
按图将磁铁插入线圈和从线圈中拔出,观察电流表的指针变化,
思考:
(1)为什么在线圈内有电流?
提示:闭合回路磁通量变化。
(2)插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?
提示:相反,磁通量变化不一样。
【归纳】
1. 楞次定律中“阻碍”的含义
2. 楞次定律应用三步曲
一原:明确原磁场的方向,及其大小变化。
二感:根据楞次定律的“增反减同”原则判断感应电流的磁场
方向。
三螺旋:用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
【典例1】 小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关,他
将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路,然后将条形磁铁插入
或拔出线圈,如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向,
则下列判断正确的是( )
A. 图甲磁铁正在向下运动
B. 图乙磁铁正在向上运动
C. 图丙磁铁正在向上运动
D. 图丁磁铁正在向上运动
解析:对A,由图示可知,条形磁铁N极向下插入线圈时,向下穿过
线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,
则线圈中产生的电流的方向与图示方向相反,故A错误;对B,由图
示可知,条形磁铁N极向上运动时,向下穿过线圈的磁通量减小,由
楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,则线圈中产生的电流的
方向与图示方向相反,故B错误;对C,由图示可知,条形磁铁S极向
上运动时,向上穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流
的磁场的方向向上,则线圈中产生的电流的方向与图示方向相反,故
C错误;对D,由图示可知,条形磁铁S极向上运动时,向上穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,则线圈中产生的电流的方向,与图中方向一致,故D正确。
1. (多选)如图所示,足够长的通电导线旁边同一平面内有矩形线圈
abcd,则( )
A. 若线圈向右平动,其中感应电流方向是
a→b→c→d→a
B. 若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C. 当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90°),
其中感应电流方向是a→b→c→d→a
D. 当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d→a
解析: 根据安培定则知,线圈所在处的磁场垂直纸面向里,
当线圈向右平动或以ad边为轴转动时,穿过线圈的磁通量减少,感
应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,感应电流方向为
a→d→c→b→a,A、C错误;若线圈竖直向下平动,无感应电流产
生,B正确;若线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增加,感应
电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,垂直纸面向外,感应电流
方向为a→b→c→d→a,D正确。
2. 某磁场的磁感线如图所示,有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位
置B,在下落的过程中,自上向下看,铝质线圈中的感应电流方向
是( )
A. 先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
B. 先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
C. 始终沿顺时针方向
D. 始终沿逆时针方向
解析: 在下落过程中,磁感应强度先增大后减小,所以穿
过线圈的磁通量先增大后减小。线圈从A处落到中间位置处的过
程,穿过线圈的磁通量增大,感应电流产生的磁场方向向下,
所以感应电流的方向为顺时针方向;线圈从中间位置处落到B处
的过程,穿过线圈的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向
上,所以感应电流的方向为逆时针方向。由以上的分析可知,
A正确,B、C、D错误。
要点二 右手定则的理解和应用
1. 对右手定则中导线运动方向的理解
定则中“拇指指向导线运动的方向”是导线切割磁感线的方向,即
导线相对于磁感线运动的方向,既可以是磁场不动、拇指指向导线
运动的方向,也可以是导线不动、拇指指向磁场运动的反方向。
2. 右手定则与楞次定律的比较
楞次定律 右手定则
研究对象 整个闭合回路 回路的一部分,即切割磁感
线的导线
应用特点 判定各种感应电流的方向 更便于判定导线切割磁感线
时感应电流的方向
3. 右手定则与左手定则的比较
右手定则 左手定则
因果关系 运动→电流 电流→受力
图例
应用实例 发电机 电动机
【典例2】 如图所示,某同学在校园内沿一条直线跑道从东往西骑
行,该地磁场水平分量由南到北,竖直分量向下。自行车车把为直
把、金属材质,辐条也为金属材质,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(图中B点在轮轴,A点在轮缘)( )
A. 如图所示的辐条中A点电势低于B点电势
B. 如图所示的辐条中A点电势高于B点电势
C. 自行车左右把手中电势相等
D. 自行车左把手电势低于右把手电势
解析:辐条切割水平方向磁场分量,根据右手定则可知A点电势低于B
点电势,A正确,B错误;自行车车把切割竖直方向磁场分量,根据
右手定则可知自行车左把手电势高于右把手电势,C、D错误。
如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,
当ef向右匀速运动时( )
A. 圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生
B. 整个环中有顺时针方向的电流
C. 整个环中有逆时针方向的电流
D. 环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
解析: 由右手定则知,ef上的电流由e→f,故环的右侧的电流方向
为逆时针,环的左侧的电流方向为顺时针,故D正确。
要点三 楞次定律的推论
推论一 “增反减同”
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)
的变化。
(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向
相反。
(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向
相同。
口诀记为“增反减同”。
【典例3】 (多选)磁场垂直穿过一个圆形线框,由于磁场的变化,在线框中产生顺时针方向的感应电流,如图所示,则以下说法正确的是( )
A. 若磁场方向垂直线框向里,则此磁场的磁感应强度是在增强
B. 若磁场方向垂直线框向里,则此磁场的磁感应强度是在减弱
C. 若磁场方向垂直线框向外,则此磁场的磁感应强度是在增强
D. 若磁场方向垂直线框向外,则此磁场的磁感应强度是在减弱
