习题课:楞次定律的应用
[科学探究] 如图所示,当磁体N极靠近铝环时,穿过铝环的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从右往左看),将环形感应电流等效成小磁针(N极在左、S极在右),铝环与磁体相互排斥,铝环向右摆动;反之,当磁体N极远离铝环时,穿过铝环的磁通量减小,铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从右往左看),将环形感应电流等效成小磁针(S极在左、N极在右),铝环与磁体相互吸引,铝环向左摆动.
例1 C [解析] 将条形磁铁插入线圈或从线圈中抽出的过程,穿过线圈的磁通量发生了变化,线圈中产生了感应电流,线圈与条形磁铁会发生相互作用,根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,在将磁铁插入线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中,线圈与磁铁相互排斥,导致电子秤的示数大于m0,在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中,线圈与磁铁相互吸引,导致电子秤的示数小于m0,故A、B、D错误;根据楞次定律可判断,将一条形磁铁的N极加速插入线圈瞬间,线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视),故C正确.
变式1 A [解析] 当滑片P向上滑动时,电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知通过b的电流减小,b产生的磁场的磁感应强度减小,故穿过线圈a的磁通量减小,根据b中的电流方向和安培定则可知,b产生的磁场方向向下穿过线圈a,根据楞次定律可知,线圈a中的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减小,故线圈a中的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,根据安培定则可知,线圈a中的感应电流方向俯视应为顺时针,故A正确,B错误;楞次定律的第二种描述为感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,滑片向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小,故只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小(即“增缩减扩”原理),故线圈a应有扩张的趋势,故C错误;开始时线圈a对水平桌面的压力大小等于线圈a的重力大小,当滑片向上滑动时,b中的电流减小,b产生的磁场的磁感应强度减小,根据楞次定律可知,此时线圈a和b中的电流方向相同,两线圈互相吸引,故线圈a对水平桌面的压力将减小,故D错误.
变式2 C [解析] 圆环N向左运动,根据“增离减靠”原则,说明线圈M上的磁场在减弱,流过M的电流在减小,故C正确.
例2 A [解析] 要使ab向右运动,即ab受到向右的安培力,根据左手定则可知,ab中电流方向为b→a,大线圈M中的感应电流方向为逆时针,与线圈N中的电流方向相反,根据楞次定律可知,穿过大线圈M的磁通量是增大的,即线圈N中的电流是增大的,故A正确,B、C、D错误.
变式3 B [解析] cd导线受到向下的安培力,对cd导线,根据左手定则可知,cd中的电流方向是由c到d,则ab棒中的电流方向是由b到a,根据右手定则可知,I是S极,a点为等效电源的正极,所以b点的电势低于a点的电势,由于ab棒向左运动,根据楞次定律的推广——“来拒去留”可知,ab棒受到向右的安培力,故选项A、C、D错误,B正确.
随堂巩固
1.A [解析] 由于垂直于环面的磁通量先向里减小后向外增大,根据楞次定律可判断,感应电流产生的磁场方向一直垂直于环面向里,所以感应电流的方向一直是顺时针,选项B正确.
2.AD [解析] 穿过线圈的磁通量Φ=BS,根据楞次定律可知,为了阻碍磁通量的变化,当B增大时,面积S必须减小,当B减小时,面积S必须增大,原磁场方向向里或向外都可以,选项A、D正确.
3.D [解析] 磁铁对金属环的所有作用效果均是阻碍穿过金属环的磁通量变化,金属环从磁铁下端移动到上端,穿过金属环的磁通量先增大,后不变,再减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场先阻碍磁通量的增大,然后变为零,最后再阻碍磁通量的减小,即磁铁先是排斥金属环,阻碍磁通量增大,当金属环完全套入磁铁时,磁通量不变,此时磁铁对金属环没有作用力,而后吸引金属环,阻碍磁通量减小,因此细线的拉力的大小先小于G,后等于G,再小于G,故D正确.
4.D [解析] 当穿过线圈的磁通量减小时,线圈A中产生与螺线管中同向的感应电流,线圈A将靠近螺线管,故D正确,A、B、C错误.
5.D [解析] 由右手定则可知,导体棒ab中的电流由a流向b,故A错误;由安培定则可知,螺线管内部的磁场方向向右,故B错误;螺线管中的电流增大,则穿过铜制圆线圈c的磁通量增大,根据楞次定律可知,铜制圆线圈c会被螺线管排斥,铜制圆线圈c有收缩的趋势,故C错误,D正确.习题课:楞次定律的应用
学习任务一 楞次定律的推广应用
[科学探究] 如图所示,用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的任意一极向右去靠近铝环,可以观察到铝环向右退;把磁体从靠近铝环处向左移开,可以观察到铝环向左跟随磁体.请解释铝环发生摆动的原因.
