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第1講　電磁感應現象　楞次定律
課 程 標 準 素 養 目 標
探究影響感應電流方向的因素，理解楞次定律． 物理觀念：知道磁通量的概念和楞次定律的內容． 科學思維：利用楞次定律結合安培定則判斷感應電流方向，從能量轉化和守恒理解阻礙含義． 科學態度與責任：能夠綜合應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題．
考點一　電磁感應現象的理解和判斷
【必備知識·自主落實】
1．磁通量
(1)定義：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向________的平面，面積為S(如圖所示)，我們把B與S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，用字母Φ表示．　是標量，有正負
(2)物理意義：可表示穿過某一面積的磁感線凈條數(磁通量的代數和)．
(3)表達式：Φ＝BS．　適于勻強磁場
(4)單位：韋伯(weber)，簡稱________，符號Wb.________＝1 T·m2.
2．電磁感應現象
(1)電磁感應現象
當穿過閉合導體回路的________發生變化時，閉合導體回路中有________產生的現象．
(2)產生感應電流的條件
①________導體回路；
②________發生變化．
【關鍵能力·思維進階】
1．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，線圈平面面積為S，共有n匝，空間存在區域無限大的磁場，磁感線豎直向下，磁感應強度的大小為B，設此時穿過線圈的磁通量為正，下列說法正確的是(　　)
A.通過線圈的磁通量為nBS
B.若線圈以cd為軸逆時針轉過60°，通過線圈的磁通量為BS
C.若線圈以cd為軸順時針轉過30°，通過線圈的磁通量為BS
D.若線圈以cd為軸順時針轉過120°，通過線圈磁通量的變化量為BS
2．法拉第“磁生電”這一偉大的發現，引領人類進入了電氣時代．關于下列實驗說法正確的是(　　)
A.甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩定且不為零
B.乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中，金屬圓環中都有感應電流
C.丙圖中閉合開關時電流計指針偏轉，斷開開關時電流計指針不偏轉
D.丁圖中導體棒AB在磁場中運動時一定能產生感應電流
3．如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產生感應電流的是(　　)
A.ab向右運動，同時使θ減小
B.使磁感應強度B減小，θ角同時也減小
C.ab向左運動，同時增大磁感應強度B
D.ab向右運動，同時增大磁感應強度B和θ角(0°＜θ＜90°)
思維提升
判斷是否產生感應電流的流程
(1)確定研究的回路．
(2)弄清楚回路內的磁場分布，并確定穿過該回路的磁通量Φ.
(3)Φ不變→無感應電流．
Φ變化→
考點二　判斷感應電流方向的兩種方法
【必備知識·自主落實】
1．楞次定律本質是能量守恒
(1)內容：感應電流的________總要阻礙引起感應電流的________的變化．
　　　　　　　　　　　　　　不是阻止
(2)適用范圍：一切電磁感應現象．
2．右手定則
(1)內容：如圖所示，伸開右手，使拇指與其余四個手指________，并且都與手掌在同一個平面內；讓________從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是____________的方向．
(2)適用情況：判斷導線____________產生的感應電流方向．
【關鍵能力·思維進階】
4．如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環中產生順時針方向感應電流的是(　　)
A.同時增大B1減小B2
B．同時減小B1增大B2
C．同時以相同的變化率增大B1和B2
D．同時以相同的變化率減小B1和B2
5.
