3 楞次定律
[学习目标] 1.理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向．(重点) 2.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现．(难点) 3.掌握右手定则，并理解右手定则的实质．(重点)
一、楞次定律
1．探究感应电流的方向
(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
向下
逆时针(俯视)
向上
乙
向上
顺时针(俯视)
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
向下
顺时针(俯视)
向下
丁
向上
逆时针(俯视)
向上
(3)实验结论
表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．
表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸．
2．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磁通量的变化．
二、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，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．如图所示．
2．适用范围
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反． (×)
(2)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．
(√)
(3)右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况． (√)
(4)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心． (×)
(5)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律，又可使用右手定则．
(×)
2．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定( )
A．阻碍引起感应电流的磁通量
B．与引起感应电流的磁场反向
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．与引起感应电流的磁场方向相同
C [感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向．]
3.如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现垂直于导轨放置一根导体棒MN，MN向右运动时，电流方向为________，MN向左运动时，电流方向为________．(均选填“M→N”或“N→M”)
[答案] N→M M→N
楞次定律的理解
1.因果关系
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现．
2．楞次定律中“阻碍”的含义
【例1】 关于楞次定律，下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化
A [感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项A正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向，选项D错误．]
1．关于感应电流，以下说法中正确的是( )
A．感应电流的方向总是与原电流的方向相反
B．感应电流的方向总是与原电流的方向相同
C．感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化
D．感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反
C [由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化，故C正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误．]
楞次定律的应用
楞次定律应用四步曲
1．确定原磁场的方向．
2．判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)．
3．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)．
4．判定感应电流的方向．
该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”，一原——确定原磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少；三感——判断感应电流的磁场方向；四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向．
【例2】 电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带正电
思路点拨：
D [在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电．选项D正确．]
上例中，若条形磁铁穿过线圈，在S极离开线圈下端的过程中流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是什么？
提示：根据楞次定律，S极离开时，穿过线圈的磁通量方向向下且在减少，线圈中的感应电流方向为顺时针(由上向下看)，流过R的电流方向从a到b，电容器下极板带负电，上极板带正电．
2.(多选)如图所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则( )
A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
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
D．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
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、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同向，感应电流方向为a→d→c→b，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反向，垂直纸面向外，感应电流方向为a→b→c→d，D正确．]
右手定则的应用
1.适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断．
2．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系．
(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动．
(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源．
【例3】 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景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
A B C D
A [题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a.故选A.]
3.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
D [由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.]
课 堂 小 结
知 识 脉 络
1.楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
2．闭合导体回路的一部分导体做切割磁感线运动时，可用右手定则判断感应电流的方向.
1.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是( )
A．先abcd，后dcba，再abcd
B．先abcd，后dcba
C．始终dcba
D．先dcba，后abcd，再dcba
D [线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba.在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.故选项D正确．
]
2.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中( )
A．始终有感应电流自a向b流过电流表?
B．始终有感应电流自b向a流过电流表?
C．先有a→?→b方向的感应电流，后有b→?→a方向的感应电流
D．将不会产生感应电流
C [在条形磁铁进入螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为a→?→b；当条形磁铁完全进入螺线管，闭合线圈中的磁通量不变，无感应电流产生；在条形磁铁穿出螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量减少，产生感应电流方向为b→?→a，选项C正确．]
3.(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．有从盘缘向盘中心的电流
BD [沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线，由右手定则可判定选项B、D正确．]
4．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，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培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正确．]
课件44张PPT。第四章 电磁感应3 楞次定律23456向下向下向上向上7向下向上向上向下8相斥磁通量的变化相吸相反相同9掌心切割磁感线四指10×××√√111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(二)
(时间：40分钟 分值：97分)
[基础达标练]
选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示a处落至b处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
A．始终顺时针
B．始终逆时针
C．先顺时针再逆时针
D．先逆时针再顺时针
C [自a点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断知线圈中感应电流方向由上向下看为顺时针，自图示位置落至b点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向由上向下看为逆时针，C项正确．]
2．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈向里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形．设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中( )
A．线圈中将产生adcb方向的感应电流
B．线圈中将产生abcd方向的感应电流
C．线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D．线圈中无感应电流产生
B [将线圈拉成正方形，其面积减小，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可判知线圈中产生顺时针方向的感应电流，B选项正确．]
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
BC [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．]
4.磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁( )
A．向上运动 B．向下运动
C．向左运动 D．向右运动
B [根据安培定则，线圈中感应电流的磁场向上，又由楞次定律知B项正确．]
5．(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是( )
A B C D
BC [A图中导体不切割磁感线，导体中无电流；由右手定则可以判断B、C正确；D图中感应电流方向应垂直纸面向外．]
6.(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
BD [将金属圆环不管从哪边拉出磁场，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．]
7.如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向( )
A．始终为A→B→C→A
B．始终为A→C→B→A
C．先为A→C→B→A再为A→B→C→A
D．先为A→B→C→A再为A→C→B→A
A [在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，A正确．]
8．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示方式连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断( )
A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
B [滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，线圈A中电流减小，穿过线圈B中的磁通量减小，闭合电路中产生感应电流，电流表指针向右偏转．当线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈B中的磁通量均减小，电流计指针均向右偏转，故选B.]