例1 [2024·广东中山一中月考] 某同学学习了电磁感应相关知识之后,做了以下探究性实验:将闭合线圈按如图所示方式放在电子秤上,线圈上方有一N极朝下、竖直放置的条形磁铁,手握磁铁在线圈的正上方静止,此时电子秤的示数为m0.将磁铁N极( )
A.加速插入线圈的过程中,电子秤的示数小于m0
B.减速抽出线圈的过程中,电子秤的示数大于m0
C.加速插入线圈瞬间,线圈中感应电流沿逆时针方向(俯视)
D.匀速插入线圈的过程中,电子秤的示数等于m0
变式1 [2024·山东烟台二中月考] 如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在线圈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闭合电路.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,则下列说法正确的是 ( )
A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变大
C.线圈a有缩小的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
[反思感悟]
变式2 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
【要点总结】
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”
(续表)
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,回路面积应减小,a、b靠近
磁感应强度B减小,回路面积应增大,线圈扩张
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
学习任务二 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合运用
[科学思维] 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用范围及因果关系如下表:
比较 项目 适用范围 因果关系
安培 定则 通电导线、圆环产生磁场时磁场方向、电流方向互判 因电而生磁(I→B)
左手 定则 通电导线在磁场中所受的安培力方向、电流方向、磁场方向三者互判 因电而受力(I、B→F安)
右手 定则 导体切割磁感线时速度方向、磁场方向、感应电流方向三者互判 因动而生电(v、B→I感)
楞次 定律 回路中磁通量变化产生感应电流时原磁通量变化情况、感应电流磁场方向互判 因磁而生电(ΔΦ→B感)
综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合,不能混淆.
例2 [2024·湖北武钢三中月考] 如图所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨,导轨跟大线圈M相接,小闭合线圈N在大线圈M的包围中,导轨上放一根光滑的金属杆ab,磁场方向垂直于导轨所在平面.最初一段时间t0内,线圈N中电流方向如图所示, 要使金属杆ab由静止开始向右运动,则线圈N中的电流变化图像可能正确的是 ( )
A
B
C
D
[反思感悟]
变式3 如图所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒,ab和cd金属棒用导线连成一个闭合回路.当ab向左运动时,cd受到向下的磁场力.由此可知 ( )
A.b点的电势高于a点的电势
B.Ⅰ是S极
C.cd中电流方向是由d到c
D.当ab向左运动时,ab受到向左的磁场力
[反思感悟]
1.(“增反减同”法)如图所示,有一闭合导线环,磁场方向垂直于环面,当磁感应强度随时间先向里减小后向外增大时,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
2.(“增缩减扩”法)(多选)一个弹性闭合线圈处于磁场中,当磁场变化时,观察到线圈的面积增大了,那么可以判定磁场的方向和磁感应强度B的大小变化情况可能是 ( )
A.磁场方向垂直于线圈向里,B不断减小
B.磁场方向垂直于线圈向里,B不断增大
C.磁场方向垂直于线圈向外,B不断增大
D.磁场方向垂直于线圈向外,B不断减小
3.(“来拒去留”法)[2024·湖南雅礼中学月考] 如图所示,将重力为G的条形磁铁用细线悬挂于天花板上,闭合金属环从磁铁下端移动到上端,在此过程中,细线的拉力大小 ( )
A.始终等于G
B.先大于G,后小于G
C.始终小于G
D.先小于G,后等于G,再小于G
4.(“增离减靠”法)有如图所示的装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A靠近螺线管的是 ( )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S接通后,电路中电流稳定时
C.开关S接通,电路中电流稳定后,滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间
D.开关S接通,电路中电流稳定后,将开关S断开的瞬间
5.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用)[2024·湖北黄冈中学月考] 如图所示,导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动,c为铜制圆线圈,线圈平面与螺线管中轴线垂直,圆心在螺线管中轴线上,则( )
A.导体棒ab中的电流由b流向a
B.螺线管内部的磁场方向向左
C.铜制圆线圈c被螺线管吸引
D.铜制圆线圈c有收缩的趋势习题课:楞次定律的应用
1.C [解析] 在~T时间内,直导线中的电流方向向下且增大,穿过线框的磁通量垂直于纸面向外且增大,由楞次定律知,感应电流方向为顺时针,由左手定则可知,线框所受安培力方向向右,故C正确.
2.C [解析] 从A到B,穿过金属环的磁通量增加,选项A错误;从A到B,根据“来拒去留”可知,金属环受磁场力的方向向上,选项B错误;根据条形磁铁内、外的磁感线分布可知,金属环在O点时内、外磁感线抵消得最少,则磁通量最大,即从B到O,穿过金属环的磁通量增加,选项C正确;从B到O,穿过金属环的磁通量增加,根据楞次定律可知,金属环受向上的磁场力的作用,选项D错误.
3.D [解析] 当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,故D正确.