解析:由题意知所产生的感应电流为顺时针方向,由安培定则知感应
电流的磁场垂直线框向里,由楞次定律中的“增反减同”可知,原因
可能是方向垂直线框向里的磁场正在减弱或是方向垂直线框向外的磁
场正在增强,故B、C正确。
推论二 “来拒去留”
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流
与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动。口诀记为
“来拒去留”。
A. 圆环中会产生顺时针方向的电流
B. 圆环水平方向速度在减小
C. 圆环的安培力与速度方向相反
D. 圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度
【典例4】 (多选)如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导
线,导线中通有向下的恒定电流,从靠近导线的位置以水平向右的速
度抛出一金属圆环,圆环运动过程中始终处于纸面内。不计空气阻
力,以下说法正确的是( )
解析:根据右手螺旋定则可知导线右边的磁场方向垂直于纸面向外,
圆环以水平向右的速度抛出,离通电直导线越远,磁感应强度越小,
故圆环中的磁通量向外变小,根据楞次定律,可判断出圆环的感应电
流为逆时针方向的电流,故A错误;圆环在水平向右运动的过程中,
根据楞次定律的推论“来拒去留”,可知圆环水平方向速度一直在减
小,故B正确;圆环抛出后,圆环的感应电流在竖直方向上的安培力
的合力为0,即圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度,故可
知圆环受到的安培力水平向左,与圆环速度方向不在一条直线上,故
C错误,D正确。
推论三 “增离减靠”
若磁场变化且线圈回路可移动,当磁场增强使得穿过线圈回路的磁
通量增加时,线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加;反之,当磁场
减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时,线圈将通过靠近磁体来阻碍
磁通量减少。口诀记为“增离减靠”。
【典例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N,N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,E1和E2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
解析:根据题意知,金属环N向左运动,根据楞次定律中“增离减
靠”规律知,线圈M上的磁场在减弱,流过M的电流在减小,故C
正确。
推论四 “增缩减扩”
就闭合回路的面积而言,收缩或扩张是为了阻碍穿过回路的原磁通
量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增加,面积有收缩趋势;若穿过
闭合回路的磁通量减少,面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。
说明:此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。
【典例6】 如图所示,在载流直导线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,在导轨上有两可自由滑动
的导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运
动情况是( )
A. 一起向左运动
B. 一起向右运动
C. 相向运动,距离减小
D. 相背运动,距离增大
解析:直导线中电流增强时,回路abdc中磁通量增大产生感应电
流,根据楞次定律中“增缩减扩”规律知,回路abdc的面积减
小,即C正确。
如图所示,一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线
的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增
大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A. S增大,l变长 B. S减小,l变短
C. S增大,l变短 D. S减小,l变长
解析: 当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增
大,金属圆环中产生感应电流;根据楞次定律可知,感应电流要阻碍
磁通量的增大,一是用缩小面积的方式进行阻碍,二是用远离直导线
的方式进行阻碍,选项D正确。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
A. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化
B. 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
C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量
D. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化
解析: 根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应
电流原磁场的磁通量的变化,选项A正确,C错误。当原磁场增强
时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反;当原磁
场减弱时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,
选项B错误。感应电流的磁场阻碍引起感应电流原磁场磁通量的变
化,不是阻止,选项D错误。
2. (多选)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(不计空气阻力)( )
A. p、q将互相靠拢
B. p、q将互相远离
C. 磁铁下落的加速度仍为g
D. 磁铁下落的加速度小于g
解析: 在磁铁下落接近回路的过程中,穿过回路的磁通量增
加,根据楞次定律的推论 “增缩减扩”可知,p、q将互相靠拢,
故A正确,B错误;在磁铁下落接近回路的过程中,穿过回路的磁
通量增加,根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,磁铁受到向上
的阻力,磁铁的加速度小于g,故C错误,D正确。
3. 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
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
培力水平向左,导线框离开磁场时受到的安培力水平向左,因此选
项D正确。
4. 如图所示,两光滑的平行导轨固定在绝缘水平面上,整个空间存在
竖直向上的匀强磁场,两导体棒ab、cd垂直地放在导轨上与导轨始
终保持良好的接触,现该导体棒ab、cd水平方向的速度分别为v1、
v2,取水平向右的方向为正方向,则下列说法正确的是( )
A. 如果v1=0、v2>0,则感应电流方向沿
a→b→d→c→a
B. 如果v1<0、v2>0,则回路中没有感应电流
C. 如果v1=v2>0,则感应电流方向沿a→c→d→b→a
D. 如果v2>v1>0,则感应电流方向沿a→c→d→b→a
解析: 如果v1=0、v2>0,由右手定则可判断出应产生顺时针
