第四章 第3节
考点
对应题号
1.探究感应电流的方向
1、2、6、11、4、7
3.楞次定律及应用
3、6、5、9、10、12
4.右手定则及应用
4、8、11
[基础训练]
1．(多选)用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法正确的是( )
A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转
B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转
C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
D．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
AC 解析 当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场，即线圈的上端为N极，再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向从上往下看为逆时针方向，故指针向左偏转，选项A正确；同理，当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表的指针向右偏转，选项B错误；如果保持磁铁在线圈中静止，则线圈中的磁通量不变化，故电流表指针不发生偏转，选项C正确；将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动时，线圈中的磁通量也不变化，故电流表指针也不发生偏转，选项D错误．
2. 如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，下列说法正确的是( )
A．向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反
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
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
D．将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生
B 解析 圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量的变化情况，向左或向右将圆环拉出磁场的过程中，圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向；圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变，环中没有感应电流产生，选项B正确．
3．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，闭合开关，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是( )
A．保持静止不动
B．逆时针转动
C．顺时针转动
D．发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动的方向
C 解析 由图示电路可知，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减小，穿过闭合导线框ab的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原磁通量的减少，故线框ab顺时针转动．
4．如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是( )
A．异体棒中的电流方向由B→A B．电流表A1中的电流方向由F→E
C．电流表A1中的电流方向由E→F D．电流表A1中的电流方向由D→C
B 解析 根据右手定则，导体棒内部电流方向为A到B，所以电流表A1中的电流方向由F→E，选项A、C错误，B正确．同理电流表A2中的电流方向由C→D，选项D错误．
5．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 解析 穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分，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，故由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向．
6．(多选)如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )
A．感应电流的方向始终是由P→Q
B．感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P
C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右
BD 解析 金属杆PQ滑动过程中，回路POQ面积先增大，后减小，因此通过回路的磁通量向外且先增大、后减小，由楞次定律可判断出回路中感应电流方向先是顺时针、后是逆时针，选项B正确；金属杆PQ所受磁场力方向可由左手定则判断，当回路中感应电流方向是顺时针时，PQ受磁场力的方向垂直于杆向左，当回路中感应电流方向是逆时针时，PQ受磁场力的方向垂直于杆向右，选项D正确．
7. 闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是( )
A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a
C．经过Ⅱ时，无感应电流 D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a
C 解析 经过Ⅰ时，穿过闭合线框的磁通量是向里的并在增大，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向外，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→b→c→d→a，选项A错误；经过Ⅱ时，穿过闭合线框的磁通量不变，闭合线框中无感应电流，选项B错误，C正确；经过Ⅲ时，穿过闭合线框的磁通量是向里的并在减少，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向里，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→d→c→b→a，选项D错误．
8. 如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两条平行的金属导轨，而ab、cd为串接有电流表和电压表的两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的有( )
A．电压表有读数、电流表有读数 B．电压表、电流表均无读数
C．电压表有读数、电流表无读数 D．电压表无读数、电流表有读数
B 解析 在匀强磁场中，因为导体棒ab、cd与两平行导轨所组成电路的面积不变，所以当ab、cd以相同的速度向右运动时，其磁通量不变，故该电路中没有感应电流，即电压表和电流表中均无电流通过，所以两表均无读数，选项B正确．
[能力提升]
9．如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( )
A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转
C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转