4.BCD [解析] 在闭合开关的瞬间,线圈中电流从左侧流入,磁场变强,磁场方向向右,由楞次定律可知,感应电流方向从左侧看为逆时针,从右侧看为顺时针,故A错误;电路接通时,使滑动变阻器的滑片向上加速滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,则电路中的电流增大,根据“增离减靠”可知,左侧的金属圆环会被向左弹射出去,故B正确;电源正、负极调换后,根据“增离减靠”可知,金属圆环仍能向左弹射,故C正确;若金属圆环放在线圈右侧,根据“增离减靠”可知,金属圆环将向右弹射,故D正确.
5.AB [解析] P向右摆动的过程中,P内从右往左的磁通量减小,根据楞次定律可以得出感应电流方向为顺时针方向(从右向左看),选项A正确;根据P中产生的感应电流方向,可知流过Q的感应电流方向也是顺时针方向(从右向左看),根据左手定则判断Q下边受的安培力向右,选项B正确,C错误;若用手左、右摆动Q,Q的下边切割磁感线会产生感应电流,P中会有感应电流通过,在磁场中会受到安培力,所以P不会始终保持静止,D错误.
6.AC [解析] 当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,可知p、q将互相靠拢,使回路的面积减小一点,以起到阻碍原磁通量增加的作用,故A正确,B错误;根据楞次定律可知,闭合回路将产生阻碍条形磁铁下落的作用,即磁铁将受到闭合回路对其向上的磁场力,所以磁铁下落的加速度将小于g,故C正确,D错误.
7.C [解析] 将磁铁插向线圈或从线圈中抽出的过程中,穿过线圈的磁通量发生了变化,线圈中产生了感应电流,线圈与磁铁会发生相互作用,根据“来拒去留”可知,在将磁铁插向线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中,线圈与磁铁相互排斥,导致电子秤的示数大于m0,在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中,线圈与磁铁相互吸引,导致电子秤的示数小于m0,A、B错误;根据楞次定律可判断,将一磁铁的N极加速插向线圈时,线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视),C正确;磁铁N极匀速插向线圈的过程中,磁铁受到重力、拉力、斥力作用,重力和拉力的合力做的功等于线圈中产生的焦耳热,D错误.
8.BC [解析] 磁铁从B到C的过程中,穿过环的磁场向上且磁通量增大,由楞次定律可知,圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看),A错误,C正确;磁铁从A摆到D的过程中,据楞次定律的推论“来拒去留”可知,在竖直方向上,圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力,B正确;据“来拒去留”的推论可知,在水平方向上,磁铁从A到D和从D到E的过程中,圆环受到摩擦力均向右,故方向相同,D错误.
9.A [解析] t1时刻,Q中电流正在增大,根据安培定则和楞次定律可知,P中产生俯视逆时针方向的感应电流,P、Q间的安培力为斥力,所以FN>G,A正确;t2时刻,Q中电流不发生变化,穿过P的磁通量不为零,但P中不产生感应电流,P、Q间无安培力,所以FN=G,B错误;t3时刻,Q中电流正在减小,根据安培定则和楞次定律可知,P中产生俯视顺时针方向的感应电流,但Q中电流为零,P、Q间无安培力,所以FN=G,C错误;t4时刻,Q中电流不发生变化,穿过P的磁通量不为零,但P中不产生感应电流,P、Q间无安培力,所以FN=G,D错误.
10.AD [解析] 开关闭合的瞬间,根据楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直于纸面向里,小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流,直导线中无电流,小磁针恢复到原来状态,B、C错误;开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间,穿过左侧线圈的磁通量变化,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直于纸面向外,小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动,D正确.
11.AD [解析] B为均匀带正电绝缘环,当B绕圆心顺时针转动且转速且转速增大时,B形成的等效电流沿顺时针方向,由安培定则可知,B中的磁场向里且逐渐增强,穿过A的总磁通量向里增大,由楞次定律可知,A中产生的感应电流的方向为逆时针方向,故A正确,B错误;B在A处产生的磁场方向向外,A中有逆时针方向的感应电流,由左手定则可知,A受到沿半径向外的安培力,则A具有扩展的趋势,故C错误,D正确.