方向的感应电流,故A错误;如果v1<0、v2>0,导体棒ab、cd所
围的线圈面积增大,磁通量增大,由楞次定律得知,abdc中有顺时
针方向的感应电流,故B错误;如果v1=v2>0,导体棒ab、cd所围
的线圈面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故C错误;如
果v2>v1>0,则abdc所围面积增大,磁通量也增大,故由楞次定律
可判断出产生a→c→d→b→a方向的感应电流,故D正确。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一 楞次定律的理解和应用
1. (多选)如图所示,某物理实验小组的同学把零刻度在中间并调节
准确的灵敏电流表与导线线圈组成闭合回路,并用该实验装置探究
影响感应电流方向的因素。当有电流从电流表的正接线柱流入时,
指针向右偏转。下列哪些说法是正确的( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A. 当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向右偏转
B. 保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
C. 磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏转
D. 当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向右偏转
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 当把磁铁N极向下插入线圈时,线圈中向下的磁通量
增大,根据楞次定律得,电流从电流表的负接线柱流入,电流表指
针向左偏转,故A错误;保持磁铁在线圈中静止,磁通量不变,不
产生感应电流,故B正确;磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以
同一速度向上运动,磁通量不变,不产生感应电流,故C错误;当
把磁铁N极从线圈中拔出时,线圈中向下的磁通量减小,根据楞次
定律得,电流从电流表的正接线柱流入,电流表指针向右偏转,故
D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. 如图所示,通有恒定电流的直导线旁边同一平面内固定有矩形线圈
abcd,当通电直导线沿线圈所在平面垂直于ad边向右一直运动到bc
边右侧的过程中(导线与线圈不接触),线圈中电流方向的变化为
( )
A. 逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
B. 逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
C. 顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
D. 顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 根据安培定则可得,通电导线右侧磁场垂直于纸面向
里,左侧磁场垂直于纸面向外,垂直于纸面向里的磁通量先增大后
减小到零,再垂直于纸面向外先增大后减小,根据楞次定律,感应
电流方向为先逆时针,再顺时针,最后逆时针。故B正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. (多选)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. 将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无
感应电流
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 不管将金属圆环从哪边拉出磁场,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
情况无感应电流产生,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
题组二 右手定则的理解和应用
4. (多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,下列
图示中,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动方向与产生的
感应电流方向之间关系的是( )
解析: A选项图中导体不切割磁感线,导体中无电流,A错
误;由右手定则可以判断B、C正确;D选项图中感应电流方向应
垂直纸面向外,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. 如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内且彼此间绝缘,
直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬
间,则( )
A. 线框中有感应电流,且按顺时针方向
B. 线框中有感应电流,且按逆时针方向
C. 线框中有感应电流,但方向难以判断
D. 由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 首先由安培定则判断通电直导线周围的
磁场方向(如图所示),因ab导线向右做切割磁感
线运动,由右手定则判断感应电流由a→b,同理可
判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边
不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流
是逆时针方向的。故B正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. 如图所示,金属棒AB原来处于静止状态(水平悬挂)。由于CD棒
(竖直放置)的运动,导致AB棒向右摆动,则CD棒( )
A. 向右平动 B. 向左平动
C. 向里平动 D. 向外平动
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 若CD棒水平向右运动或水平向左运动时,运动方向与
磁场方向平行,没有感应电流产生,则AB棒不会受安培力作用,
不会运动,故A、B错误;若CD棒垂直于纸面向里平动,由右手定
则可判断感应电流由A到B,由左手定则判断AB棒受力向左,则AB
棒将向左摆动,与题干不符,故C错误;若CD棒垂直于纸面向外
平动,由右手定则判断感应电流由B到A,由左手定则判断AB棒受
力向右,则AB棒将向右摆动,故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
题组三 楞次定律的推论
7. 如图甲所示的闭合圆线圈放在匀强磁场中,t=0时磁感应强度垂直
线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。则
在0~2 s内线圈中感应电流的方向为( )
A. 逆时针 B. 先逆时针后顺时针
C. 顺时针 D. 先顺时针后逆时针
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 将0~2 s时间段划分为两段:0~1 s内,线圈中磁场的磁
感应强度方向为正,磁感应强度垂直线圈平面向里且磁通量减小,
由“增反减同”可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根
