第十二单元 电磁感应
第30讲 电磁感应现象 楞次定律 实验:探究影响感应电流方向的因素
例1 BD [解析] 磁通量没有方向,是标量,正负只表示磁感线穿过平面的方向,故A错误;若使框架绕OO'转过60°角,则框架平面在垂直于磁场方向的投影面积为,磁通量为Φ1=BS,故B正确;若使框架绕OO'转过90°角,则框架平面与磁场平行,磁通量为0,故C错误;若使框架绕OO'转过180°角,则磁通量变化量为ΔΦ=BS-(-BS)=2BS,故D正确.
例2 AD [解析] 图甲中,当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时,两导体棒保持相对静止,穿过回路的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,故A正确;图乙中,由对称性可知穿过闭合圆环中的磁通量始终为0,磁通量不发生变化,在闭合的导体圆环中不能产生感应电流,故B错误;图丙中,转轴OO'与磁感应强度B平行,则旋转导体框,穿过导体框的磁通量始终为0,磁通量不发生变化,在闭合的导体框中不能产生感应电流,故C错误;图丁中,将条形磁铁靠近不闭合的线圈,磁通量不断增大,因线圈没有闭合,则线圈只有电动势没有感应电流,故D正确.
例3 BC [解析] 本实验探究影响感应电流方向的因素,故不需要记录感应电流的大小,故A错误;本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向,故B正确;由题图2中甲和乙知,分别插入条形磁体的N极和S极时,电流方向不同,故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关,故C正确.
变式 (1)B (2)向上 (3)左 向右偏转
[解析] (1)条形磁铁向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线减少,向下移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线增加,移动方向不同,产生的感应电流方向不同,根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光,故选B.
(2)当磁体向上运动时,穿过螺线管的磁通量为竖直向下的减少,根据楞次定律,可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下,根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入,指针向右偏,故磁体向上运动.
(3)闭合开关瞬间,电路中电流增多,线圈的磁性增强,穿过螺线管的磁感线增多,会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端;开关闭合瞬间,穿过螺线管的磁通量增多,根据题意可知指针向左偏转,所以将铁芯从线圈P中快速抽出时,穿过螺线管的磁通量减少,观察到电流计指针向右偏转.
例4 C [解析] 由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,根据右手螺旋定则可知,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过程中,磁通量向下增大,根据楞次定律可知,产生感应电流的方向为adcb(逆时针),B错误;汽车离开线圈1过程中,磁通量向下减小,根据楞次定律可知,产生感应电流的方向为abcd(顺时针),C正确;汽车进入线圈2过程中,根据楞次定律的推论可知,汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误.
例5 D [解析] 在0~t1时间内,由图乙可得,螺线管中磁感应强度增大,根据楞次定律可得,通过bc边的电流方向由c到b,且图线的斜率逐渐变大,则螺线管中磁通量的变化率变大,产生的感应电动势变大,通过bc边的电流变大,故A错误;在t1~t2时间内,螺线管中的磁感应强度先正向均匀减小后反向均匀增大,根据楞次定律,通过bc边的电流方向一直为由b到c,且大小不变,故B错误;在t1~t2时间内,螺线管中的磁感应强度先正向均匀减小后反向均匀增大,磁感应强度的变化率不变,经过导线中的电流不变,故圆环L的磁通量没有变化,圆环L中没有感应电流,故C错误;在t2~t3时间内,由图乙可得,螺线管中的磁感应强度减小,且图线的斜率逐渐变小,则经过导线中的电流变小,穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可以确定圆环L有增大面积的趋势以阻碍磁通量的减小,故D正确.
例6 C [解析] 根据安培定则可知,螺线管b在其内部产生向下的磁场,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,电路中总电阻减小,电流增大,磁感应强度变大,穿过线圈a的磁通量变大,根据楞次定律,线圈a中会产生阻碍磁通量变大的感应电流,即产生逆时针方向(俯视)的感应电流,故A、B错误;根据楞次定律“增缩减扩”的推论可知,线圈a有收缩的趋势,故C正确;根据楞次定律“增离减靠”的推论可知,线圈a有远离螺线管b的趋势,因此线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故D错误.
例7 A [解析] 根据楞次定律中“来拒去留”的原理,磁铁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,故它受到的支持力FN大于重力mg,磁铁远离线圈时受到斜向下的引力作用,线圈受到斜向上的引力,支持力FN小于重力mg,故A正确,B错误;整个过程磁铁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,故C错误;由于线圈中的磁通量先变大后变小,方向不变,故线圈中电流前后方向相反,故D错误.
例8 BC [解析] MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为MN处的磁场方向垂直于纸面向里,由左手定则可知,MN中的感应电流方向为M→N,由安培定则可知,L1中感应电流的磁场方向向上,由楞次定律可知,L2中磁场方向向上减弱或磁场方向向下增强.若L2中磁场方向向上减弱,则由安培定则可知,PQ中电流方向为Q→P且减小,由右手定则可知,PQ向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强,则由安培定则可知,PQ中电流方向为P→Q且增大,由右手定则可知,PQ向左加速运动,故B、C正确,A、D错误.第十二单元 电磁感应
第30讲 电磁感应现象 楞次定律 实验:探究影响感应电流方向的因素
1.D [解析] 当只形成闭合回路,而回路中的磁通量不变化时,不会产生感应电流,A、B错误;绕在同一铁环上的两个线圈分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,穿过另一线圈的磁通量变化,会产生感应电流,能观察到电流表的示数变化,D正确;将一房间内的线圈两端与相邻房间内的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生,但是之后再到相邻房间去观察时,回路中已经没有磁通量的变化,此时观察到的电流表示数为零,故C错误.
2.B [解析] 闭合开关瞬间,由楞次定律可知,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,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,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由b到a,故C、D错误.
3.A [解析] 将线圈a从磁场中匀速拉出的过程中,穿过线圈a的磁通量垂直于纸面向外且在减小,根据楞次定律可知线圈a中产生的感应电流方向为顺时针,由于线圈a从磁场中匀速拉出,则线圈a中产生的电流为恒定电流,在线圈a靠近线圈b的过程中,穿过线圈b的磁通量垂直于纸面向外且在增大,根据楞次定律可知线圈b中产生的感应电流方向为顺时针,故A正确.
4.D [解析] 磁场方向由南指向北,将钢窗右侧向外打开,则向北穿过窗户的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向由南指向北,即以推窗人的视角来看,感应电流方向为逆时针方向,同时根据“增缩减扩”可知,窗框有扩张趋势,故选D.