12.B [解析] 根据直导线周围的磁感线的分布特点,可知线圈由远处移近直导线的过程中,穿过线圈的磁场有向下的分量,且磁通量先增大后减小,由楞次定律可知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针,在线圈逐渐远离直导线的过程中,穿过线圈的磁场有向上的分量,磁通量先增大后减小,由楞次定律可知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,选项A错误,B正确;根据楞次定律中的“来拒去留”可知,线圈所受安培力的方向一直向北,选项C、D错误.习题课:楞次定律的应用
◆ 知识点一 “增反减同”法
1.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,长直导线中电流方向向上,则在~T时间内,线框中感应电流的方向与线框所受安培力的方向分别是( )
A.逆时针,向右 B.逆时针,向左
C.顺时针,向右 D.顺时针,向左
◆ 知识点二 “来拒去留”法
2.[2024·辽宁大连二十四中月考] 如图所示,金属环从条形磁铁的正上方A处由静止开始下落,则 ( )
A.从A到B,穿过金属环的磁通量减少
B.从A到B,金属环受磁场力的方向向下
C.从B到O,穿过金属环的磁通量增加
D.从B到O,金属环不受磁场力的作用
◆ 知识点三 “增缩减扩”法
3.如图所示,一个有弹性的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,当直导线中电流增大时,圆环的面积S和橡皮绳的长度l的变化情况是 ( )
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
◆ 知识点四 “增离减靠”法
4.(多选)[2024·山东省实验中学月考] 航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示,由绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,左侧金属圆环套在光滑的绝缘杆上.当开关闭合瞬间,线圈中突然通过直流电流时,线圈左侧的金属圆环被弹射出去.下列说法正确的是 ( )
A.从右侧看,开关闭合瞬间金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流
B.电路接通时,使滑动变阻器的滑片向上加速滑动时,左侧的金属圆环也会被向左弹射出去
C.电源正、负极调换后,闭合开关S的瞬间,金属圆环仍能向左弹射
D.若将金属圆环置于线圈右侧,则闭合开关S的瞬间,环将向右弹射
◆ 知识点五 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用
5.(多选)如图所示是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》.两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置,当用手左、右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千.以下说法正确的是( )
A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针(从右向左看)
B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动
D.若用手左、右摆动Q,P会始终保持静止
6.(多选)[2024·浙江诸暨中学期中] 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 ( )
A.p、q将互相靠拢
B. p、q将互相远离
C.磁铁的加速度小于g
D. 磁铁的加速度仍为g
7.[2024·湖南长沙一中月考] 某同学学习了电磁感应相关知识之后,做了探究性实验:将闭合线圈按如图所示方式放在电子秤上,线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁,手握磁铁在线圈的正上方静止,此时电子秤的示数为m0.下列说法正确的是 ( )
A.将磁铁N极加速插向线圈的过程中,电子秤的示数小于m0
B.磁铁插入线圈后,将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中,电子秤的示数大于m0
C.将磁铁N极加速插向线圈的过程中,线圈中产生的电流方向为逆时针方向(俯视)
D.将磁铁N极匀速插向线圈的过程中,磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热
8.(多选)如图所示,用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点,在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环.现将磁铁从A处由静止释放,经过B、C到达最低处D,再摆到左侧最高处E,圆环始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.磁铁从B到C的过程中,圆环中产生逆时针方向的电流(从上往下看)
B.磁铁从A摆到D的过程中,圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力
C.磁铁从B到C的过程中,圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看)
D.磁铁从A到D和从D到E的过程中,圆环受到摩擦力方向相反
9.[2024·江西宜春期末] 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,以图甲中箭头方向为电流的正方向,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则 ( )
A.t1时刻,P中有俯视逆时针的电流且FN>G
B.t2时刻,穿过P的磁通量为零且FN=G
C.t3时刻,P中没有感应电流且FN=G
D.t4时刻,穿过P的磁通量最小且FN10.(多选)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是 ( )
A.开关闭合的瞬间,小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直于纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直于纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动
11.(多选)[2024·陕西长安一中月考] 如图所示,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带正电绝缘环,A为导体环.当B绕圆心顺时针转动且转速增大时,下列说法正确的是 ( )
A.A中产生逆时针的感应电流
B.A中产生顺时针的感应电流
C.A具有收缩的趋势
D.A具有扩展的趋势
12.[2024·北京四中月考] 如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西且较大的恒定电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置.若不考虑地磁场的影响,让检测线圈(位于水平面内)从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处,在此过程中,俯视检测线圈,下列说法正确的是 ( )
A.感应电流的方向先顺时针后逆时针
B.感应电流的方向先逆时针后顺时针,然后再逆时针
C.检测线圈所受安培力的方向先向南后向北
D.检测线圈所受安培力的方向先向北后向南(共54张PPT)
习题课：楞次定律的应用
学习任务一 楞次定律的推广应用
学习任务二 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合运用
随堂巩固
练习册
◆
备用习题
学习任务一 楞次定律的推广应用
［科学探究］ 如图所示，用绝缘细绳吊起一个铝环，用磁体的任意一极向右去靠近铝环，可以观察到铝环向右退；把磁体从靠近铝环处向左移开，可以观察到铝环向左跟随磁体.请解释铝环发生摆动的原因.
[答案] 如图所示，当磁体极靠近铝环时，穿过铝环的磁通量增加，根据楞次定律可知，铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从右往左看)，将环形感应电流等效成小磁针极在左、极在右，铝环与磁体相互排斥，铝环向右摆动；反之，当磁体极远离铝环时，穿过铝环的磁通量减小，铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从右往左看)，将环形感应电流等效成小磁针极在左、极在右，铝环与磁体相互吸引，铝环向左摆动.