B 解析 当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内(金属圆环a内)有垂直纸面向里的磁场，其外(金属圆环b处)有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度垂直纸面向里而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，具有扩张趋势，选项A错误；同样的方法可判断，选项B正确；b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势，b中产生逆时针方向的感应电流，具有收缩趋势，选项C、D错误．
10．(多选)如图所示，通电螺线管垂直插入水平放置的两根光滑的平行金属导轨MN和PQ之间，ab、cd是导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左、右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是( )
A． ab向左运动，cd向右运动
B．ab向右运动，cd向左运动
C．穿过abcd回路的磁通量方向向下，并且有减弱的趋势，感应电流的方向为顺时针方向
D．穿过abcd回路的磁通量方向向上，并且有增加的趋势，感应电流的方向为顺时针方向
BC 解析 当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流减小，产生的磁场减弱，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，ab向右运动、cd向左运动，阻碍磁通量的减少，感应电流沿顺时针方向，选项B、C正确．
11．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稳定、强大的直流电流．现有一闭合的检测线圈(线圈中串联有灵敏的电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置．不考虑地磁场的影响，且检测线圈位于水平面内．现使线圈从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方并继续移动至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )
A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针
C．先逆时针后顺时针，再逆时针 D．先顺时针后逆时针，再顺时针
C 解析 根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，当检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针；当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，选项C正确．
12．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图乙将电流表与螺线管B串联成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路．在图甲中，当闭合S1时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)．在图乙中，
(1)闭合S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．
(2)螺线管A放在B中不动，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．
(3)螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．
(4)螺线管A放在B中不动，突然断开S，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．
解析 在图甲中，闭合S，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图乙中，闭合S后，由楞次定律可知，螺线管A中的电流产生的磁场竖直向上；
(1)闭合S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁通量向上增加，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
(2)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量向上，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，穿过B的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
(4)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量向上，突然断开S，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转．
答案 (1)向右 (2)不发生 (3)向右 (4)向左
课件57张PPT。电磁感应第四章 第3节 楞次定律1．实验探究
实验前先查明线圈的绕向以及电流表指针偏转方向与电流方向的关系，然后将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将N极、S极插入和抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下．要点一 探究感应电流的方向减小 右偏 右偏 顺时针 向上 相同 排斥
2．实验结论
(1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向________；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向________.
(2)磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者________.
相反 相同 吸引 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．另一种表述：感应电流引起的结果总是阻碍引起感应电流的________.
阻碍 要点二 楞次定律磁通量 原因
2．应用步骤
(1)明确所研究的回路中________的方向．
(2)确定穿过回路的磁通量____________(是________还是________)．
(3)由楞次定律判断出感应电流的________方向．
(4)由安培定则判断出____________的方向．
磁场 如何变化 增大 减小 磁场 感应电流 1．内容：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____________的方向，这时________所指的方向就是感应电流的方向．
2．适用范围：右手定则适用于闭合回路中__________导体做__________________时产生感应电流的情况．垂直 要点三 右手定则掌心 导体运动 四指 一部分 切割磁感线运动 考点一 楞次定律的理解1．透彻理解“阻碍”的含义
2．“阻碍”的表现
电磁感应现象中，感应电流产生的“效果”总要“反抗”(或“阻碍”)引起感应电流的“原因”．常见的“阻碍”现象有以下几种：
“阻碍”与“阻止”的区别
(1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而不止”．(2)阻碍不是相反．当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同(增反减同)．
(3)涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动．【例题1】 如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环的运动情况是 ( )
