(共49张PPT)
第1课时 实验:探究影响感应电流方向的因素
01
实验基础落实
目 录
02
实验技能培养
03
课时作业
01
PART
实验基础落实
一、实验目的
1. 学会利用电流计判断感应电流的方向。
2. 探究影响感应电流方向的因素。
二、实验原理
1. 由电流表指针偏转方向与电流方向的关系,确定感应电流的方向。
2. 通过实验,观察、分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流
的方向,然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之
间的关系。
三、实验器材
条形磁体, , ,导线若干,干电池,滑动变阻器,
开关等。
螺线管
电流表
四、实验步骤
1. 探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系
实验电路如图1所示:
观察:图甲中电流从左侧接线柱流入,
指针向 侧偏转;图乙中电流从右
侧接线柱流入,指针向 侧偏转。
结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针
就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏。(注意:指针偏转方向应由具体的实验得出,并非所有电流表都是这样的)
左
右
2. 探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
(1)按图2连接电路,明确螺线管的绕线方向。
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下时插入线圈和N极(S
极)向下时抽出线圈的实验。
五、实验记录与分析
1. 观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小的变化情况,并将结果填
入表格。
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极朝下插入线圈 S极朝下插入线圈 N极朝下拔出线圈 S极朝下拔出线圈
原磁场方向(“向上”或“向下”) 向下 向上 向下 向上
穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”) 增加 减少
增加
减少
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极朝下插入线圈 S极朝下插入线圈 N极朝下拔出线圈 S极朝下拔出线圈
感应电流的方向(在螺线管上方俯视) 逆时针 顺时针
感应电流的磁场方向
(“向上”或“向下”) 向上 向下 向下 向上
原磁场与感应电流磁场方向的关系 相反 相同
顺时针
逆时针
相反
相同
2. 实验结论
(1)当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向
,阻碍磁通量的 。
(2)当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向
,阻碍磁通量的 。
相
反
增加
相
同
减少
六、注意事项
1. 确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法并注意减小
电流强度,防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
2. 电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
3. 实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向。
4. 按照控制变量的思想进行实验。
5. 完成一种操作后,等电流计指针回零后再进行下一步操作。
02
PART
实验技能培养
类型一|教材原型实验
【例1】 (2025·福建福州期中)某同学用如图所示的电路探究影响感应
电流的因素,G为灵敏电流计,采用如下步骤完成实验:
(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转;断开开
关,接着互换电流计两个接线柱的连线(或:互换电源正负极的连线),
再次闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。从而推断出该电流计指针偏
转方向与电流方向的关系为: 。
答案:见解析
解析: 该电流计指针偏转方向与电流方向的关系为:电流由“+”
接线柱流入,指针向右偏转;电流由“-”接线柱流入,指针向左偏转。
(2)如图乙所示,将条形磁铁的S极向下插入线圈的过程中,该同学发现灵敏电流计的指针 (填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
解析: 将条形磁铁的S极向下插入线圈的过程中,穿过线圈的磁通量
增大,感应电流的磁场与条形磁铁在该处产生的磁场方向相反,即感应电
流的磁场方向向下,根据右手定则可知,感应电流从灵敏电流表的“+”
极流入,指针向右偏转。
向右偏转
(3)如图丙所示,将条形磁铁的N极向上抽出线圈的过程中,该同学发现灵敏电流计的指针 (填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
解析: 将条形磁铁的N极向上抽出线圈的过程中,穿过线圈的磁通量
减小,感应电流的磁场与条形磁铁在该处产生的磁场方向相同,即感应电
流的磁场方向向下,根据右手定则可知,感应电流从灵敏电流表的“+”
极流入,指针向右偏转。
向右偏转
(4)经过多次实验操作,得出结论:当穿过线圈的磁通量增大时,感应
电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 (填“相
同”“相反”或“没有关系”);当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流
的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 (填“相
同”“相反”或“没有关系”)。
相反
相同
解析:经过多次实验操作,可总结结论:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相反;当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相同。