例1 [2024·广东中山一中月考] 某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了以下探究性实验：将闭合线圈按如图所示方式放在电子秤上，线圈上方有一极朝下、竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为.将磁铁极( )
C
A.加速插入线圈的过程中，电子秤的示数小于
B.减速抽出线圈的过程中，电子秤的示数大于
C.加速插入线圈瞬间，线圈中感应电流沿逆时针方向(俯视)
D.匀速插入线圈的过程中，电子秤的示数等于
[解析] 将条形磁铁插入线圈或从线圈中抽出的过程，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插入线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于，在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，故A、B、D错误；根据楞次定律可判断，将一条形磁铁的极加速插入线圈瞬间，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视)，故C正确.
变式1 [2024·山东烟台二中月考] 如图所示，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在线圈的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合电路.若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则下列说法正确的是( )
A
A.线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈的磁通量变大
C.线圈有缩小的趋势
D.线圈对水平桌面的压力将增大
[解析] 当滑片向上滑动时，电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知通过的电流减小，产生的磁场的磁感应强度减小，故穿过线圈的磁通量减小，根据中的电流方向和安培定则可知，产生的磁场方向向下穿过线圈，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减小，故线圈中的感应电流的磁场方向
与原磁场的方向相同，根据安培定则可知，线圈中的感应电流方向俯视应为顺时针，故A正确，B错误；楞次定律的第二种描述为感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，滑片向上滑动导致穿过线圈的磁通量减小，
故只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小(即“增缩减扩”原理)，故线圈应有扩张的趋势，故C错误；开始时线圈对水平桌面的压力大小等于线圈的重力大小，当滑片向上滑动时，中的电流减小，产生的磁场的磁感应强度减小，根据楞次定律可知，此时线圈和中的电流方向相同，两线圈互相吸引，故线圈对水平桌面的压力将减小，故D错误.
变式2 一长直铁芯上绕有一固定线圈，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，可在木质圆柱上无摩擦移动，连接在如图所示的电路中，其中为滑动变阻器，和为直流电源，为单刀双掷开关.下列情况中，可观测到向左运动的是( )
C
A.在断开的情况下，向闭合的瞬间
B.在断开的情况下，向闭合的瞬间
C.在已向闭合的情况下，将的滑片向端移动时
D.在已向闭合的情况下，将的滑片向端移动时
[解析] 圆环向左运动，根据“增离减靠”原则，说明线圈上的磁场在减弱，流过的电流在减小，故C正确.
【要点总结】
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” ________________________________________________
、是光滑固定导轨，、是可动金属棒，磁铁下移，回路面积应减小，、靠近
___________________________________________
磁感应强度减小，回路面积应增大，线圈扩张
续表
内容 例证
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠” ____________________________________________________________________________________
穿过金属环的磁通量增加时，向右运动；穿过的磁通量减小时，向左运动
续表
学习任务二 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合运用
［科学思维］ 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用范围及因果关系如下表：
比较项目 适用范围 因果关系
安培定则 通电导线、圆环产生磁场时磁场方向、电流方向互判 因电而生磁
左手定则 通电导线在磁场中所受的安培力方向、电流方向、磁场方向三者互判 因电而受力、
比较项目 适用范围 因果关系
右手定则 导体切割磁感线时速度方向、磁场方向、感应电流方向三者互判 因动而生电、
楞次定律 回路中磁通量变化产生感应电流时原磁通量变化情况、感应电流磁场方向互判 因磁而生电
综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合，不能混淆.
续表
例2 [2024·湖北武钢三中月考] 如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨，导轨跟大线圈相接，小闭合线圈在大线圈的包围中，导轨上放一根光滑的金属杆，磁场方向垂直于导轨所在平面.最初一段时间内，线圈中电流方向如图所示，要使金属杆由静止开始向右运动，则线圈中的电流变化图像可能正确的是( )
A
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 要使向右运动，即受到向右的安培力，根据左手定则可知，中电流方向为，大线圈中的感应电流方向为逆时针，与线圈中的电流方向相反，根据楞次定律可知，穿过大线圈的磁通量是增大的，即线圈中的电流是增大的，故A正确，B、C、D错误.
变式3 如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，为放在其间的金属棒，和金属棒用导线连成一个闭合回路.当向左运动时，受到向下的磁场力.由此可知( )
B
A.点的电势高于点的电势
B.Ⅰ是极
C.中电流方向是由到
D.当向左运动时，受到向左的磁场力
[解析] 导线受到向下的安培力，对导线，根据左手定则可知，中的电流方向是由到，则棒中的电流方向是由到，根据右手定则可知，是极，点为等效电源的正极，所以点的电势低于点的电势，由于棒向左运动，根据楞
次定律的推广——“来拒去留”可知，棒受到向右的安培力，故选项A、C、D错误，B正确.