[2023·海南卷]汽車測速利用了電磁感應現象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時針(俯視)方向電流，當汽車經過線圈時(　　)
A．線圈1、2產生的磁場方向豎直向上
B．汽車進入線圈1過程產生感應電流方向為abcd
C．汽車離開線圈1過程產生感應電流方向為abcd
D．汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同
6.ab為一金屬桿，它處在如圖所示的垂直于紙面向里的勻強磁場中，可繞a點在紙面內轉動；S為以a為圓心位于紙面內的金屬圓環；在桿轉動過程中，桿的b端與金屬環保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環相連，另一端與a點良好接觸．當桿沿逆時針方向轉動時，某時刻ab桿的位置如圖，則此時刻(　　)
A．有電流通過電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向右
B．有電流通過電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向左
C. 有電流通過電流表，方向d→c；作用于ab的安培力向左
D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零
思維提升
用楞次定律判斷感應電流方向的“四步法”
考點三　 楞次定律的推廣及 “三定則”“一定律”的綜合應用
【關鍵能力·思維進階】
1．楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因，列表說明如下：
內容 例證
增反 減同 磁體靠近線圈，B感與B原方向相反　
當I1增大時，環B中的感應電流方向與I1相反；當I1減小時，環B中的感應電流方向與I1相同　
來拒 去留 磁體靠近，是斥力　　磁體遠離，是引力 阻礙磁體與圓環相對運動
增縮減 擴(適用 于單向 磁場) P、Q是光滑固定導軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移(上移)，a、b靠近(遠離)，使回路面積有縮小(擴大)的趨勢
增離 減靠 當開關S閉合時，左環向左擺動、右環向右擺動，圓環通過遠離或靠近通電線圈來阻礙磁通量的變化　
2.“三個定則”“一個定律”的比較
名稱 用途 選用原則
安培定則 判斷電流產生的磁場(方向)分布 因電生磁
左手定則 判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向 因電受力
右手定則 判斷導體切割磁感線產生的感應電流方向或電源正負極 因動生電
楞次定律 判斷因回路磁通量改變而產生的感應電流方向 因磁通量變化生電
考向1　楞次定律推論的應用
例 1 [2023·北京卷]
(增反減同)如圖所示，光滑水平面上的正方形導線框，以某一初速度進入豎直向下的勻強磁場并最終完全穿出．線框的邊長小于磁場寬度．下列說法正確的是(　　)
A．線框進磁場的過程中電流方向為順時針方向
B．線框出磁場的過程中做勻減速直線運動
C．線框在進和出的兩過程中產生的焦耳熱相等
D．線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等
例 2 (來拒去留)某同學學習了電磁感應相關知識之后，做了探究性實驗：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，線圈上方有一N極朝下、豎直放置的條形磁鐵，手握磁鐵在線圈的正上方靜止，此時電子秤的示數為m0.將磁鐵N極(　　)
A．加速插向線圈的過程中，電子秤的示數小于m0
B．加速抽出線圈的過程中，電子秤的示數大于m0
C．加速插入線圈瞬間，線圈中感應電流沿逆時針方向(俯視)
D．勻速插入線圈的過程中，磁鐵減少的重力勢能等于線圈中產生的焦耳熱
例 3 [2024·海南統考模擬預測](增縮減擴)如圖，固定的彈性金屬圓環與螺線管共軸，在閉合開關S的瞬間，有關環中的感應電流I的方向(從環的右側往左側看)和環形變的說法正確的是(　　)
A. 順時針方向，擴張 B．順時針方向，收縮
C．逆時針方向，擴張 D．逆時針方向，收縮
考向2　 “三定則”“一定律”的綜合應用
例 4 如圖所示，置于勻強磁場中的金屬圓盤(可繞O點轉動)中央和邊緣各引出一根導線，與套在鐵芯上部的線圈A相連，套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導線接在兩根水平光滑導軌上，導軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強磁場中，下列說法正確的是(　　)
A．圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向右運動
B．圓盤逆時針減速轉動時，ab棒將向右運動
C．圓盤順時針勻速轉動時，ab棒將向右運動
D．圓盤逆時針加速轉動時，ab棒將向右運動
核心素養提升 應用右手定則和楞次定律解決實際問題
情境1　電磁剎車裝置——科學思維
典例1 [2024·廣東選擇考模擬]如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進方向有與abcd等寬、等長的有界勻強磁場，磁場方向垂直地面向上．小車進入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止．則小車(　　)
A．進入磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為adcba
B.離開磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為abcda