【例2】 (2025·江苏南通月考)某小组进行探究“影响感应电流方向的
因素”的实验,先后采用了不同的实验方案。
(1)实验前先确定线圈导线的绕向,然后利用干电池查明
与流入电流计电流方向的关系。
解析: 为了探究感应电流的方向,实验前先确定线圈导线的绕向以
及电流计指针偏转的方向与流入电流计的电流的方向的关系。
电流计指针
偏转的方向
(2)如图甲所示的方案中 为演示电表,没有电流通过时指针在中间0刻
度处。分别进行a、b、c、d四种操作来探究感应电流方向的影响因素。这
一方案采用了 (选填“归纳推理”或“理想模型”)的物理
思想方法。
归纳推理
解析:对多组实验结果进行对比,并总结规律,采用的思想方法是
归纳推理。
(3)如图乙是该实验的另一方案,用笔画线代替导线将图中的实验器材连接完整。
答案:见解析图
解析:根据实验要求,实验电路连接如图
(4)按图乙正确连接好装置闭合开关,根据电流计指针偏转方向及
A、B线圈 来判别A、B线圈中电流产生的磁场方向之间的关系。
解析: 根据A、B线圈的绕向(电流方向)才能知道A、B线圈周围的
磁场方向,进而判别A、B线圈中电流产生的磁场的方向之间的关系。
绕向或电流方向
(5)通过以上两种实验方案得到的结论是:
。
解析: 本题探究影响感应电流方向的因素,两种实验方案得到的结
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。
感应电流的磁场总要阻碍
引起感应电流的磁通量的变化
类型二|拓展与创新实验
【例3】 某兴趣小组采用如图甲所示的电路来研究电磁感应现象,A、B为两个规格相同的灵敏电流计,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示。D是两个套在一起的大小线圈,小线圈与A的电路连接,大线圈与B构成闭合电路。开关S闭合,100 ℃时A灵敏电流计指针位置如图甲所示,温度逐渐降低到20 ℃的过程中,A灵敏电流计的指针
偏转角度将 (选填“增大”“减小”
或“不变”),B灵敏电流计的指针将
(选填“指在中间
刻度”“偏向中间刻度右侧”或“偏向中间刻度左侧”)。
减小
偏向中间刻度右侧
解析:由图乙可知,温度逐渐降低到20 ℃的过程中,热敏电阻阻值变大,
则电路中的电流减小,A灵敏电流计的指针偏转角度将减小。电路中电流
减小,则与A灵敏电流计串联的线圈中电流减小,穿过B的磁通量减小,所
以B中感应电流的磁场方向与原磁场同向,根据安培定则可知,感应电流
从B灵敏电流计的右接线柱流入,所以B灵敏电流计的指针将偏向中间刻度
右侧。
创新分析
(1)实验器材的创新:用热敏电阻代替滑动变阻器。
(2)实验原理的创新:利用热敏电阻变化改变电路中的电流,从而改变
穿过线圈的磁通量。
03
PART
课时作业
1. (2024·北京高考15题,节选)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。
1
2
3
4
5
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
BC
1
2
3
4
5
解析:分析实验目的可知,本实验需要通过电流表指针的偏转方向分析感
应电流的方向,不需要记录感应电流的大小,故A错误,B正确;比较甲和
乙,磁体的 N极和 S极分别靠近螺线管,感应电流方向相反,则感应电流
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。
1
2
3
4
5
2. (1)图甲为某实验小组探究影响感应电流方向的因素的实验装置,关于实验过程中应该注意的事项和实验现象,以下说法正确的是 。
A. 实验前应该先仔细观察,查清线圈的绕向
B. 开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减
小,会观察到电流计指针不发生偏转
C. 开关闭合后,线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针
偏转方向相反
D. 开关闭合与断开瞬间,电流计指针都会偏转,但偏转方向相同
AC
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解析:探究影响感应电流方向的因素的实验,实验前要仔细观察,弄清楚线圈绕向,搞清线圈电流方向与电流计指针偏转方向的关系,故A正确;开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小,导致穿过线圈B的磁通量变化,从而产生感应电流,会观察到电流计指针发生偏转,故B错误;开关闭合后线圈A从线圈B中拔出和插入过程中,穿过线圈B的磁通量变化不同,前者减小,后者增大,依据感应电流的磁场阻碍原磁通量变化,会观察到电流计指针偏转方向相反,故C正确;开关闭合与断开瞬间,穿过线圈B的磁通量都会变化且变化不同,开关闭合瞬间磁通量增大,断开瞬间磁通量减小,依据感应电流的磁场阻碍原磁通量变化,会观察到电流计指针偏转,而且偏转方向不同,故D错误。
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(2)如图乙所示,当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱
一侧偏转。现将其与线圈相连之后,将上端为S极的磁体插入线圈中,电
流计指针偏转的方向应为偏向 (选填“正”或“负”)接线柱。根
据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁体下端的磁极
为 (选填“N”或“S”)极。
正
S
1
2
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4
5
解析: 当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏
转,若将上端为S极的磁体插入线圈中,原磁场方向向下且磁通量增大,
根据感应电流的磁场阻碍原磁通量变化可知,感应电流的磁场方向向上,
根据安培定则可知感应电流从电流计正接线柱流入,故指针偏向正接线柱
一侧;根据图丙中电流计指针偏向负接线柱一侧,可知感应电流是从负接
线柱流入电流计的,根据安培定则,可知感应电流的磁场方向向下,因条
形磁体向下运动,磁通量增大,根据感应电流的磁场阻碍原磁通量变化,
可知原磁场方向向上,则插入线圈磁体下端的磁极为S极。
1