5.B [解析] 琴弦向左远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,线圈中产生感应电流,由“来拒去留”可知琴弦受到向右的安培力,由“增缩减扩”可知线圈有扩张趋势,故选B.
6.A [解析] 由条形磁铁周围磁场的分布情况可知,线圈在位置Ⅱ时穿过线圈的磁通量最少,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,穿过线圈自下而上的磁通量减少,根据“增反减同”可判断,B感的方向向上,再由安培定则可知线圈中感应电流沿abcd流动;同理,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,感应电流也沿abcd流动,故A正确.
7.D [解析] 按下按钮的过程中,穿过螺线管的磁通量向左增加,根据楞次定律可知,感应电动势的方向从P端经螺线管向Q端,则螺线管Q端电势较高,故A错误;松开按钮过程中,穿过螺线管的磁通量向左减小,根据楞次定律可知,感应电动势的方向从Q端经螺线管向P端,此时螺线管P端电势较高,故B错误;按下按钮过程中,螺线管Q端电势较高,松开按钮过程中,螺线管P端电势较高,按下和松开按钮的过程,螺线管产生的感应电流方向相反,故C错误;按下和松开按钮的过程,螺线管产生的感应电流方向相反,磁场方向不变,螺线管所受磁铁的安培力方向相反,故D正确.
8.D [解析] 0~1 s螺线管中电流增强,产生的磁场增强,铝环中磁通量增大,有面积缩小趋势,故A错误;1 s末螺线管中电流最大,但电流变化率为零,铝环中无感应电流,桌面与铝环间无相互作用,所以1 s末铝环对桌面的压力等于铝环的重力,故B错误;1~2 s正方向电流减小,2~3 s反向电流增大,根据楞次定律,铝环中感应电流的磁场方向不变,感应电流方向不变,故C错误;0~1 s螺线管中电流增大,产生的磁场增强,铝环中磁通量增大,根据楞次定律可知,从上往下看,0~1 s内铝环中的感应电流沿顺时针方向;1~2 s螺线管中电流减小,产生的磁场减弱,铝环中磁通量减小,根据楞次定律可知,从上往下看,1~2 s内铝环中的感应电流沿逆时针方向;则0~2 s内,铝环中的电流先沿顺时针后沿逆时针方向,故D正确.
9.(1)②相反 ③C (2)①如图所示 ②AC (3)b到a
[解析] (1)②S极向下插入螺线管时,线圈中磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场应该与原磁场方向相反,且感应电流的磁场方向向下,阻碍磁通量的增加.
③S极向下插入螺线管时,不需要保证磁体匀速运动,灵敏电流计指针都会向右偏转,故A错误;将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越大,故B错误;将磁体的N、S极对调,并将其向上抽出,则螺线管的磁通量向下减小,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向由B到A,则电流从“+”接线柱流入电流计,电流计的指针向右偏转,故C正确;将磁体的N、S极对调,并将其向下插入,则螺线管的磁通量向下增大,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向由A到B,则电流从“-”接线柱流入电流计,电流计的指针向左偏转,故D错误.
(2)②将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,可知当线圈B中的磁通量增加时,电流计指针右偏;插入铁芯,线圈B中的磁通量增加,电流计指针右偏,故A正确;拔出线圈A,线圈B中的磁通量减少,电流计指针左偏,故B错误;将滑动变阻器的滑片向左移动,线圈A中电流增大,线圈B中的磁通量增加,电流计指针右偏,故C正确;将滑动变阻器的滑片向右移动,线圈A中电流减小,线圈B中的磁通量减少,电流计指针左偏,故D错误.
(3)断开瞬间,延时功能启动,此时穿过线圈B的磁通量向上减小,根据楞次定律可知,线圈B中感应电流产生的磁场方向向上,则此时直导线ab中电流方向为b到a.
10.C [解析] 当圆盘顺时针加速转动时,根据右手定则可知产生的感应电流方向为由圆心指向盘边缘,线圈A中的磁场方向为由A指向B,且磁场在增强,线圈B中产生的感应电流方向为由a指向b,根据左手定则可知ab棒向左运动,同理可知,圆盘顺时针减速转动时,ab棒向右运动,圆盘匀速转动时,B线圈中无感应电流,ab棒不受力,静止不动,圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动,故C正确,A、B、D错误.
11.ACD [解析] 通过直导线N的电流恒定,不会引起感应电流,而直导线M在0~t0时间内,电流渐渐增大,根据右手螺旋定则可知,向里穿过线圈的磁通量在增大,根据楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向,即流过R的电流方向由C→D,故A正确;同理,t0~2t0时间内,向里穿过线圈的磁通量仍在增大,则感应电流方向仍为逆时针方向,即流过R的电流方向由C→D,故B错误;0~t0时间内,感应电流方向由A到B,根据同向电流相吸,异向电流相斥,M对AB的安培力向右,而N对AB的安培力向左,由于通过M的电流小于N的电流,则向右的安培力小于向左的安培力,则AB边所受安培力的方向向左,故C正确;同理,t0~2t0时间内,感应电流方向由A到B,根据同向电流相吸,异向电流相斥,M对AB的安培力向右,而N对AB的安培力向左,由于通过M的电流大于N的电流,则向右的安培力大于向左的安培力,则AB边所受安培力的方向向右,故D正确.第30讲 电磁感应现象 楞次定律 实验:探究影响感应电流方向的因素
一、磁通量
1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的平面面积为S,B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量.
2.公式:Φ= ,单位符号是 .
3.适用条件:(1)匀强磁场;(2)S为垂直于磁场的 .
4.标矢性:磁通量是 ,但有正负.
5.物理意义:相当于穿过某一面积的 的条数.
注意:穿过线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响.
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.
2.感应电流产生的条件
(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.
(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.
3.能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为 .
三、感应电流方向的判断
1.楞次定律
(1)内容:感应电流具有这样的方向,即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.
2.右手定则
(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;让磁感线从掌心 进入,并使拇指指向 的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.如图所示.
(2)适用情况:导线 产生感应电流.