A．向右摆动
B．向左摆动
C．静止不动
D．不能判断
思维导引：本题直接运用“结果”反抗“原因”的方法，就能快速、直接地做出正确判断，而通过安培力的作用分析铜环的运动相对较困难．另外，本题中可以把铜环产生的感应电流等效为小磁针，即运用等效法分析问题．
答案 A
解析 解法一：电流元受力分析法．画出磁铁的磁感线分布，如图所示，当磁铁向铜环运动时，由楞次定律判断出环中感应电流方向如图所示，把铜环的电流等效为多段直线电流元，取上、下两小段电流元进行研究，由左手定则判断出两段电流元受力如图所示，由图可知整个铜环所受合力方向向右．解法二：等效法．磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为如图所示的小磁针，显然，由于两磁体间的排斥作用，铜环将向右运动．
解法三：“结果”反抗“原因”法．由于磁铁向右运动而产生电磁感应，由楞次定律的广义表述可知，铜环将向右运动而“阻碍”磁铁的靠近．【变式1】 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大时，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．ab和cd相向运动，相互靠近
D．ab和cd相背运动，相互远离答案 C
解析 由于在闭合回路abcd中，ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，选项A、B错误；当载流直导线中的电流逐渐增大时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增大的目的，选项C正确，D错误．1．判断感应电流方向
步骤如下考点二 楞次定律的应用
该方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以判定第三个因素．
(2)效果法
由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义．据“阻碍”原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速．
应用楞次定律时要正确区分两个磁场(引起感应电流的原磁场和感应电流的磁场)或两个电流(产生原磁场的原电流和感应电流)．【例题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，下极板带正电答案 D
解析 在磁体自由下落，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，利用安培定则可知线圈中感应电流方向为逆时针绕向(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．【变式2】 (多选)如图所示，线框abcd与通电直导线在同一平面内，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．由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流
B．由于穿过线框的磁通量增加，所以线框中有感应电流
C．线框中有感应电流，且沿顺时针方向
D．线框中有感应电流，且沿逆时针方向
答案 BD 解析 如图所示，根据右手螺旋定则可知，直导线右边的磁场方向垂直纸面向里，左边的磁场方向垂直纸面向外，因直导线通过ad和bc的中点，所以穿过线框的磁通量相互抵消，恰好为零；当线框向右运动的瞬间，直导线右边垂直纸面向里穿过线框的磁通量增大，而直导线左边垂直纸面向外穿过线框的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向沿逆时针方向，选项B、D正确，A、C错误．1．右手定则与楞次定律的区别与联系考点三 右手定则的理解和应用2. 右手定则、左手定则、安培定则的区别和应用
各种基本现象对应的判断依据
【例题3】 (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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，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
思维导引：要使MN在磁场力作用下向右运动，则电流的方向必须是由M→N，因此L1线圈中的磁通量的变化必须是向上减小或向下增大的，故PQ中的电流应是由Q→P减小或这是P→Q增大，再根据右手定则判断出PQ的运动情况．
答案 BC
解析 当PQ向右运动时，由右手定则可知PQ中感应电流的方向由Q→P，由安培定则可判断出L1所在处的磁场方向是自下而上的，若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，由楞次定律可知流过MN的感应电流方向由N→M，由左手定则可判断出MN受到向左的安培力，将向左运动，选项A错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，选项C正确；同理可判断，选项B正确，D错误．【变式3】 如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里．圆形金属环B正对电磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是( )
A．MN中电流方向N→M, B被A吸引
B．MN中电流方向N→M, B被A排斥
C．MN中电流方向M→N, B被A吸引
D．MN中电流方向M→N, B被A排斥
答案 B
解析 MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的磁场方向向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向向右，B被A排斥，选项B正确，A、C、D错误．1．(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回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
答案 BD
解析 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化，两磁场方向可能相同也可能相反，选项A错误，B正确；从运动效果看总是阻碍导体与磁体的相对运动，选项D正确；楞次定律还可判断感应电动势的方向，与电路闭合与否无关，选项C错误．2．用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是 ( )
A．a→G→b
B．先a→G→b后b→G→a
C．b→G→a
D．先b→G→a后a→G→b
答案 D
解析 用“来拒去留”可判断电流先是b→G→a，后反向．答案 A
解析 当N极向纸内，S极向纸外转动时，穿过线圈的磁通量由无到有且向里，感应电流的磁场应向外，感应电流为逆时针方向，选项A正确；当N极向纸外，S极向纸内转动时，穿过线圈的磁场向外且增加，感应电流为顺时针方向，选项B错误；当磁铁在线圈平面内绕O点转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，因而不产生感应电流，选项C、D错误．4．如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是( )
A．同时向左运动，间距变大
B．同时向左运动，间距变小
C．同时向右运动，间距变小
D．同时向右运动，间距变大
答案 B
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
答案 D
解析 金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，感应磁场与原磁场叠加，使穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，故选项D正确，A、B、C错误．