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3. (2025·浙江绍兴期末)(1)如图所示,为了探究影响感应电流方向
的因素,闭合开关后,通过不同的操作观察指针摆动情况,以下正确的
有 。
A. 断开与闭合开关时指针会偏向同一侧
B. 闭合开关,待电路稳定后,如果滑动变阻器不移动,指针不偏转
C. 闭合开关,滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动,灵敏电流计指
针都静止在中央
D. 闭合开关,滑动变阻器的滑片向右加速移动或向右减速移动,都能使
指针偏向同一侧
BD
1
2
3
4
5
解析:断开开关时B中磁通量减小,闭合
开关时B中磁通量增加,故指针偏转方向
不同,故A错误;闭合开关,待电路稳定
后,如果滑动变阻器不移动,B中磁通量不
变,所以指针不偏转,故B正确;无论滑动
变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动,B中磁通量都发生变化,所以有感应电流,灵敏电流计指针不在中央,故C错误;滑动变阻器的滑片向右加速移动或者向右减速移动,回路中电阻减小,电流增大,B中磁通量增大,指针偏向同一侧,故D正确。
1
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(2)如图所示,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最 (选填
“左”或“右”)端,当闭合开关时,发现灵敏电流计的指针右偏。指针
稳定后,迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针
(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。
左
右
偏
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3
4
5
解析:闭合开关前要保证回路中的电流最小,防止烧毁用电器,所以滑动变阻器的滑片应位于最左端。当闭合开关时,B中磁通量增加,灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后,迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时,回路中电阻减小,电流增大,B中磁通量增大,所以灵敏电流计的指针右偏。
1
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5
4. (2025·江苏南京期末)(1)探究电磁感应现象应选用如图 (选
填“1”或“2”)所示的装置进行实验。
解析:在电磁感应现象中,感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置,只需要有磁场、导体棒、电流表即可,不需要电源,分析图1与图2可知,探究电磁感应现象应选用图1所示的装置进行实验。
1
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5
(2)在下面图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指
针停在正中央),则:在图乙中,磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针
将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;在图丙中,导
体棒ab向左移动过程中,电流表的指针将 (选填“向左”“向
右”或“不发生”)偏转。
向左
向右
1
2
3
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5
解析: 在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,说明电流从负接线柱流入时,电流表指针向左偏。在图乙中,磁体N极插入线圈A过程中,线圈A中原磁通量向下增大,感应电流的磁场应向上,可知感应电流将从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将向左偏转;在图丙中,导体棒ab向左移动过程中,回路磁通量减小,感应电流的磁场应向下,由安培定则可知感应电流从电流表正接线柱流入,则电流表的指针将向右偏转。
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(3)在图丁中,R为光敏电阻(光照增强电阻减小),轻质金属环A用轻
绳悬挂,与长直螺线管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位
于螺线管左侧。当光照减弱时,从左向右看,金属环A中电流方向为
(选填“顺时针”或“逆时针”),金属环A将 (选填
“向左”或“向右”)运动。
顺
时针
向右
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4
5
解析:当光照减弱时,光敏电阻的阻值变大,回路电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过金属环A的磁通量向右减小,A中感应电流磁场方向向右,从左向右看,金属环A中电流方向为顺时针;金属环A电流方向为顺时针,而螺线管电流方向为顺时针,根据同向电流相互吸引,可知金属环将向右运动。
1
2
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4
5
5. 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。
(1)图a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
B
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5
解析:条形磁铁向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁通量减少,向下移动一小段距离,穿过螺线管的磁通量增加,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。
1
2