C．穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導線框中沒有感應電流
D．穿過磁場的過程中，矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左
情境2　無線電門鈴——科學推理
典例2 圖甲為某無線門鈴按鈕，其原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁鐵遠離螺線管回歸原位置．下列說法正確的是(　　)
A．按下按鈕過程，電流方向P→R→Q
B．按住按鈕不動，門鈴依然會響
C．松開按鈕過程，螺線管P端電勢較高
D．按下和松開按鈕過程，螺線管產生大小相同的感應電流
情境3　電子天平——科學思維
典例3 某電子天平原理如圖所示，“E”形磁鐵的兩側為N極，中心為S極．兩極間的磁感應強度大小均為B(其余空間的磁場忽略不計)，磁極寬度均為L，—正方形線圈套于中心磁極上，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當質量為m的重物放在秤盤上時，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運動(骨架與磁鐵不接觸)．隨后通過CD兩端對線圈供電，秤盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止，由此時對應的供電電流I可確定重物的質量．已知線圈匝數為n，線圈電阻為R，重力加速度為g.則下列說法正確的是(　　)
A.秤盤和線圈一起向下運動過程中，C點電勢低于D點電勢
B．外電路對線圈供電電流I要從C端流入
C．稱盤和線圈下落過程中線圈的磁通量為零，所以不產生感應電動勢
D．若線圈靜止時消耗的最大電功率為P，該電子天平能稱量的最大質量為
第1講　電磁感應現象　楞次定律
考點一
必備知識·自主落實
1．(1)垂直　(4)韋　1 Wb
2．(1)磁通量　感應電流　(2)閉合　磁通量
關鍵能力·思維進階
1．解析：通過線圈的磁通量為Φ＝BS cos θ＝BS，故A錯誤；若線圈以cd為軸逆時針轉過60°，線圈平面與磁場垂直，所以通過線圈的磁通量為Φ1＝BS，故B正確；若線圈以cd為軸順時針轉過30°，線圈平面與磁場平行，通過線圈的磁通量為Φ2＝0，故C錯誤；若線圈以cd為軸順時針轉過120°，線圈平面與磁場垂直，通過線圈的磁通量為Φ′＝－BS，所以通過線圈磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ′－Φ＝－BS－BS＝－BS，故D錯誤．故選B.
答案：B
2．解析：題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，螺線管內磁通量保持不變，則無感應電流，A錯誤；題圖乙中無論滑動變阻器滑片怎么移動，線圈b內的電流都會變化，則線圈b產生的磁場都會變化，導致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會產生感應電流，B正確；題圖丙中閉合開關和斷開開關都會使螺線管B的磁通量發生變化，螺線管B中會產生感應電流，電流計指針都會發生偏轉，C錯誤；當導體棒的運動方向與磁場平行時，導體棒不切割磁感線，則無感應電流，D錯誤．
答案：B
3．解析：設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ，S增大，θ減小，cos θ增大，則Φ增大，A正確；設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ，B減小，θ減小，cos θ增大，Φ可能不變，B錯誤；設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤；設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ， S增大，B增大，θ增大，cos θ減小，Φ可能不變，D錯誤．故選A.
答案：A
考點二
必備知識·自主落實
1．(1)磁場　磁通量
2．(1)垂直　磁感線　感應電流　(2)切割磁感線
關鍵能力·思維進階
4．解析：若同時增大B1減小B2，則穿過環向里的磁通量增大，根據楞次定律，感應電流產生的磁場方向向外，由安培定則，環中產生的感應電流是逆時針方向，故選項A錯誤；同理可推出，選項B正確，C、D錯誤．
答案：B
5．解析：由右手螺旋定則可知，線圈1、2形成的磁場方向都是豎直向下的，A錯；汽車進入線圈1時，線圈abcd中向下的磁通量增大，由楞次定律可判斷，線圈abcd中的感應電流方向與線圈1反向，是逆時針，即感應電流方向為adcb，同理，汽車離開線圈1時，線圈abcd中向下的磁通量減小，線圈abcd中的感應電流方向是順時針，即感應電流方向為abcd，故B錯，C對；安培力為阻力，與速度方向相反，D錯．
答案：C
6．解析：當桿沿逆時針方向轉動時，根據右手定則，判斷出ab桿中感應電流方向b→a，有電流通過電流表，方向d→c，根據左手定則，作用于ab的安培力向左，C正確，A、B、D錯誤．
答案：C
考點三
關鍵能力·思維進階
例1　解析：線框進磁場的過程中由楞次定律知電流方向為逆時針方向，A錯誤；
線框出磁場的過程中，根據E＝Blv
I＝
聯立有FA＝＝ma
由于線框出磁場過程中由左手定則可知線框受到的安培力向左，則v減小，線框做加速度減小的減速運動，B錯誤；
由功能關系得線框產生的焦耳熱
Q＝FAL
其中線框進出磁場時均做減速運動，但其進磁場時的速度大，安培力大，產生的焦耳熱多，C錯誤；
線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量q＝t
其中I＝，E＝BL
則聯立有q＝x
由于線框在進和出的兩過程中線框的位移均為L，則線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等，故D正確．故選D.