1. 如图所示,金属圆环a与均匀带正电的绝缘圆环b同心共面放置,当b绕O点在其所在平面内顺时针加速旋转时,圆环a ( )
A.产生逆时针方向的感应电流,有扩张趋势
B.产生逆时针方向的感应电流,有收缩趋势
C.产生顺时针方向的感应电流,有扩张趋势
D.产生顺时针方向的感应电流,有收缩趋势
B
[解析]当带正电的绝缘圆环b顺时针加速旋转时,相当于产生顺时针方向的电流且在增大,根据安培定则,其内(金属圆环b内)有垂直于纸面向里的磁场,故金属圆环a内有垂直于纸面向里的磁场,并且磁场的磁感应强度在增大,根据楞次定律可知,a中产生的感应电流的磁场垂直于纸面向外,所以a中产生逆时针方向的感应电流,根据左手定则可知,磁场对电流的作用力向内,所以具有收缩趋势.
2.(多选)如图所示,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,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.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向左运动
BC
[解析]由右手定则可知,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,由楞次定律可知,线圈B中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则可知,ab棒中感应电流方向由a→b,由左手定则可知,ab棒受的安培力方向向左,ab棒将向左运动;同理,圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动;圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动,故A、D错误,B、C正确.
3.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(重力加速度为g) ( )
A.p、q将互相靠拢
B.p、q将互相远离
C.磁铁的加速度大于g
D.磁铁的加速度仍为g
A
[解析]当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,可知p、q将互相靠拢,回路的面积减小一点,使穿过回路的磁通量减小一点,起阻碍原磁通量增加的作用,故A正确,B错误;
由于磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于g,故C、D错误.
4. 水平放置的粗糙U形框架上搁置一根金属棒,组成一个闭合回路.框内的同一平面上有一长条形磁铁可绕与ab平行的轴OO'自由转动.开始时磁铁位置如图所示,当磁铁S极绕轴向纸内转过90°到达竖直位置的过程中,金属棒ab一直未动,则 ( )
A.棒中感应电流由a流向b
B.棒受到向左的摩擦力
C.在磁铁刚开始转动时,棒受到框架的支持力大于重力
D.棒受到的摩擦力先向左后向右
C
[解析]由楞次定律可知,棒中感应电流由b流向a,选项A错误;
当磁铁S极绕轴向纸内转过90°到达竖直位置的过程中,穿过闭合回路的磁通量先从零逐渐增加,根据楞次定律的推论可知,线圈的面积有减小的趋势,即ab有向左运动的趋势,则棒受到的摩擦力向右,选项B、D错误;
在磁铁刚开始转动时,棒中感应电流由b流向a,根据左手定则可知,棒受到竖直向下的安培力,则棒受到框架的支持力大于重力,选项C正确.
1.(“增反减同”法)如图所示，有一闭合导线环，磁场方向垂直于环面，当磁感应强度随时间先向里减小后向外增大时，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向是( )
A
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
[解析] 由于垂直于环面的磁通量先向里减小后向外增大，根据楞次定律可判断，感应电流产生的磁场方向一直垂直于环面向里，所以感应电流的方向一直是顺时针，选项B正确.
2.(“增缩减扩”法)(多选)一个弹性闭合线圈处于磁场中，当磁场变化时，观察到线圈的面积增大了，那么可以判定磁场的方向和磁感应强度的大小变化情况可能是( )
AD
A.磁场方向垂直于线圈向里，不断减小 B.磁场方向垂直于线圈向里，不断增大
C.磁场方向垂直于线圈向外，不断增大 D.磁场方向垂直于线圈向外，不断减小
[解析] 穿过线圈的磁通量，根据楞次定律可知，为了阻碍磁通量的变化，当B增大时，面积必须减小，当B减小时，面积必须增大，原磁场方向向里或向外都可以，选项A、D正确.
3.(“来拒去留”法)[2024·湖南雅礼中学月考] 如图所示，将重力为的条形磁铁用细线悬挂于天花板上，闭合金属环从磁铁下端移动到上端，在此过程中，细线的拉力大小( )
D
A.始终等于 B.先大于，后小于
C.始终小于 D.先小于，后等于，再小于
[解析] 磁铁对金属环的所有作用效果均是阻碍穿过金属环的磁通量变化，金属环从磁铁下端移动到上端，穿过金属环的磁通量先增大，后不变，再减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场先阻碍磁通量的增大，然后变为零，最后再阻碍磁通量的减小，即磁铁先是排斥金属环，阻碍磁通量增大，当金属环完全套入磁铁时，磁通量不变，此时磁铁对金属环没有作用力，而后吸引金属环，
阻碍磁通量减小，因此细线的拉力的大小先小于，后等于，再小于，故D正确.