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(2)通过实验得知:当电流从图b中电流计的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: 电流计指针向右偏转,说明电流从正接线
柱流入电流计,螺线管中的电流方向沿顺时针方向(从上向下看),由安培定则可知,螺线管中电流产生的磁场方向向下,与条形磁体的磁场方向相同,所以此时磁体向上运动。
1
2
3
4
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(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c所示的电路,请用实线完成其余部分电路的连接。
答案:见解析图
解析: 电路连接如图所示。
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(4)若图c所示的电路连接正确,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移
至最 (选填“左”或“右”)端。
左
解析: 闭合开关瞬间,电路中电流增大,电磁铁的磁性增强,穿过螺线管
的磁通量增多,会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流
计,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。
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(5)若图c所示的电路连接正确,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 。
A. 不偏转 B. 向左偏转 C. 向右偏转
C
解析: 开关闭合瞬间,穿过螺线管的磁通量增多,指针向左偏转;将铁芯
从线圈P中快速抽出时,穿过螺线管的磁通量减少,电流计指针应向右偏
转,故选C。
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THANKS
演示完毕 感谢观看(共67张PPT)
第2课时 楞次定律
1.知道楞次定律的内容,理解楞次定律中“阻碍”的含义,能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向。
2.理解右手定则的内容,能够熟练应用右手定则判断感应电流的方向。
3.能熟练应用楞次定律的推论判断有关问题。
学习目标
01
知识点一 楞次定律
目 录
02
知识点二 右手定则
03
素养培优
04
随堂选练 教师独具
05
课时作业
01
PART
知识点一 楞次定律
情境:根据上节实验中的结果,如图为条形磁铁N(S)极插入或抽出线
圈时的线圈中感应电流的方向。
问题:试分析不同情况下穿过线圈的磁通量的变化、感应电流的磁场方向
与原磁场方向间有什么关系?
提示:穿过线圈的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;穿过线圈的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
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
引起感应电流的 。
2. 从能量角度看楞次定律
(1)感应电流沿着楞次定律所述的方向,是 定律的必然
结果。
(2)把磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力都必须做
,做功过程中消耗的 能转化成感应电流的 能。
阻碍
磁通量的变化
能量守恒
机械
功
机械
电
【易错辨析】
(1)感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化。 ( × )
(2)感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。 ( × )
(3)感应电流的磁场与原磁场方向可能相同、有可能相反。 ( √ )
×
×
√
楞次定律中“阻碍”的含义
【例1】 (楞次定律的理解)〔多选〕下列关于楞次定律的说法正确的是
( )
A. 感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相同
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的磁通量的变化
D. 利用感应电流的磁场方向和安培定则,可以确定感应电流的方向
√
√
解析:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,当引起感
应电流的磁通量增大时,感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相
反,当引起感应电流的磁通量减小时,感应电流的磁场就和引起感应电流
的磁场方向相同,故A、B错误,C正确;利用感应电流的磁场方向和安培
定则,可以确定感应电流的方向,故D正确。
【例2】 (楞次定律的应用)〔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于纸面向里,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,故A、C错误;
若线圈竖直向下平动,无感应电流产生,故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,故D正确。
方法技巧
应用楞次定律的思维程序图
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: 由图甲可知,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;由图乙可知,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;由
图丙可知,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;由图丁可知,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。
02
PART
知识点二 右手定则
情境:如图所示,导体棒与电流表连接成闭合回路。
问题:(1)导体棒在磁场中分别向左、向右切割磁感线,电流表指针的
偏转方向是否相同?