答案：D
例2　解析：將條形磁鐵插入線圈或從線圈中抽出的過程，穿過線圈的磁通量發生了變化，線圈中產生了感應電流，線圈與條形磁鐵會發生相互作用，根據楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互排斥，導致電子秤的示數大于m0，在抽出磁鐵(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互吸引，導致電子秤的示數小于m0，故A、B錯誤；根據楞次定律可判斷，將一條形磁鐵的N極加速插入線圈時，線圈中產生的感應電流方向為逆時針方向(俯視)，故C正確；磁鐵N極勻速插入線圈的過程中，磁鐵受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力所做的功等于線圈中產生的焦耳熱，故D錯誤．故選C.
答案：C
例3　解析：在閉合開關S的瞬間，螺線管磁場方向向左，根據楞次定律，金屬圓環感應磁場方向向右，從環的右側往左側看，感應電流I的方向為逆時針方向，環向外擴張．故選C.
答案：C
例4　解析：由右手定則可知，圓盤順時針加速轉動時，感應電流從圓心流向邊緣，線圈A中產生的磁場方向向下且磁場增強．由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運動，選項A錯誤；若圓盤逆時針減速轉動時，感應電流從邊緣流向圓心，線圈A中產生的磁場方向向上且磁場減小．由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運動，選項B錯誤；當圓盤順時針勻速轉動時，線圈A中產生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則ab棒沒有感應電流，則將不會運動，選項C錯誤；由右手定則可知，圓盤逆時針加速轉動時，感應電流從邊緣流向中心，線圈A中產生的磁場方向向上且磁場增強，由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向下，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由b→a，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒將向右運動，選項D正確．故選D.
答案：D
核心素養提升
典例1　解析：根據楞次定律可知，小車進入磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為abcda，離開磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為adcba，選項A、B錯誤；因線框與磁場等寬、等長，則穿過磁場的過程中，矩形導線框中始終有感應電流，選項C錯誤；根據左手定則可知，穿過磁場的過程中，矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左，選項D正確．
答案：D
典例2　解析：按下按鈕過程，螺線管內磁通量增大，根據楞次定律，電流方向Q→R→P，故A錯誤；按住按鈕不動，穿過螺線管的磁通量不變，螺線管不會產生感應電流，電鈴不會響，故B錯誤；松開按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左減小，根據楞次定律可知螺線管中感應電流為從Q端流入，從P端流出，螺線管充當電源，則P端電勢較高，故C正確；按下和松開按鈕過程，螺線管中磁通量的變化率不一定相同，故螺線管產生的感應電動勢不一定相同，故D錯誤．故選C.
答案：C
典例3　解析：由圖知，線圈向下運動，線圈切割磁感線，根據右手定則可知，線圈產生感應電動勢，感應電流從C端流出，D端流入，C點電勢高于D點電勢，故A、C錯誤；根據左手定則可知，若想使彈簧恢復形變，安培力必須向上，根據左手定則可知外電流應從D端流入，故B錯誤；
由平衡條件知mg＝2nBIL
得重物質量與電流的關系為m＝
根據P＝I2R
可得最大質量為m＝
故D正確．故選D.
答案：D(共43張PPT)
第1講　電磁感應現象　楞次定律
課 程 標 準 素 養 目 標
探究影響感應電流方向的因素，理解楞次定律． 物理觀念：知道磁通量的概念和楞次定律的內容．
科學思維：利用楞次定律結合安培定則判斷感應電流方向，從能量轉化和守恒理解阻礙含義．
科學態度與責任：能夠綜合應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題．
考點一
考點二
考點三
考點一
考點一　電磁感應現象的理解和判斷
【必備知識·自主落實】
1．磁通量
(1)定義：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向________的平面，面積為S(如圖所示)，我們把B與S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，用字母Φ表示．　 是標量，有正負
(2)物理意義：可表示穿過某一面積的磁感線凈條數(磁通量的代數和)．
(3)表達式：Φ＝BS．　 適于勻強磁場
(4)單位：韋伯(weber)，簡稱________，符號Wb.________＝1 T·m2.