【辨别明理】
1.磁通量等于磁感应强度B与面积S的乘积. ( )
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.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. ( )
6.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化. ( )
电磁感应现象的理解和判断
考向一 磁通量及其变化
例1 (多选)如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,关于穿过平面的磁通量的情况,下列说法正确的是 ( )
A.磁通量有正负,所以是矢量
B.若使框架绕OO'转过60°角,则磁通量为BS
C.若使框架绕OO'转过90°角,则磁通量为BS
D.若使框架绕OO'转过180°角,则磁通量变化量为2BS
考向二 电磁感应现象的判断
例2 (多选)[2024·安徽芜湖模拟] 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法,正确的是 ( )
A.图甲中,当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时,回路中没有感应电流
B.图乙中,水平放置的闭合导体圆环的一条直径的正上方的水平直导线中通有交变电流,圆环中有感应电流
C.图丙中,绕轴OO'旋转的导体框,导体框中有感应电流
D.图丁中,将条形磁铁靠近不闭合的线圈,线圈中没有感应电流
实验:探究影响感应电流方向的因素
1.实验思路
如图所示,通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量,根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向.
2.实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等.
3.实验现象
4.实验结论
当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同.
5.注意事项
实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系:把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联,开关S采用瞬间接触,记录指针偏转方向与电流方向的关系.
例3 [2024·北京卷] 用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素.如图2所示,分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管,观察并标记感应电流的方向.
图1
图2
关于本实验,下列说法正确的是 (填选项前的字母).
A.需要记录感应电流的大小
B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C.图2中甲和乙表明,感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
变式 [2024·湖北武汉模拟] 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素的实验中,分别进行以下探究.
(1)图甲中,将条形磁铁从图示位置先向上,后向下移动一小段距离,出现的现象是 .
A.灯泡A、B均不发光
B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知:当电流从图乙中的电流计正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体 (选填“向上”或“向下”)运动时,电流计指针向右偏转.
(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素,该小组设计了如图丙的电路.在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端.若开关闭合瞬间,指针向左偏转,则将铁芯从线圈P中快速抽出时,观察到电流计指针 .(选填“不偏转”“向左偏转”或“向右偏转”)
感应电流方向的判断
1.用楞次定律判断的一般步骤
2.用右手定则判断的要点
(1)掌心——磁感线穿入;
(2)拇指——指向导体运动的方向;
(3)四指——指向感应电流的方向.
例4 [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
[反思感悟]
例5 [2024·山东德州模拟] 如图甲所示,螺线管内有与轴线平行的外加匀强磁场,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,下列说法正确的是 ( )
A.在0~t1时间内,通过bc边的电流方向由c到b且大小保持不变
B.在t1~t2时间内,通过bc边的电流方向先由b到c后变为由c到b
C.在t1~t2时间内,圆环L内有逆时针方向的感应电流且大小保持不变
D.在t2~t3时间内,圆环L有扩张趋势
[反思感悟]
楞次定律推论的应用
楞次定律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 图例 描述
阻碍原磁通量变化——“增反减同” 磁体靠近线圈,B感与B原反向
阻碍相对运动——“来拒去留” 磁体靠近,是斥力
磁体远离,是引力
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,磁体下移,回路面积应减小,a、b靠近
B减小,线圈扩张
通过导体远离或靠近来阻碍原磁通量的变化——“增离减靠” i增大,B远离A
i减小,B靠近A
例6 [2024·浙江绍兴模拟] 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,下列说法正确的是 ( )
A.线圈a中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有收缩的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将减小
[反思感悟]
例7 [2024·重庆八中模拟] 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铁贴近线圈且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(重力加速度为g)
( )
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
[反思感悟]
电磁感应中的“二次感应”问题
1.“三定则一定律”的比较
名称 适用情况 因果关系
安培定则 运动的电荷、电流产生磁场 因电生磁
左手定则 磁场对运动的电荷、电流有作用力 因电受力
右手定则 部分导体做切割磁感线运动 因磁生电
楞次定律 闭合回路的磁通量发生变化 因磁生电
2.左、右手定则巧区分
抓住“因果关系”才能无误,“因动而电”——用右手;“因电而动”——用左手.
例8 (多选)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,PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中,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.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
[反思感悟]
一、2.BS Wb 3.(2)有效面积 4.标量
5.磁感线
二、1.磁通量 3.电能
三、1.(1)阻碍 磁通量 2.(1)垂直 导线运动
(2)切割磁感线
【辨别明理】
1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√第十二单元 电磁感应
第30讲 电磁感应现象 楞次定律 实验:探究影响感应电流方向的因素
(限时40分钟)
1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中能观察到感应电流的是 ( )
A.将绕在条形磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的示数变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的示数变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间内的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的示数变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的示数变化
2.[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 ( )
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
3.[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
4.如图所示,某教室墙上有一朝南的钢窗,将钢窗右侧向外打
开,以推窗人的视角来看,窗框中产生( )
A.顺时针电流,且有收缩趋势
B.顺时针电流,且有扩张趋势
C.逆时针电流,且有收缩趋势
D.逆时针电流,且有扩张趋势
5.[2024·江西九江模拟] 电吉他的工作原理简化示意图如图所示,琴身上装有线圈,线圈附近被磁化的琴弦振动时,会使线圈中的磁通量发生变化,从而产生感应电流,再经信号放大器放大后传到扬声器.则当图中琴弦向左远离线圈时 ( )
A.线圈中不产生感应电流
B.穿过线圈的磁通量减小
C.琴弦受向左的安培力
D.线圈有收缩趋势
6.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
7.[2024·山东青岛模拟] 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其 “发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮时磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮时磁铁远离螺线管回归原位置,P、Q端与门铃(图中未画出)连接构成回路.下列说法正确的是 ( )
A.按下按钮的过程,螺线管P端电势较高
B.松开按钮的过程,螺线管Q端电势较高
C.按下和松开按钮的过程,螺线管产生的感应电流方向相同
D.按下和松开按钮的过程,螺线管所受磁铁的安培力方向相反
8.[2024·四川广安模拟] 如图甲所示,绝缘水平桌面上放置一铝环Q,在铝环的正上方附近放置一个螺线管P.设电流从螺线管a端流入为正,在螺线管中通入如图乙所示的电流,则以下说法中正确的是 ( )
A.0~1 s内,铝环面积有扩张的趋势
B.1 s末,铝环对桌面的压力大于铝环的重力
C.1.5 s末、2.5 s末两时刻,铝环中的电流方向相反
D.0~2 s内,铝环中的电流先沿顺时针后沿逆时针方向(俯视)
9.[2024·河南郑州一中模拟] 为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验.
(1)小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”,所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入灵敏电流计时,指针向右偏转.
①条形磁体按如图甲方式将S极向下匀速插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转.螺线管的绕线方向如图乙所示.
②经分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 (选填“相同”或“相反”).