提示:不相同;
(2)保持导体棒在磁场中向右切割磁感线,把蹄形磁铁的N、S对调时,电流表指针的偏转方向是否相同?
提示: 不相同;
(3)根据(1)、(2)说明导体棒切割磁感线产生的感应电流的方向与
什么因素有关?
提示: 导体棒切割磁感线产生的感应电流的方向与导体棒切割磁感
线的运动方向、磁场方向都有关。
1. 右手定则:如图所示,伸开右手,使拇指与其余四个手指 ,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 的方向,这时 所指的方向就是感应电流的方向。
2. 适用范围:适用于导线 磁感线时感应电流方向的判定。
垂直
掌心
运动
四指
切割
【易错辨析】
(1)应用右手定则时拇指指向感应电流的方向。 ( × )
(2)应用右手定则时四指指向感应电流的方向。 ( √ )
(3)右手定则与楞次定律的适用范围一样大。 ( × )
×
√
×
1. 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 判定导线切割磁感线时感应电
流的方向
2. 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
【例3】 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
的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
√
解析:ab顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向导体运
动的方向,则ab上的感应电流方向为a→b,故A正确;ab向纸外运动,运
用右手定则,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;线框向右运动时,穿过线框的磁通量减小,由楞
次定律知,线框中感应电流方向为b→a→d→c→b,则导体ab上的感应电流
方向为b→a,故C错误;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。
规律总结
右手定则中导线运动方向的理解
右手定则中拇指指向“导线运动的方向”是指导线切割磁感线的方
向,即导线相对于磁感线运动的方向:
(1)可以是磁场不动、拇指指向导线运动的方向;
(2)可以是导线不动、拇指指向磁场运动的反方向。
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。
√
03
PART
素养培优
楞次定律的推论及应用
感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。实际应用中,根据感应
电流的产生情境,常见以下推论:
推论 图例说明
阻碍原磁通量变化——
“增反减同”
磁铁靠近线圈,B感、B原反向,二者相斥
阻碍相对运动——“来
拒去留”
磁铁远离线圈,B感、B原同向,二者相吸
推论 图例说明
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 注:适用于磁感线单方向穿过回路的情况
B减小时线圈有扩张趋势,各边受的安培力向外;B增大时线圈有缩小趋势,各边受的安培力向里
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可移动金属棒,磁铁向下移动时,回路面积应减小,a、b靠近
推论 图例说明
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
在S断开的情况下,S向a或向b闭合的瞬间,N向右运动;在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时,N向左运动
实质:以上情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍原磁通量
的变化 【典例1】 如图甲所示,有一闭合导体环,磁场方向垂直于环面向里(为
正方向),当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时,顺着磁场方向
看,导体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
√
解析:由题图乙可知,0~t0内,穿过导体环的磁通量增加,由楞次定律的
推论——“增反减同”可知,感应电流产生的磁场方向垂直于环面向外,
所以感应电流方向为逆时针;同理可得t0~2t0内感应电流方向为顺时针,
故D正确。
【典例2】 (鲁科版选择性必修第二册P38·T6)某同学利用电磁驱动原
理研究弹射问题。如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈左
侧的金属环被弹射出去。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S的瞬间,从右侧看,环中产生沿逆时针方向的感应电流
B. 若金属环固定,开关闭合瞬间,环将有扩张趋势
C. 若将金属环置于线圈的右侧,环将向右弹射
D. 若将电池正、负极调换,金属环不能向左弹射
√
解析:在闭合开关S的瞬间,线圈中电流从左侧流入,根据安培定则可知
线圈内磁场方向向右,磁场变强,由楞次定律的推论——“增反减同”可
知,金属环中感应电流产生的磁场方向垂直于环面向左,再根据安培定则
可知金属环的感应电流方向由右侧看沿顺时针方向,A错误;若金属环固
定,合上开关S的瞬间磁场变强,则由楞次定律的推论——“增缩减扩”
可知,金属环将有收缩趋势,B错误;若将金属环置于线圈的右侧,根据
楞次定律可得金属环将向右弹射,C正确;将电池正、负极调换,不影响
弹射方向,D错误。
【典例3】 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
磁体,从离地面高h处由静止开始下落,最后落在水平地面上。磁体下落
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,下列说法中正确的是( )