[能力提升练]
选择题(本题共7小题，每小题7分)
1．(多选)如图所示，A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流，则A环的转动情况为( )
A．顺时针匀速转动
B．逆时针加速转动
C．逆时针减速转动
D．顺时针减速转动
BD [B环中感应电流方向为逆时针，根据安培定则判断可知，感应电流的磁场方向为垂直纸面向外，根据楞次定律知能产生这样的磁场，是由于A环旋转时A环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂直纸面向里增强的磁场的结果，负电荷的运动方向与电流方向相反，根据安培定则可得出，A环逆时针加速转动时产生方向垂直纸面向里的增强的磁场，或A环顺时针减速转动时产生方向垂直纸面向外的减弱的磁场．故正确答案为B、D.]
2．如图所示，把一条形磁铁从图示位置由静止释放，穿过采用双线绕法的通电线圈，此过程中条形磁铁做( )
A．减速运动
B．匀速运动
C．自由落体运动
D．变加速运动
C [由安培定则知，双线绕法得到的两个线圈通电时，两线圈的磁场等值反向相互抵消，合磁场为零，对磁铁无作用力．当磁铁下落时，穿过两线圈的磁通量同向增加，根据楞次定律，两线圈中产生的感应电流等值反向，也互相抵消，线圈中无感应电流，线圈对磁铁没有作用力．磁铁下落过程中只受重力，又从静止开始，所以磁铁做自由落体运动，故C正确，A、B、D错误．]
3．(多选)有一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向右侧偏转，现把它与线圈连接成如图所示的电路，磁铁位于线圈正上方，则以下说法正确的是( )
甲 乙
A．甲图中磁铁由图示位置水平向右运动时，电流计指针向右侧偏转
B．甲图中磁铁由图示位置水平向左运动时，电流计指针向右侧偏转
C．乙图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向
D．乙图中线圈的绕制方向从上往下看为逆时针方向
ABC [由题意知，当电流从正接线柱流入时，指针向右侧偏转；由题图甲所示可知，穿过线圈的磁场向下，磁铁由题图示位置水平向右或向左运动时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流从电流计正接线柱流入，所以电流计指针向右侧偏转，故A、B正确；由题图乙所示可知，电流计指针向右偏转，则电流从电流计正接线柱流入，由题图示可知，穿过线圈的磁场向下且减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向，故C正确，D错误．]
4．如图所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是( )
A．始终是沿顺时针方向
B．始终是沿逆时针方向
C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向
D [带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流．]
5．(多选)如图所示，导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd.下列说法正确的是( )
A．当电阻变大时，abcd中有感应电流
B．当电阻变小时，abcd中无感应电流
C．电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内靠近PQ时，其中有感应电流
D．电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内远离PQ时，其中有感应电流
ACD [当电阻变化或线圈abcd靠近、远离PQ时，穿过线圈abcd的磁通量发生变化，会产生感应电流．]
6．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( )
A．有顺时针方向的感应电流
B．有逆时针方向的感应电流
C．有先逆时针后顺时针方向的感应电流
D．无感应电流
A [穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分，合磁通量是向上的．当线圈突然缩小时合磁通量增加，原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少．由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向，选项A正确．]
7．(多选)如图所示，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内．在金属框接通逆时针方向电流的瞬间( )
A．两小线圈会有相互靠拢的趋势
B．两小线圈会有相互远离的趋势
C．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向
D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向
BC [金属框接通电流的瞬间，两个小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，为了阻碍磁通量的增大，它们必须相互远离，选项A错误，B正确；由环形电流的磁场分布规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外，根据“增反减同”原则得，C正确，D错误．]