③关于该实验,下列说法正确的是 .(填选项前的字母)
A.必须保证磁体匀速运动,灵敏电流计指针才会向右偏转
B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越小
C.将磁体的N、S极对调,并将其向上抽出,灵敏电流计指针仍向右偏转
D.将磁体的N、S极对调,并将其向下插入,灵敏电流计指针仍向右偏转
(2)小宁同学用如图丙所示的器材研究感应电流的方向.
①在给出的实物图中,用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路.
②将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计指针右偏的是 .
A.插入铁芯
B.拔出线圈A
C.将滑动变阻器的滑片向左移动
D.将滑动变阻器的滑片向右移动
(3)小齐设计了一种延时继电器:如图丁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和电源连接,线圈B与直导线ab构成一个闭合回路.弹簧K与衔铁D相连,D的右端触头C连接工作电路(未画出).开关S闭合状态下,工作电路处于导通状态.S断开瞬间,延时功能启动,此时直导线ab中电流方向为 (选填“a到b”或“b到a”).
10.[2024·广东深圳模拟] 置于匀强磁场中的金属圆盘的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光滑金属导轨上,如图所示.导轨上有一根金属棒ab静止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棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向左运动
11.(多选)[2024·河北石家庄模拟] 无限长通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比,与导线到这一点的距离成反比,即B=k(式中k为常数).如图甲所示,光滑绝缘水平面上平行放置两根无限长直导线M和N,导线N中通有方向如图甲所示的恒定电流IN,导线M中的电流IM的大小随时间变化的图像如图乙所示,方向与N中电流方向相同.绝缘闭合导线框ABCD放在同一水平面上,AB边平行于两直导线,且位于两者正中间.则以下说法正确的是 ( )
A.0~t0时间内,流过R的电流方向由C→D
B.t0~2t0时间内,流过R的电流方向由D→C
C.0~t0时间内,不计CD边电流影响,则AB边所受安培力的方向向左
D.t0~2t0时间内,不计CD边电流影响,则AB边所受安培力的方向向右(共95张PPT)
第30讲 电磁感应现象 楞次定律 实验:探
究影响感应电流方向的因素
必备知识自查
核心考点探究
◆
作业手册
答案核查【听】
答案核查【作】
备用习题
一、磁通量
1.定义：在磁感应强度为 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面面积为
，与 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量.
2.公式： ____，单位符号是____.
3.适用条件：(1)匀强磁场；(2) 为垂直于磁场的__________.
4.标矢性：磁通量是______，但有正负.
有效面积
标量
5.物理意义：相当于穿过某一面积的________的条数.
注意：穿过线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受
线圈匝数的影响.
磁感线
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.
磁通量
2.感应电流产生的条件
(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.
3.能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为______.
电能
三、感应电流方向的判断
1.楞次定律
(1) 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要______引起
感应电流的________的变化.
阻碍
磁通量
(2)适用范围：一切电磁感应现象.
2.右手定则
(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；让磁感线从掌心_____
进入，并使拇指指向__________的方向，这时四指所
指的方向就是感应电流的方向.如图所示.
垂直
导线运动
(2) 适用情况：导线____________产生感应电流.
切割磁感线
【辨别明理】
1.磁通量等于磁感应强度与面积 的乘积.( )
×
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.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.
( )
×
6.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化.( )
√
考点一 电磁感应现象的理解和判断
考向一 磁通量及其变化
例1 (多选)如图所示，框架面积为，框架平面与磁感应强度为 的匀强磁
场方向垂直，关于穿过平面的磁通量的情况，下列说法正确的是( )
A.磁通量有正负，所以是矢量
B.若使框架绕转过 角，则磁通量为
C.若使框架绕转过 角，则磁通量为
D.若使框架绕转过 角，则磁通量变化量为
√
√
[解析] 磁通量没有方向，是标量，正负只表示磁感
线穿过平面的方向，故A错误；若使框架绕 转过
角，则框架平面在垂直于磁场方向的投影面积为
，磁通量为，故B正确；若使框架绕 转
过 角，则框架平面与磁场平行，磁通量为0，故
C错误；若使框架绕转过 角，则磁通量变化
量为 ，故D正确.
考向二 电磁感应现象的判断
例2 (多选)[2024·安徽芜湖模拟] 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，
正确的是( )
A.图甲中，当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时，回路中
没有感应电流
B.图乙中，水平放置的闭合导体圆环的一条直径的正上方的水平直导线中
通有交变电流，圆环中有感应电流
C.图丙中，绕轴 旋转的导体框，导体框中有感应电流
D.图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流
√
√
[解析] 图甲中，当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时，
两导体棒保持相对静止，穿过回路的磁通量不发生变化，不能产生感应电
流，故A正确；图乙中，由对称性可知穿过闭合圆环中的磁通量始终为0，
磁通量不发生变化，在闭合的导体圆环中不能产生感应电流，故B错误；
图丙中，转轴与磁感应强度 平行，则旋转导体框，穿过导体框的磁
通量始终为0，磁通量不发生变化，在闭合的导体框中不能产生感应电流，
故C错误；图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，磁通量不断增大，因
线圈没有闭合，则线圈只有电动势没有感应电流，故D正确.
考点二 实验:探究影响感应电流方向的因素
1.实验思路
如图所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过
螺线管的磁通量，根据电流表指针的偏转方向判断感应
电流的方向.
2.实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等.
3.实验现象
4.实验结论
当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过
线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同.
5.注意事项
实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系：把一节干
电池、滑动变阻器、开关与电流表串联，开关采用瞬间接触，记录指针
偏转方向与电流方向的关系.
例3 [2024·北京卷] 用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素.
如图2所示，分别把条形磁体的极或 极插入、拔出螺线管，观察并标记
感应电流的方向.
关于本实验，下列说法正确的是____(填选项前的字母).
A.需要记录感应电流的大小
B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C.图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是极还是 极
有关
√
√
[解析] 本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的
大小，故A错误；本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，
故B正确；由题图2中甲和乙知，分别插入条形磁体的极和 极时，电流
方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是极还是 极有关，
故C正确.
变式 [2024·湖北武汉模拟] 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响
感应电流方向的因素的实验中，分别进行以下探究.
(1) 图甲中，将条形磁铁从图示位置先向上，后向下移动一小段距离，出
现的现象是___.
A.灯泡A、B均不发光
B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
√
[解析] 条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下
移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应
电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光，
故选B.
(2) 通过实验得知：当电流从图乙中的电流计正接线柱流入时指针向右偏
转；则当磁体______(选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转.