垂直
韋
1 Wb
2．電磁感應現象
(1)電磁感應現象
當穿過閉合導體回路的________發生變化時，閉合導體回路中有________產生的現象．
(2)產生感應電流的條件
①________導體回路；
②________發生變化．
磁通量
感應電流
閉合
磁通量
【關鍵能力·思維進階】
1．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，線圈平面面積為S，共有n匝，空間存在區域無限大的磁場，磁感線豎直向下，磁感應強度的大小為B，設此時穿過線圈的磁通量為正，下列說法正確的是(　　)
A.通過線圈的磁通量為nBS
B.若線圈以cd為軸逆時針轉過60°，通過線圈的磁通量為BS
C.若線圈以cd為軸順時針轉過30°，通過線圈的磁通量為BS
D.若線圈以cd為軸順時針轉過120°，通過線圈磁通量的變化量為BS
答案：B
解析：通過線圈的磁通量為Φ＝BS cos θ＝BS，故A錯誤；若線圈以cd為軸逆時針轉過60°，線圈平面與磁場垂直，所以通過線圈的磁通量為Φ1＝BS，故B正確；若線圈以cd為軸順時針轉過30°，線圈平面與磁場平行，通過線圈的磁通量為Φ2＝0，故C錯誤；若線圈以cd為軸順時針轉過120°，線圈平面與磁場垂直，通過線圈的磁通量為Φ′＝－BS，所以通過線圈磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ′－Φ＝－BS－BS＝－BS，故D錯誤．故選B.
2．法拉第“磁生電”這一偉大的發現，引領人類進入了電氣時代．關于下列實驗說法正確的是(　　)
A.甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩定且不為零
B.乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中，金屬圓環中都有感應電流
C.丙圖中閉合開關時電流計指針偏轉，斷開開關時電流計指針不偏轉
D.丁圖中導體棒AB在磁場中運動時一定能產生感應電流
答案：B
解析：題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，螺線管內磁通量保持不變，則無感應電流，A錯誤；題圖乙中無論滑動變阻器滑片怎么移動，線圈b內的電流都會變化，則線圈b產生的磁場都會變化，導致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會產生感應電流，B正確；題圖丙中閉合開關和斷開開關都會使螺線管B的磁通量發生變化，螺線管B中會產生感應電流，電流計指針都會發生偏轉，C錯誤；當導體棒的運動方向與磁場平行時，導體棒不切割磁感線，則無感應電流，D錯誤．
3．如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產生感應電流的是(　　)
A.ab向右運動，同時使θ減小
B.使磁感應強度B減小，θ角同時也減小
C.ab向左運動，同時增大磁感應強度B
D.ab向右運動，同時增大磁感應強度B
和θ角(0°＜θ＜90°)
答案：A
解析：設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ，S增大，θ減小，cos θ增大，則Φ增大，A正確；設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ，B減小，θ減小，cos θ增大，Φ可能不變，B錯誤；設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤；設此時回路面積為S，據題意，磁通量Φ＝BS cos θ， S增大，B增大，θ增大，cos θ減小，Φ可能不變，D錯誤．故選A.
思維提升
判斷是否產生感應電流的流程
(1)確定研究的回路．
(2)弄清楚回路內的磁場分布，并確定穿過該回路的磁通量Φ.