A. 在磁体下落的整个过程中,从上向下看,圆环中
的感应电流方向始终为逆时针
B. 在磁体下落的整个过程中,从上向下看,圆环中
的感应电流方向先逆时针后顺时针
C. 磁体在整个下落过程中,圆环对它的作用力方向先竖直向上后竖直向下
D. 磁体落地时的速率一定等于
√
解析:由楞次定律可知,当磁体靠近圆环时,取圆环为研究对象,原磁场
方向向下,且穿过圆环的磁通量增大,为阻碍原磁通量增大,感应电流产
生的磁场方向向上,由安培定则可判断感应电流为逆时针方向(从上向下
看),当磁体远离圆环时,感应电流为顺时针方向(从上向下看),故A
错误,B正确;磁体在整个下落过程中,根据“来拒去留”可知,圆环对
它的作用力的方向始终竖直向上,圆环对磁体的作用力做负功,磁体的机
械能减少,所以落地时的速率小于,故C、D错误。
04
PART
随堂选练 教师独具
1. (楞次定律的理解)〔多选〕下列说法正确的是( )
A. 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
B. 感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反
C. 楞次定律只能判断闭合电路中感应电流的方向
D. 楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗
解析: 根据楞次定律的表述,感应电流的效果总是与引起感应电流的
原因相对抗,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,
也可能相反,故A错误,B、D正确;楞次定律除了可以判断闭合电路中感
应电流方向外,还可以判断闭合电路中磁通量的变化情况,故C错误。
√
√
2. (楞次定律)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的方
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: 在线圈下落过程中,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,根据楞次定律,可知线圈中产生的感应电流的方
向先沿顺时针方向,再沿逆时针方向,故A正确,B、C、D错误。
√
3. (右手定则的应用)(2025·甘肃甘南期中)闭合电路的一部分导体棒
在磁场中因切割磁感线而产生了感应电流,在下列图中,B、v、I方向均正
确的是( )
√
解析: A选项中导体棒虽然运动,但不切割磁感线,因此无感应电流产
生,故A错误;B选项中伸开右手时,让磁感线穿过掌心,大拇指方向指向
导体棒运动方向,则感应电流方向应沿导体棒向外,故B错误;C选项中导
体棒运动方向与磁场方向在一条直线上,导体棒不切割磁感线,因此无感
应电流产生,故C错误;D选项中根据右手定则可知,掌心向外,大拇指方
向指向导体棒运动方向,即水平向左,则感应电流方向应沿导体棒向下,
故D正确。
4. (楞次定律推论的应用)(2025·北京朝阳期末)如图所示,弹簧上端
固定,下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将
磁体托起到某一高度后放开,磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过
程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中,下列选
项正确的是( )
A. 线圈对桌面的压力总大于重力
B. 线圈总有扩张的趋势
C. 弹簧的弹性势能一直减小
D. 磁体和弹簧组成的系统的机械能一直减小
√
解析: 磁体向下运动时,穿过线圈的磁通量增加,线圈有缩小趋势,
磁体对线圈的作用力为向下的排斥力,线圈对桌面的压力大于重力,磁体
向上运动时,穿过线圈的磁通量减少,线圈有扩张趋势,磁体对线圈的作
用力为向上的吸引力,线圈对桌面的压力小于重力,故A、B错误;磁体上
下运动,弹簧长度时而增大时而减小,所以弹簧弹性势能时而变大时而变
小,故C错误;磁体上下运动过程中,线圈对磁体的作用力对磁体始终做
负功,所以磁体和弹簧组成的系统的机械能一直减小,故D正确。
05
PART
课时作业
知识点一 楞次定律
1. 下列对楞次定律的理解正确的是( )
A. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的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原磁场方向相反
C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量
D. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的原磁场磁通量的变化
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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的
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的原磁场的磁通量的变化,不是阻止,选项D错误。
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2. (2025·四川内江期中)矩形导线框ABCD竖直放置,当垂直于线框平
面向外的磁场的磁感应强度逐渐变大时( )
A. 线框中无感应电流
B. 线框中有感应电流,方向为D→C→B→A→D
C. 线框中有感应电流,方向为D→A→B→C→D
D. 无法确定线框中有无感应电流
解析: 由楞次定律可知,磁通量增加,线框中感应电流的磁场阻碍
原磁场磁通量增加,由安培定则可知感应电流方向为
D→A→B→C→D。故选C。