向上
[解析] 当磁体向上运动时，穿过螺线管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏，故磁体向上运动.
(3) 为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图丙的电路.
在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最____(选填“左”或“右”)端.若开关闭
合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈 中快速抽出时，观察到电流计
指针__________.(选填“不偏转”“向左偏转”或“向右偏转”)
左
向右偏转
[解析] 闭合开关瞬间，电路中电流增多，线圈的磁性增强，穿过螺线管
的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流
表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端；开关闭合瞬间，穿
过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈
中快速抽出时，穿过螺线管的
磁通量减少，观察到电流计指针
向右偏转.
考点三 感应电流方向的判断
1.用楞次定律判断的一般步骤
2.用右手定则判断的要点
(1)掌心——磁感线穿入；
(2)拇指——指向导体运动的方向；
(3)四指——指向感应电流的方向.
例4 [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 ，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
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为
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
√
[解析] 由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针
(俯视)方向的电流，根据右手螺旋定则可知，
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过程中，磁通量向下增大，根
据楞次定律可知，产生感应电流的方向为
(逆时针)，B错误；汽车离开线圈1过程中，磁通量向下减小，根据楞次定
律可知，产生感应电流的方向为 (顺时针)，C正确；
汽车进入线圈2过程中，根据楞次定律的推论可知，汽车受到的安培力方
向与速度方向相反，D错误.
例5 [2024·山东德州模拟] 如图甲所示，螺线管内有与轴线平行的外加匀
强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框 相连，导
线框内有一小金属圆环 ，圆环与导线框在同一平面内.当螺线管内的磁感
应强度 随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是( )
A.在时间内，通过边的电流方向由到 且大小保持不变
B.在时间内，通过边的电流方向先由到后变为由到
C.在时间内，圆环 内有逆时针方向的感应电流且大小保持不变
D.在时间内，圆环 有扩张趋势
√
[解析] 在 时间内，由图乙可得，螺线管中磁感应强度增大，根据楞
次定律可得，通过边的电流方向由到 ，且图线的斜率逐渐变大，则螺
线管中磁通量的变化率变大，产生的感应电动势变大，通过 边的电流变
大，故A错误；在 时间内，螺线管中的磁感应强度先正向均匀减小
后反向均匀增大，根据楞次定律，
通过边的电流方向一直为由
到 ，且大小不变，故B错误；
在 时间内，螺线管中的磁感应强度先正向均匀减小后反向均匀增大，
磁感应强度的变化率不变，经过导线中的电流不变，故圆环的磁通量没有
变化，圆环 中没有感应电流，故C错误；在 时间内，由图乙可得，
螺线管中的磁感应强度减小，且图线的斜率逐渐变小，则经过导线中的电
流变小，穿过圆环的磁通量减小，
由楞次定律可以确定圆环 有
增大面积的趋势以阻碍磁通量
的减小，故D正确.
考点四 楞次定律推论的应用
楞次定律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 图例 描述
阻碍原磁通量变化— —“增反减同” _________________________________
内容 图例 描述
阻碍相对运动——“来 拒去留” _____________________________________________________________ 磁体靠近，是斥力
___________________________________________________________ 磁体远离，是引力
续表
内容 图例 描述
使回路面积有扩大或 缩小的趋势——“增缩 减扩” ___________________________________
__________________________
续表
内容 图例 描述
通过导体远离或靠近 来阻碍原磁通量的变 化——“增离减靠” _____________________________________
_____________________________________
续表
例6 [2024·浙江绍兴模拟] 如图所示，圆环形导体线圈 平放在水平桌面上，
在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
阻器连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片 向下滑动，下列说
法正确的是( )
A.线圈 中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈 的磁通量变小
C.线圈 有收缩的趋势
D.线圈对水平桌面的压力 将减小
√
[解析] 根据安培定则可知，螺线管 在其内部产生向
下的磁场，当滑动变阻器的滑片 向下滑动时，电路
中总电阻减小，电流增大，磁感应强度变大，穿过
线圈的磁通量变大，根据楞次定律，线圈 中会产
生阻碍磁通量变大的感应电流，即产生逆时针方向
(俯视)的感应电流，故A、B错误；根据楞次定律“增缩减扩”的推论可知，
线圈 有收缩的趋势，故C正确；根据楞次定律“增离减靠”的推论可知，
线圈 有远离螺线管的趋势，因此线圈对水平桌面的压力 将增大，
故D错误.
例7 [2024·重庆八中模拟] 如图所示，质量为 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
铁贴近线圈且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
受到的支持力和摩擦力的情况，以下判断正确的是
重力加速度为 ( )
A.先大于，后小于 B.一直大于
C. 先向左，后向右 D.线圈中的电流方向始终不变
√
[解析] 根据楞次定律中“来拒去留”的原理，磁铁靠近线
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，故它受到的支持力大于重力 ，磁
铁远离线圈时受到斜向下的引力作用，线圈受到斜向上
的引力，支持力小于重力 ，故A正确，B错误；整
个过程磁铁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，故C错误；由于线圈中的磁通量先变大后变小，
方向不变，故线圈中电流前后方向相反，故D错误.
考点五 电磁感应中的“二次感应”问题
1.“三定则一定律”的比较
名称 适用情况 因果关系
安培定则 运动的电荷、电流产生磁场 因电生磁
左手定则 磁场对运动的电荷、电流有作用力 因电受力
右手定则 部分导体做切割磁感线运动 因磁生电
楞次定律 闭合回路的磁通量发生变化 因磁生电
2.左、右手定则巧区分
抓住“因果关系”才能无误,“因动而电”——用右手;“因电而动”——用左手.
例8 (多选)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、，、 均处在竖直
向下的匀强磁场中，当 在一外力的作用下运动时，
向右运动，则 所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
√
√
[解析] 向右运动，说明 受到向右的安培力，因
为 处的磁场方向垂直于纸面向里，由左手定则可
知，中的感应电流方向为 ，由安培定则可
知， 中感应电流的磁场方向向上，由楞次定律可
知，中磁场方向向上减弱或磁场方向向下增强.若
中磁场方向向上减弱，则由安培定则可知， 中电流方向为且减小，
由右手定则可知， 向右减速运动；若 中磁场方向向下增强，则由安培
定则可知，中电流方向为 且增大，由右手定则可
知， 向左加速运动，故B、C正确，A、D错误.