4.(“增离减靠”法)有如图所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈靠近螺线管的是( )
D
A.开关接通的瞬间
B.开关接通后，电路中电流稳定时
C.开关接通，电路中电流稳定后，滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间
D.开关接通，电路中电流稳定后，将开关断开的瞬间
[解析] 当穿过线圈的磁通量减小时，线圈A中产生与螺线管中同向的感应电流，线圈A将靠近螺线管，故D正确，A、B、C错误.
5.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用)[2024·湖北黄冈中学月考] 如图所示，导体棒在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则( )
D
A.导体棒中的电流由流向 B.螺线管内部的磁场方向向左
C.铜制圆线圈被螺线管吸引 D.铜制圆线圈有收缩的趋势
[解析] 由右手定则可知，导体棒中的电流由流向，故A错误；由安培定则可知，螺线管内部的磁场方向向右，故B错误；螺线管中的电流增大，则穿过铜制圆线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，铜制圆线圈会被螺线管排斥，铜制圆线圈有收缩的趋势，故C错误，D正确.
知识点一 “增反减同”法
1.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示，在时间内，长直导线中电流方向向上，则在时间内，线框中感应电流的方向与线框所受安培力的方向分别是( )
C
A.逆时针，向右 B.逆时针，向左 C.顺时针，向右 D.顺时针，向左
[解析] 在时间内，直导线中的电流方向向下且增大，穿过线框的磁通量垂直于纸面向外且增大，由楞次定律知，感应电流方向为顺时针，由左手定则可知，线框所受安培力方向向右，故C正确.
知识点二 “来拒去留”法
2.[2024·辽宁大连二十四中月考] 如图所示，金属环从条形磁铁的正上方处由静止开始下落，则( )
C
A.从到，穿过金属环的磁通量减少
B.从到，金属环受磁场力的方向向下
C.从到，穿过金属环的磁通量增加
D.从到，金属环不受磁场力的作用
[解析] 从A到B，穿过金属环的磁通量增加，选项A错误；从A到B，根据“来拒去留”可知，金属环受磁场力的方向向上，选项B错误；根据条形磁铁内、外的磁感线分布可知，金属环在点时内、外磁感线抵消得最少，则磁通量最大，即从B到，穿过金属环的磁通量增加，选项C正确；从B到，穿过金属环的磁通量增加，根据楞次定律可知，金属环受向上的磁场力的作用，选项D错误.
知识点三 “增缩减扩”法
3.如图所示，一个有弹性的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，当直导线中电流增大时，圆环的面积和橡皮绳的长度的变化情况是( )
D
A.增大，变长 B.减小，变短 C.增大，变短 D.减小，变长
[解析] 当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，故D正确.
知识点四 “增离减靠”法
4.(多选)[2024·山东省实验中学月考] 航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示，由绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，左侧金属圆环套在光滑的绝缘杆上.当开关闭合瞬间，线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属圆环被弹射出去.下列说法正确的是( )
BCD
A.从右侧看，开关闭合瞬间金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流
B.电路接通时，使滑动变阻器的滑片向上加速滑动时，左侧的金属圆环也会被向左弹射出去
C.电源正、负极调换后，闭合开关的瞬间，金属圆环仍能向左弹射
D.若将金属圆环置于线圈右侧，则闭合开关的瞬间，环将向右弹射
[解析] 在闭合开关的瞬间，线圈中电流从左侧流入，磁场变强，磁场方向向右，由楞次定律可知，感应电流方向从左侧看为逆时针，从右侧看为顺时针，故A错误；电路接通时，使滑动变阻器的滑片向上加速滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，则电路中的电流增大，根据“增离减靠”可知，左侧的金属圆环会被向左弹射出去，故B正确；电源正、负极调换后，根据“增离减靠”可知，金属圆环仍能向左弹射，故C正确；若金属圆环放在线圈右侧，根据“增离减靠”可知，金属圆环将向右弹射，故D正确.
知识点五 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用
5.(多选)如图所示是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》.两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒、固定在铁架台上，与两个铜线圈、组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左、右摆动线圈时，线圈也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千.以下说法正确的是( )
AB
A.向右摆动的过程中，中的电流方向为顺时针(从右向左看)
B.向右摆动的过程中，也会向右摆动
C.向右摆动的过程中，会向左摆动
D.若用手左、右摆动，会始终保持静止
[解析] 向右摆动的过程中，内从右往左的磁通量减小，根据楞次定律可以得出感应电流方向为顺时针方向(从右向左看)，选项A正确；根据中产生的感应电流方向，可知流过的感应电流方向也是顺时针方向(从右向左看)，根据左手定则判断下边受的安培力向右，选项B正确，C错误；若用手左、右摆动，的下边切割磁感线会产生感应电流，中会有感应电流通过，在磁场中会受到安培力，所以不会始终保持静止，D错误.