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3. (2025·北京东城期中)如图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面
上,一根条形磁铁沿圆环的轴线运动,使圆环内产生了感应电流。下列四
幅图中,产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是( )
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解析:由选项A可知,在磁铁S极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向上,磁铁远离圆环,穿过圆环的磁通量变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,故A正确;由选项B可知,在磁铁S极下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,磁铁靠近圆环,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流顺时针方向,故B错误;由选项C可知在磁铁N极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向下,磁铁远离圆环,穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,故C错误;由选项D可知,在磁铁N极下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,磁铁靠近圆环,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流逆时针方向,故D错误。
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知识点二 右手定则
4. 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
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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,故D正确。
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5. 〔多选〕如图所示,竖直向下的匀强磁场中,有一个带铜轴的铜盘,用
铜刷把盘边缘和轴连接,外接一电流表,当铜盘按图示匀速转动,则
( )
A. 中有a→b的电流
B. 中有b→a的电流
C. 盘面磁通量不变,不产生感应电流
D. 有从盘边缘向盘中心的电流
解析: 沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线,由右手定则可判定
B、D正确。
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知识点三 楞次定律的推论
6. 〔多选〕(2025·甘肃兰州期中)如图所示,有一固定的超导圆环,在
其右端放一条形磁铁,此时圆环中无电流,当把磁铁向右方移走时,由于
电磁感应现象,在超导圆环中产生了感应电流,则以下判断中正确的是
( )
A. 把磁铁向右方移走的过程中圆环与条形磁铁相互吸引
B. 把磁铁向右方移走的过程中圆环与条形磁铁相互排斥
C. 此电流方向如箭头所示,磁铁移走后,此电流很快消失
D. 此电流方向与箭头方向相反,磁铁移走后,此电流继续维持
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解析: 把磁铁向右移走的过程中,根据楞次定律的推论“来拒去留”
可知圆环与条形磁铁相互吸引,同时可判断出线圈中将产生与题图箭头方
向相反的感应电流。在超导圆环中产生感应电流后,电能无损失,电流继
续存在。故A、D正确,B、C错误。
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7. 如图所示,一条形磁体从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线
圈,开关S断开时,由开始下落至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合
时,由开始下落至落地用时t2,落地时速度为v2。
则它们的大小关系正确的是( )
A. t1>t2,v1>v2 B. t1=t2,v1=v2
C. t1<t2,v1<v2 D. t1<t2,v1>v2
√
解析: 开关S断开时,线圈中无感应电流,对磁体无阻碍作用,故磁体
自由下落,a1=g;当S闭合时,线圈中有感应电流,对磁体的运动有阻碍
作用,根据“来拒去留”知,a2<g,且磁体的机械能减小,所以t1<t2,v1
>v2,故D正确。
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8. (2025·北京朝阳区期末)北京某学校教室墙上有一扇朝北的平开玻璃
窗,窗扇由玻璃加闭合矩形铝合金边框构成,如图所示,窗扇的转轴为竖
直方向,另一侧装有开(关)窗手柄。假设窗扇已经向外(北)
推开(开角小于90°),某同学站在室内面向窗户水平拉动关
窗手柄,将窗扇关闭的过程中,下列说法正确的是( )
A. 窗扇金属边框中没有感应电流
B. 从关窗者的角度看,窗扇金属边框中的感应电流方向是逆时针方向
C. 从关窗者的角度看,窗扇金属边框中的感应电流方向是顺时针方向
D. 穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量减小
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解析: 北京市在北半球,地磁场的水平分量由南向北,将窗扇关闭的
过程中,穿过窗扇金属边框的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,穿过窗扇