电磁感应现象的理解和判断
1.下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是
( )
A.图甲中水平放置的圆形线圈正上方通有逐
渐减小的电流，圆线圈中没有感应电流
B.图乙中正方形金属线圈绕竖直虚线转动的
过程中，正方形线圈中不会有感应电流
C.图丙中闭合导线框以其任何一条边为轴在
磁场中旋转，都可以产生感应电流
D.图丁中金属杆在力 的作用下向右运动过
程中，若磁场减弱，回路一定会产生感应电流
√
[解析] 图甲中水平放置的圆形线圈正上方通有
逐渐减小的电流，因穿过圆线圈的磁通量始终
为零，故圆线圈中没有感应电流，选项A正确；
图乙中正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程
中，穿过正方形线圈的磁通量会发生变化，故
线圈中会有感应电流，选项B错误；图丙中闭
合导线框若以竖直边为轴转动，则磁通量不变，不会产生感应电流，选项
C错误；图丁中金属杆在力 的作用下向右运动过程中，若磁场减弱，则穿
过回路的磁通量可能不变，所以可能不会产生感应电流，选项D错误.
实验:探究影响感应电流方向的因素
2.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
(1) 先观察电流表指针偏转方向与______方向的对应
关系，再查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转
方向确定感应电流的磁场方向.
电流
[解析] 应该先观察电流表指针偏转方向与电流方向对
应的关系，再查明线圈中导线的绕向，以便从指针的
偏转方向确定感应电流的磁场方向.
(2) 下表为某同学记录的实验现象：
序号 磁体磁场的方 向(正视) 磁体运动情况 指针偏转 情况 感应电流的磁场方
向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
① 由实验记录1、3得出的结论：当穿过闭合回路的磁通量______时，感
应电流的磁场与原磁场方向______.
增大
相反
[解析] 由实验记录1、3可知，磁体插入线圈，穿过闭合回路的磁通量增
大，感应电流的磁场与原磁场方向相反.
序号 磁体磁场的 方向(正视) 磁体运动情况 指针偏转 情况 感应电流的磁场
方向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
② 由实验记录2、4得出的结论：当穿过闭合回路的磁通量______时，感
应电流的磁场与原磁场方向______.
减小
相同
[解析] 由实验记录2、4可知，磁体从线圈中拔出，穿过闭合回路的磁通
量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同.
序号 磁体磁场的 方向(正视) 磁体运动情况 指针偏转 情况 感应电流的磁场
方向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
序号 磁体磁场的方 向(正视) 磁体运动情况 指针偏转情 况 感应电流的磁场方
向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
③ 由实验1、2、3、4得出的结论是_________________________________
_________________.
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
[解析] 根据①、②可得出结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流
的磁通量的变化.
(3) 本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有
_________________________.(举一例)
发电机(其他答案合理也可)
[解析] 本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有：发电机、变压
器、无线充电器等.
感应电流方向的判断
3.如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 形金属导轨，导
轨平面与磁场垂直.金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路 ，一
圆环形金属线框 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆
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.中沿顺时针方向， 中沿逆时针方向
B.中沿顺时针方向， 中沿顺时针方向
C.中沿逆时针方向， 中沿逆时针方向
D.中沿逆时针方向， 中沿顺时针方向
√
[解析] 金属杆突然向右运动，则其速度 方向向右，由
右手定则可得，金属杆中的感应电流方向由到 ，则
中感应电流方向为逆时针方向. 中感应电流产生
垂直纸面向外的磁场，故圆环形金属线框 为阻碍此变化，
会产生垂直纸面向里的磁场，则 中感应电流方向为顺时
针方向，D正确.
4.如图所示是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片电路组成.当饭
卡处于感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片工作.已知线圈
面积为，共 匝.假设某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁
场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向里且由0增大到 ，此过程
中( )
A.线圈有扩张的趋势
B.穿过线圈平面的磁通量变化量为
C.线圈中感应电流方向为顺时针
D. 边受所安培力方向向左
√
[解析] 穿过线圈平面的磁通量增大，根据楞次定律
可知线圈有收缩的趋势，故A错误；穿过线圈平面
的磁通量变化量为 ，与线圈的匝
数无关，故B错误；穿过线圈平面的磁通量向里增
大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可
知， 边所受安培力方向向左，故C错误，D正确.
楞次定律推论的应用
5.(多选)如图所示， 为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负
电荷.在正上方用绝缘丝线悬挂一个闭合铝环 ，铝环也处于水平面中，
且盘和环的中心在同一条竖直线 上.现让橡胶圆盘由静止开始绕
轴按图示逆时针方向加速转动，下列说法正确的是( )
A.铝环 有沿逆时针方向的感应电流
B.铝环 有扩张的趋势
C.橡胶圆盘对铝环 的作用力方向竖直向下
D.橡胶圆盘对铝环 的作用力方向竖直向上
√
√
[解析] 橡胶圆盘由静止开始绕 轴按图示逆时
针方向加速转动时，穿过环 的磁通量向下且增大，
根据楞次定律可知，铝环 有沿逆时针方向的感应电
流，故A正确；根据楞次定律的推论可知，铝环 的
面积有缩小的趋势，且有向上运动的趋势，所以橡胶圆盘对铝环 的作
用力方向竖直向上，故D正确，B、C错误.
6.[2020· 全国卷Ⅲ] 如图所示，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一
线圈，右边套有一金属圆环.圆环初始时静止.将图中开关 由断开状态拨至
连接状态，电路接通的瞬间，可观察到( )
A.拨至端或 端，圆环都向左运动
B.拨至端或 端，圆环都向右运动
C.拨至端时圆环向左运动，拨至 端时向右运动
D.拨至端时圆环向右运动，拨至 端时向左运动
[解析] 开关由断开状态拨至端或 端，穿过圆环的磁通量都增大，由
楞次定律可知感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故圆
环都要向右运动，故B正确.
√
7.(多选)如图所示，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端、 断开，金属杆垂直导轨放置. 闭合开关 ，
下列判断正确的是( )
A.电磁铁两磁极之间的磁场方向向下
B.若给金属杆向左的初速度，则点电势高于 点
C.若、间接导线，向下移动滑片 ，则金属杆向左运动
D.若、间接直流电源，接正极、 接负极，则金属杆向左运动
电磁感应中的“二次感应”问题
√
√
[解析] 闭合开关 ，根据安培定则可知，电磁铁两磁极
之间的磁场方向向下，故A正确；根据右手定则可知，
若给金属杆向左的初速度，则点电势低于 点，故B错
误；若、间接导线，向下移动滑片 ，则螺线管中的
电流变大，磁场增强，由于穿过闭合回路的磁通量增加，由楞次定律可知，
金属杆向左运动，故C正确；若、间接直流电源，接正极、 接负极，
由左手定则可知，金属杆向右运动，故D错误.