(3)Φ不變→無感應電流．
Φ變化→
考點二
考點二　判斷感應電流方向的兩種方法
【必備知識·自主落實】
1．楞次定律 本質是能量守恒
(1)內容：感應電流的________總要阻礙引起感應電流的________的變化．不是阻止
(2)適用范圍：一切電磁感應現象．
磁場
磁通量
2．右手定則
(1)內容：如圖所示，伸開右手，使拇指與其余四個手指________，并且都與手掌在同一個平面內；讓________從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是____________的方向．
(2)適用情況：判斷導線____________產生的感應電流方向．
垂直
磁感線
感應電流
切割磁感線
【關鍵能力·思維進階】
4．如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環中產生順時針方向感應電流的是(　　)
A. 同時增大B1減小B2
B．同時減小B1增大B2
C．同時以相同的變化率增大B1和B2
D．同時以相同的變化率減小B1和B2
答案：B
解析：若同時增大B1減小B2，則穿過環向里的磁通量增大，根據楞次定律，感應電流產生的磁場方向向外，由安培定則，環中產生的感應電流是逆時針方向，故選項A錯誤；同理可推出，選項B正確，C、D錯誤．
5.[2023·海南卷]汽車測速利用了電磁感應現象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時針(俯視)方向電流，當汽車經過線圈時(　　)
A．線圈1、2產生的磁場方向豎直向上
B．汽車進入線圈1過程產生感應電流方向為abcd
C．汽車離開線圈1過程產生感應電流方向為abcd
D．汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同
答案：C
解析：由右手螺旋定則可知，線圈1、2形成的磁場方向都是豎直向下的，A錯；汽車進入線圈1時，線圈abcd中向下的磁通量增大，由楞次定律可判斷，線圈abcd中的感應電流方向與線圈1反向，是逆時針，即感應電流方向為adcb，同理，汽車離開線圈1時，線圈abcd中向下的磁通量減小，線圈abcd中的感應電流方向是順時針，即感應電流方向為abcd，故B錯，C對；安培力為阻力，與速度方向相反，D錯．
6.ab為一金屬桿，它處在如圖所示的垂直于紙面向里的勻強磁場中，可繞a點在紙面內轉動；S為以a為圓心位于紙面內的金屬圓環；在桿轉動過程中，桿的b端與金屬環保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環相連，另一端與a點良好接觸．當桿沿逆時針方向轉動時，某時刻ab桿的位置如圖，則此時刻(　　)
A．有電流通過電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向右
B．有電流通過電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向左
C. 有電流通過電流表，方向d→c；作用于ab的安培力向左
D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零
答案：C
解析：當桿沿逆時針方向轉動時，根據右手定則，判斷出ab桿中感應電流方向b→a，有電流通過電流表，方向d→c，根據左手定則，作用于ab的安培力向左，C正確，A、B、D錯誤．
思維提升
用楞次定律判斷感應電流方向的“四步法”
考點三
考點三　 楞次定律的推廣及 “三定則”“一定律”的綜合應用
【關鍵能力·思維進階】
1．楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因，列表說明如下：
內容 例證
增反 減同
磁體靠近線圈，B感與B原方向相反　
當I1增大時，環B中的感應電流方向與I1相反；當I1減小時，環B中的感應電流方向與I1相同
　
來拒 去留
磁體靠近，是斥力　　磁體遠離，是引力
阻礙磁體與圓環相對運動
增縮減 擴(適用 于單向 磁場) P、Q是光滑固定導軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移(上移)，a、b靠近(遠離)，使回路面積有縮小(擴大)的趨勢
增離 減靠 當開關S閉合時，左環向左擺動、右環向右擺動，圓環通過遠離或靠近通電線圈來阻礙磁通量的變化　
2.“三個定則”“一個定律”的比較
名稱 用途 選用原則
安培定則 判斷電流產生的磁場(方向)分布 因電生磁
左手定則 判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向 因電受力
右手定則 判斷導體切割磁感線產生的感應電流方向或電源正負極 因動生電
楞次定律 判斷因回路磁通量改變而產生的感應電流方向 因磁通量變化生電
考向1　楞次定律推論的應用
例 1 [2023·北京卷](增反減同)如圖所示，光滑水平面上的正方形導線框，以某一初速度進入豎直向下的勻強磁場并最終完全穿出．線框的邊長小于磁場寬度．下列說法正確的是(　　)
A．線框進磁場的過程中電流方向為順時針方向
B．線框出磁場的過程中做勻減速直線運動
C．線框在進和出的兩過程中產生的焦耳熱相等
D．線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等
答案：D
解析：線框進磁場的過程中由楞次定律知電流方向為逆時針方向，A錯誤；
線框出磁場的過程中，根據E＝Blv,I＝,聯立有FA＝＝ma
由于線框出磁場過程中由左手定則可知線框受到的安培力向左，則v減小，線框做加速度減小的減速運動，B錯誤；
由功能關系得線框產生的焦耳熱Q＝FAL
其中線框進出磁場時均做減速運動，但其進磁場時的速度大，安培力大，產生的焦耳熱多，C錯誤；
線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量q＝t
其中I＝，E＝BL
則聯立有q＝x
由于線框在進和出的兩過程中線框的位移均為L，則線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等，故D正確．故選D.