6.(多选)[2024·浙江诸暨中学期中] 如图所示，光滑固定导轨、水平放置，两根导体棒、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( )
AC
A.、将互相靠拢 B.、将互相远离
C.磁铁的加速度小于 D.磁铁的加速度仍为
[解析] 当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知、将互相靠拢，使回路的面积减小一点，以起到阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，B错误；根据楞次定律可知，闭合回路将产生阻碍条形磁铁下落的作用，即磁铁将受到闭合回路对其向上的磁场力，所以磁铁下落的加速度将小于，故C正确，D错误.
7.[2024·湖南长沙一中月考] 某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按如图所示方式放在电子秤上，线圈上方有一极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为.下列说法正确的是( )
C
A.将磁铁极加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于
B.磁铁插入线圈后，将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于
C.将磁铁极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流方向为逆时针方向(俯视)
D.将磁铁极匀速插向线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热
[解析] 将磁铁插向线圈或从线圈中抽出的过程中，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与磁铁会发生相互作用，根据“来拒去留”可知，在将磁铁插向线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于，在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，A、B错误；根据楞次定律可判断，将一磁铁的极加速插向线圈时，线圈中
产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视)，C正确；磁铁极匀速插向线圈的过程中，磁铁受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于线圈中产生的焦耳热，D错误.
8.(多选)如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环.现将磁铁从处由静止释放，经过、到达最低处，再摆到左侧最高处，圆环始终保持静止，下列说法正确的是( )
BC
A.磁铁从到的过程中，圆环中产生逆时针方向的电流(从上往下看)
B.磁铁从摆到的过程中，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力
C.磁铁从到的过程中，圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看)
D.磁铁从到和从到的过程中，圆环受到摩擦力方向相反
[解析] 磁铁从B到C的过程中，穿过环的磁场向上且磁通量增大，由楞次定律可知，圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看)，A错误，C正确；磁铁从A摆到D的过程中，据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在竖直方向上，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力，B正确；据“来拒去留”的推论可知，在水平方向上，磁铁从A到D和从D到的过程中，圆环受到摩擦力均向右，故方向相同，D错误.
A.时刻，中有俯视逆时针的电流且
B.时刻，穿过的磁通量为零且
C.时刻，中没有感应电流且
D.时刻，穿过的磁通量最小且
9.[2024·江西宜春期末] 如图甲所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管，和共轴，中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，以图甲
A
中箭头方向为电流的正方向，所受的重力为，桌面对的支持力为，则( )
[解析] 时刻，中电流正在增大，根据安培定则和楞次定律可知，中产生俯视逆时针方向的感应电流，、间的安培力为斥力，所以，A正确；时刻，中电流不发生变化，穿过的磁通量不为零，但中不产生感应电流，、间无安培力，所以，B错误；时刻，中电流正在减小，根据安培定则和楞次定律可知，中产生俯视顺时针方向的感应电流,但中电流为零,、间无安培力，所以，C错误；时刻，中电流不发生变化，穿过的磁通量不为零，但中不产生感应电流，、间无安培力，所以，D错误.
10.(多选)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )
AD
A.开关闭合的瞬间,小磁针的极朝垂直于纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的极指向垂直于纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的极指向垂直于纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的极朝垂直于纸面向外的方向转动
[解析] 开关闭合的瞬间,根据楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直于纸面向里,小磁针的极朝垂直于纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流,直导线中无电流,小磁针恢复到原来状态,B、C错误;开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间,穿过左侧线圈的磁通量变化,由楞
次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直于纸面向外,小磁针的极朝垂直于纸面向外的方向转动,D正确.
11.(多选)[2024·陕西长安一中月考] 如图所示，两同心圆环、置于同一水平面上，其中为均匀带正电绝缘环，为导体环.当绕圆心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是( )
AD
A.中产生逆时针的感应电流 B.中产生顺时针的感应电流
C.具有收缩的趋势 D.具有扩展的趋势
[解析] B为均匀带正电绝缘环，当B绕圆心顺时针转动且转速且转速增大时，B形成的等效电流沿顺时针方向，由安培定则可知，B中的磁场向里且逐渐增强，穿过A的总磁通量向里增大，由楞次定律可知，A中产生的感应电流的方向为逆时针方向，故A正确，B错误；B在A处产生的磁场方向向外，A中有逆时针方向的感应电流，由左手定则可知，A受到沿半径向外的安培力，则A具有扩展的趋势，故C错误，D正确.
12.[2024·北京四中月考] 如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且较大的恒定电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置.若不考虑地磁场的影响，让检测线圈(位于水平面内)从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是( )
B
A.感应电流的方向先顺时针后逆时针
B.感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针
C.检测线圈所受安培力的方向先向南后向北
D.检测线圈所受安培力的方向先向北后向南
[解析] 根据直导线周围的磁感线的分布特点，可知线圈由远处移近直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针，在线圈逐渐远离直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，选项A错误，B正确；根据楞次定律中的“来拒去留”可知，线圈所受安培力的方向一直向北，选项C、D错误.