金属边框的磁通量增大时,从关窗者的角度看,窗扇金属边框中产生的感
应电流的方向为逆时针。故选B。
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9. 〔多选〕(2025·云南玉溪期末)如图所示,金属棒ab、cd放在水平导
轨上,条形磁铁自由下落,在加速接近导轨时,金属棒ab、cd未滑动,下
列说法正确的是( )
A. 磁铁加速度小于g
B. 金属棒ab受到向右的摩擦力
C. 导轨对金属棒的支持力大于金属棒的重力
D. 金属棒cd中有c指向d的感应电流
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解析: 当条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增
加,根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,磁铁受
到向上的磁场力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于g,故A
正确;根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,可知
金属棒ab、cd将互相靠拢,金属棒ab有向右运动趋势,故其受到向左的摩
擦力,故B错误;根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的
变化,磁铁受到向上的磁场力作用,金属棒受到向下的作用力,故导轨对
金属棒的支持力大于金属棒的重力,故C正确;根据楞次定律可知感应电
流产生磁场方向与原磁场方向相反,金属棒cd电流从c指向d,故D正确。
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10. (2025·四川眉山期末)如图所示,一三角形金属线圈水平放置在桌
面上,匀强磁场垂直于桌面竖直向上,MN与AB共线,MN与线圈在同一个
平面上,在线圈以MN为轴转过180°的过程中,下列关于线圈中电流方向
说法正确的是( )
A. 始终为A→B→C→A
B. 始终为C→B→A→C
C. 先由A→B→C→A再由C→B→A→C
D. 先由C→B→A→C再由A→B→C→A
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解析: 在线圈以MN为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向外的
磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直于桌面向上,由楞次定律可
知感应电流方向为C→B→A→C;线圈以MN为轴翻转90°~180°的过程
中,穿过线圈反面向外的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直于
桌面向下,由楞次定律可知感应电流方向仍为C→B→A→C,故A、C、D
错误,B正确。
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11. 〔多选〕(2025·上海宝山期中)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( )
A. 从A到B,穿过金属环的磁通量增加
B. 从A到B,金属环受磁场力方向向下
C. 从B到O,金属环不受磁场力的作用
D. 从B到O,金属环中产生感应电流
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解析: 从A到B,穿过金属环的磁通量增加,故A正确;从A到B,根
据“来拒去留”可知,金属环受磁场力方向向上,故B错误;根据条形磁
铁内外的磁感线分布可知,线圈在O点时内外磁感线抵消的最少,则磁通
量最大,即从B到O,穿过金属环的磁通量发生变化,故金属环中有感应电
流产生,受磁场力的作用,故C错误,D正确。
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12. 〔多选〕如图所示,导体ab、cd可在水平轨道上自由滑动,且两水平
轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒ab向左移动时( )
A. ab中感应电流的方向为a到b
B. ab中感应电流的方向为b到a
C. cd向左移动
D. cd向右移动
解析: 由右手定则可判断ab中感应电流方向为从a到b,从而cd中电流
方向为从c到d,根据左手定则可判定cd中安培力方向水平向右,即cd向右
移动,A、D正确。
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13. 〔多选〕(2025·江苏南京期中)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. 磁铁在A、E两处的重力势能相等
B. 磁铁从A摆到D的过程中,圆环给桌面的压力大于圆环的重力
C. 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同
D. 磁铁从A到D的过程中,圆环中产生逆时针方向的电流(从上往下看)
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解析: 由于有部分机械能转化为电能,故磁铁在A、E两处的重力势
能不相等,故A错误;磁铁从A摆到D的过程中,圆环中产生的感应电流有
使圆环远离磁铁的趋势,故给桌面的压力大于圆环受到的重力,故B正
确;由楞次定律的推论“来拒去留”可知,磁铁从A到D和从D到E的过程
中,圆环受到摩擦力方向均向右,故C正确;磁铁从A到D的过程中,圆环
中的磁场向上且磁通量增大,根据“增反减同”可判断产生顺时针方向的
电流(从上往下看),故D错误。
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