8.(多选)[2018· 全国卷Ⅰ] 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.开关闭合后的瞬间，小磁针的 极朝垂直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 极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 极朝垂直纸面向
外的方向转动
√
√
[解析] 开关闭合瞬间，根据楞次定律可知，左侧线圈
产生的感应电流从南向北流过直导线，根据安培定则可
知，直导线在小磁针位置产生的磁场方向垂直纸面向里，
所以小磁针 极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；
同理，断开开关瞬间，小磁针 极朝垂直纸面向外的方
向转动，D正确；开关闭合一段时间之后，感应电动势消失，直导线中没
有电流流过，小磁针保持图中的方向，B、C错误.
作业手册
1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中能观察到感应电流的
是( )
A.将绕在条形磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的
示数变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的示数变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间内的电流表连接,往线圈中插入条形磁
铁后,再到相邻房间去观察电流表的示数变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电
的瞬间,观察电流表的示数变化
√
[解析] 当只形成闭合回路,而回路中的磁通量不变化时,不会产生感应电流,
A、B错误;绕在同一铁环上的两个线圈分别接电源和电流表，在给线圈通
电或断电的瞬间,穿过另一线圈的磁通量变化,会产生感应电流,能观察到电
流表的示数变化，D正确；将一房间内的线圈两端与相邻房间内的电流表
连接,往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生,但是之后再到相邻
房间去观察时,回路中已经没有磁通量的变化,此时观察到的电流表示数为
零,故C错误.
2.[2024·北京卷] 如图所示，线圈和线圈 绕在
同一个铁芯上，下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间，线圈和线圈 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由到
D.断开开关瞬间，线圈 中感应电流的磁场方向向左
√
[解析] 闭合开关瞬间，由楞次定律可知，线圈 中感应电流的磁场与线圈 中电流的磁场方向相反，二者相互排斥，故A错误；闭合开关，达到稳定后，通过线圈 的磁通量保持不变，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 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由 到 ，故C、D错误.
3.[2024·江苏卷] 如图所示，在绝缘的水平面上，
有闭合的两个线圈、，线圈 处在匀强磁场中.
现将线圈从磁场中匀速拉出，线圈、 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
√
[解析] 将线圈 从磁场中匀速拉出的过程中，穿
过线圈 的磁通量垂直于纸面向外且在减小，根
据楞次定律可知线圈 中产生的感应电流方向为
顺时针，由于线圈从磁场中匀速拉出，则线圈
中产生的电流为恒定电流，在线圈靠近线圈 的
过程中，穿过线圈 的磁通量垂直于纸面向外且
在增大，根据楞次定律可知线圈 中产生的感应
电流方向为顺时针，故A正确.
4.如图所示，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外
打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生( )
A.顺时针电流，且有收缩趋势 B.顺时针电流，且有扩张趋势
C.逆时针电流，且有收缩趋势 D.逆时针电流，且有扩张趋势
[解析] 磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的
磁通量减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向由南指向北，即以
推窗人的视角来看，感应电流方向为逆时针方向，同时根据“增缩减扩”可
知，窗框有扩张趋势，故选D.
√
5.[2024·江西九江模拟] 电吉他的工作原理简化示意
图如图所示，琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的
琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而
A.线圈中不产生感应电流 B.穿过线圈的磁通量减小
C.琴弦受向左的安培力 D.线圈有收缩趋势
[解析] 琴弦向左远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应
电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向右的安培力，由“增缩减扩”可知线圈
有扩张趋势，故选B.
产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器. 则当图中琴弦向左远
离线圈时( )
√
6.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈在细长磁铁的 极附近竖直
下落，保持边在纸外， 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 流动
B.沿 流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿 流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿 流动
√
[解析] 由条形磁铁周围磁场的分布情况可知，线
圈在位置Ⅱ时穿过线圈的磁通量最少，线圈从位置Ⅰ
到位置Ⅱ，穿过线圈自下而上的磁通量减少，根据
“增反减同”可判断， 的方向向上，再由安培定
则可知线圈中感应电流沿 流动；同理，线圈
从位置Ⅱ到位置Ⅲ，感应电流也沿 流动，故A正确.
7.[2024·山东青岛模拟] 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其 “发电”原理如图
乙所示，按下门铃按钮时磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮时磁铁远离螺线管回
归原位置，、 端与门铃(图中未画出)连接构成回路.下列说法正确的是 ( )
A.按下按钮的过程，螺线管 端电势较高
B.松开按钮的过程，螺线管 端电势较高
C.按下和松开按钮的过程，螺线管产生的
感应电流方向相同
D.按下和松开按钮的过程，螺线管所受磁铁的安培力方向相反
√
[解析] 按下按钮的过程中，穿过螺线管的磁通量向左增加，根据楞次定
律可知，感应电动势的方向从端经螺线管向端，则螺线管 端电势较高，
故A错误；松开按钮过程中，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定
律可知，感应电动势的方向从端经螺线管向端，此时螺线管 端电势较
高，故B错误；
按下按钮过程中，螺线管 端电势较高，松开按钮过程中，螺线管 端电势较高，按下和松开按钮的过程，螺线管产生的感应电流方向相反，故C错误；按下和松开按钮的过程，螺线管产生的感应电流方向相反，磁场方向不变，螺线管所受磁铁的安培力方向相反，故D正确.
8.[2024·四川广安模拟] 如图甲所示，绝缘水平桌面上放置一铝环 ，在铝
环的正上方附近放置一个螺线管.设电流从螺线管 端流入为正，在螺线
管中通入如图乙所示的电流，则以下说法中正确的是( )
A.0~1s内，铝环面积有扩张的趋势
B. 末，铝环对桌面的压力大于铝环的重力
C.1.末、2. 末两时刻，铝环中的电流
方向相反
D. 内，铝环中的电流先沿顺时针后沿逆时针方向(俯视)
√
[解析] 螺线管中电流增强，产生的磁场增强，铝环中磁通量增大，
有面积缩小趋势，故A错误； 末螺线管中电流最大，但电流变化率为零，
铝环中无感应电流，桌面与铝环间无相互作用，所以 末铝环对桌面的
压力等于铝环的重力，故B错误；正方向电流减小， 反向电
流增大，根据楞次定律，铝环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向
不变，故C错误；
螺线管中电流增大，产生的磁场增强，铝环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看， 内铝环中的感应电流沿顺时针方向； 螺线管中电流减小，产生的磁场减弱，铝环中磁通量减小，根据楞次定律可知，从上往下看， 内铝环中的感应电流沿逆时针方向；则 内，铝环中的电流先沿顺时针后沿逆时针方向，故D正确.