据安培定则可知,感应电流的方向为顺时针;1~2 s内,线圈中磁
场的磁感应强度方向为负,磁感应强度垂直线圈平面向外且磁通量
增大,由“增反减同”可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向
里,根据安培定则可知,感应电流的方向仍为顺时针。所以选项C
正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. (多选)如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,b环在
螺线管右侧附近,b的环面与a的环面平行,当螺线管中电流变化
时,则( )
A. 电流减小时,a环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B. 电流减小时,a环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C. 电流增大时,b环远离螺线管
D. 电流增大时,b环靠近螺线管
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 电流减小时,通电螺线管产生的磁场减弱,a环磁通量
减小。根据安培定则,通电螺线管内部磁场向右,外部磁场向左。
根据楞次定律可知要阻碍原磁通量的减小,a环有缩小的趋势,A
正确,B错误;电流增大时,磁场变强,b环磁通量增大,为阻碍
原磁通量的增大,b环远离螺线管,C正确,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. 如图所示,两轻质闭合金属圆环,穿挂在一根光滑水平绝缘直杆
上,原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时,
两环的运动情况是( )
A. 同时向左运动,两环间距变大
B. 同时向左运动,两环间距变小
C. 同时向右运动,两环间距变大
D. 同时向右运动,两环间距变小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 将条形磁铁向左插入金属圆环的过程中,两个环中均产
生感应电流。根据楞次定律可知,感应电流的效果是阻碍圆环与磁
铁间的相对运动,所以两环均向左运动。靠近磁铁的圆环所受的安
培力大于另一个,可判断两环在靠近。选项B正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. (多选)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中通有变化的
电流i,电流随时间变化的规律如图
乙所示,电流正方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则( )
A. 0时刻穿过线圈P磁通量为零,所以P中感应电流也为零
B. 0~t1时间内穿过线圈磁通量增大,线圈有扩张的趋势
C. t3时刻P中无感应电流,FN=G
D. t2~t3时间内螺线管对线圈的排斥力先增大后减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 由图乙可知,0时刻螺线管Q中电流为0,则0时刻穿
过线圈P磁通量为零,由于此时Q内电流的变化率最大,所以P中
感应电流最大,故A错误;由图乙可知,0~t1时间内螺线管Q中
电流增大,穿过线圈磁通量增大,由楞次定律可知,线圈有收缩
的趋势,故B错误;由图乙可知,t3时刻螺线管Q中电流的变化率
为0,则P中无感应电流,则有FN=G,故C正确;由图乙可知,t2
时刻,螺线管Q中电流为0,电流的变化率最大,P中感应电流最
大,二者之间没有安培力,t3时刻,螺线管Q中电流的变化率为
0,P中无感应电流,二者之间没有安培力,则t2~t3时间内螺线管
对线圈的排斥力先增大后减小,故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. (多选)如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄
形磁铁置于薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)。
当磁铁匀速向右通过线圈正下方时,线圈仍静止不动,那么线圈
受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生的感应电流的方向(从上向
下看)是( )
A. 摩擦力方向一直向左
B. 摩擦力方向先向左、后向右
C. 感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针
D. 感应电流的方向为顺时针→逆时针
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 从磁铁开始运动到线圈处在磁铁两极中间的过程中,
穿过线圈的磁通量向上,且先增加后减少,之后的过程中,穿过
线圈的磁通量向下,且先增加后减少,所以感应电流的方向为顺
时针→逆时针→顺时针,故C正确,D错误;根据楞次定律可知,
磁铁向右移动的过程中,磁铁对线圈始终有向右的安培力作用,
所以薄板对线圈的摩擦力方向始终向左,故A正确,B错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 某同学在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,设计了如
图所示的装置。线圈A通过电流表甲、阻值较大的电阻R'、滑动变
阻器R和开关S连接到电源上,线圈B的两端接到另一个电流表乙
上,两个电流表完全相同,零刻度线在表盘中央。闭合开关后,
当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如
图所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
向左偏
(1)当滑片P较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况
是 ,电流表乙的指针的偏转情况是 。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
向右偏
(1)当滑片P较快地向左滑动时,通电回路中的电流增
大,电流表甲的指针向左偏,穿过线圈B的磁通量增大且原
磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向
上,由安培定则得,电流表乙的指针向右偏。
解析:由题图可知,电流由哪一接线柱流入,电流表的指针
就向该侧偏转。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针
的偏转情况是 (填“向左偏”“向右偏”或“不偏
转”)。
向右偏
解析:断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下,故电流表乙的指针向右偏。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(3)从上述实验可以初步得出结论:
答案:见解析
解析:通过实验可以初步得出结论:穿过闭合电路的磁通量
发生变化时产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感
应电流的磁通量的变化。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
谢谢观看!