9.[2024·河南郑州一中模拟] 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做
了如下的实验.
(1) 小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用
电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“ ”接线柱流入灵
敏电流计时，指针向右偏转.
①条形磁体按如图甲方式将 极向下匀速插入螺线管时，发现电流计的指
针向右偏转.螺线管的绕线方向如图乙所示.
②经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁
场与条形磁铁的磁场方向______(选填“相同”或“相反”).
相反
[解析] 极向下插入螺线管时，线圈中磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场应该与原磁场方向相反，且感应电流的磁场方向向下，阻碍磁通量的增加.
③关于该实验，下列说法正确的是___.(填选项前的字母)
A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小
C.将磁体的、 极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D.将磁体的、 极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
√
[解析] 极向下插入螺线管时，不需要保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针都会向右偏转，故A错误；
将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，故B错误；将磁体的、 极对调，并将其向上抽出，则螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由到，则电流从“ ”接线柱流入电流计，电流计的指针向右偏转，故C正确；将磁体的、 极对调，并将其向下插入，则螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由到 ，则电流从“-”接线柱流入
电流计，电流计的指针向左偏转，故D错误.
(2) 小宁同学用如图丙所示的器材研究感应电流的方向.
① 在给出的实物图中，用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路.
[答案] 如图所示
② 将线圈插入线圈中，闭合开关 瞬间，发现电流计指针右偏，则保
持开关闭合，以下操作中也能使电流计指针右偏的是_____.
A.插入铁芯 B.拔出线圈
C.将滑动变阻器的滑片向左移动 D.将滑动变阻器的滑片向右移动
√
√
[解析] 将线圈插入线圈中，闭合开关 瞬间，发现电流计指针右偏，
可知当线圈中的磁通量增加时，电流计指针右偏；插入铁芯，线圈 中
的磁通量增加，电流计指针右偏，故A正确；拔出线圈，线圈 中的磁通
量减少，电流计指针左偏，故B错误；将滑动变阻器的滑片向左移动，线
圈中电流增大，线圈 中的磁通量增加，电流
计指针右偏，故C正确；将滑动变阻器的滑片
向右移动，线圈中电流减小，线圈 中的
磁通量减少，电流计指针左偏，故D错误.
(3) 小齐设计了一种延时继电器：如图丁所示
是一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈
和.线圈和电源连接，线圈与直导线 构
成一个闭合回路.弹簧与衔铁相连， 的右端
触头连接工作电路(未画出).开关 闭合状态下，
工作电路处于导通状态 断开瞬间，延时功能
到
[解析] 断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈 的磁通量向上减小，根
据楞次定律可知，线圈 中感应电流产生的磁场方向向上，则此时直导线
中电流方向为到 .
启动，此时直导线中电流方向为______ (选填“到”或“到 ”).
10.[2024·广东深圳模拟] 置于匀强磁场中的金属圆盘的中央和边缘各引出
一根导线，与套在铁芯上部的线圈相连.套在铁芯下部的线圈 引出两根
导线接在两根水平光滑金属导轨上，如图所示.导轨上有一根金属棒 静
止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， 棒将向右运动
B.圆盘顺时针匀速转动时， 棒将向右运动
C.圆盘顺时针减速转动时， 棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时， 棒将向左运动
√
[解析] 当圆盘顺时针加速转动时，根据右手定则可知产
生的感应电流方向为由圆心指向盘边缘，线圈 中的磁
场方向为由指向，且磁场在增强，线圈 中产生的感
应电流方向为由指向，根据左手定则可知 棒向左运
动，同理可知，圆盘顺时针减速转动时， 棒向右运动，
圆盘匀速转动时，线圈中无感应电流， 棒不受力，静止不动，圆盘逆
时针加速转动时， 棒将向右运动，故C正确，A、B、D错误.
11.(多选)[2024·河北石家庄模拟] 无限长通电直导线在其周围某一点产生
磁场的磁感应强度大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即
(式中 为常数).如图甲所示，光滑绝缘水平面上平行放置两根无限
长直导线和，导线中通有方向如图甲所示的恒定电流， 导线 中
的电流的大小随时间变化的图像
如图乙所示，方向与 中电流
方向相同.
绝缘闭合导线框放在同一水平面上， 边平行于两直导线，且位于两者正中间.则以下说法正确的是( )
A.时间内，流过的电流方向由
B.时间内，流过的电流方向由
C.时间内，不计边电流影响，
则 边所受安培力的方向向左
D.时间内，不计边电流影响，则 边所受安培力的方向向右
√
√
√
[解析] 通过直导线的电流恒定，不会引起感应电流，而直导线 在
时间内，电流渐渐增大，根据右手螺旋定则可知，向里穿过线圈的
磁通量在增大，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，即流过
的电流方向由，故A正确；同理， 时间内，向里穿过线圈
的磁通量仍在增大，则感应电流方向
仍为逆时针方向，即流过 的电流方
向由，故B错误；
时间内，感应电流方向由到 ，根据同向电流相吸，异向电流相斥，对的安培力向右，而对 的安培力向左，由于通过的电流小于 的电流，则向右的安培力小于向左的安培力，则 边所受安培力的方向向左，故C正确；同理，时间内，感应电流方向由到 ，根据同向电流相吸，异向电流相斥，对的安培力向右，而对的安培力向左，由于通过 的电流大于的电流，则向右
的安培力大于向左的安培力，则 边所受
安培力的方向向右，故D正确.
必备知识自查
一、2., 3.有效面积 4.标量 5.磁感线 二、1.磁通量 3.电能
三、1.（1）阻碍,磁通量 2.（1）垂直,导线运动 （2）切割磁感线
【辨别明理】 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√
核心考点探究
考点一 考向一 例1.BD 考向二 例2.AD
考点二 例3.BC 变式.（1）B （2）向上 （3）左,向右偏转
考点三 例4.C 例5.D 考点四 例6.C 例7.A 考点五 例8.BC
基础巩固练
1.D 2.B 3.A 4.D 5.B 6.A
综合提升练
7.D 8.D
9.（1）相反,C （2）①如图所示
拓展挑战练
10.C 11.ACD
②AC （3）到