例 2 (來拒去留)某同學學習了電磁感應相關知識之后，做了探究性實驗：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，線圈上方有一N極朝下、豎直放置的條形磁鐵，手握磁鐵在線圈的正上方靜止，此時電子秤的示數為m0.將磁鐵N極(　　)
A．加速插向線圈的過程中，電子秤的示數小于m0
B．加速抽出線圈的過程中，電子秤的示數大于m0
C．加速插入線圈瞬間，線圈中感應電流沿逆時針
方向(俯視)
D．勻速插入線圈的過程中，磁鐵減少的重力勢能
等于線圈中產生的焦耳熱
答案：C
解析：將條形磁鐵插入線圈或從線圈中抽出的過程，穿過線圈的磁通量發生了變化，線圈中產生了感應電流，線圈與條形磁鐵會發生相互作用，根據楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互排斥，導致電子秤的示數大于m0，在抽出磁鐵(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互吸引，導致電子秤的示數小于m0，故A、B錯誤；根據楞次定律可判斷，將一條形磁鐵的N極加速插入線圈時，線圈中產生的感應電流方向為逆時針方向(俯視)，故C正確；磁鐵N極勻速插入線圈的過程中，磁鐵受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力所做的功等于線圈中產生的焦耳熱，故D錯誤．故選C.
例 3 [2024·海南統考模擬預測](增縮減擴)如圖，固定的彈性金屬圓環與螺線管共軸，在閉合開關S的瞬間，有關環中的感應電流I的方向(從環的右側往左側看)和環形變的說法正確的是(　　)
A. 順時針方向，擴張
B．順時針方向，收縮
C．逆時針方向，擴張
D．逆時針方向，收縮
答案：C
解析：在閉合開關S的瞬間，螺線管磁場方向向左，根據楞次定律，金屬圓環感應磁場方向向右，從環的右側往左側看，感應電流I的方向為逆時針方向，環向外擴張．故選C.
考向2　 “三定則”“一定律”的綜合應用
例 4 如圖所示，置于勻強磁場中的金屬圓盤(可繞O點轉動)中央和邊緣各引出一根導線，與套在鐵芯上部的線圈A相連，套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導線接在兩根水平光滑導軌上，導軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強磁場中，下列說法正確的是(　　)
A．圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向右運動
B．圓盤逆時針減速轉動時，ab棒將向右運動
C．圓盤順時針勻速轉動時，ab棒將向右運動
D．圓盤逆時針加速轉動時，ab棒將向右運動
答案：D
解析：由右手定則可知，圓盤順時針加速轉動時，感應電流從圓心流向邊緣，線圈A中產生的磁場方向向下且磁場增強．由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運動，選項A錯誤；若圓盤逆時針減速轉動時，感應電流從邊緣流向圓心，線圈A中產生的磁場方向向上且磁場減小．由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運動，選項B錯誤；當圓盤順時針勻速轉動時，線圈A中產生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則ab棒沒有感應電流，則將不會運動，選項C錯誤；由右手定則可知，圓盤逆時針加速轉動時，感應電流從邊緣流向中心，線圈A中產生的磁場方向向上且磁場增強，由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向下，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由b→a，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒將向右運動，選項D正確．故選D.
核心素養提升 應用右手定則和楞次定律解決實際問題
情境1　電磁剎車裝置——科學思維
典例1 [2024·廣東選擇考模擬]如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進方向有與abcd等寬、等長的有界勻強磁場，磁場方向垂直地面向上．小車進入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止．則小車(　　)
A．進入磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為adcba
B.離開磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為abcda
C．穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導線框中沒有感應電流
D．穿過磁場的過程中，矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左
答案：D
解析：根據楞次定律可知，小車進入磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為abcda，離開磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為adcba，選項A、B錯誤；因線框與磁場等寬、等長，則穿過磁場的過程中，矩形導線框中始終有感應電流，選項C錯誤；根據左手定則可知，穿過磁場的過程中，矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左，選項D正確．
情境2　無線電門鈴——科學推理
典例2 圖甲為某無線門鈴按鈕，其原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁鐵遠離螺線管回歸原位置．下列說法正確的是(　　)
A．按下按鈕過程，電流方向P→R→Q
B．按住按鈕不動，門鈴依然會響
C．松開按鈕過程，螺線管P端電勢較高
D．按下和松開按鈕過程，螺線管產生大小相同的感應電流
答案：C
解析：按下按鈕過程，螺線管內磁通量增大，根據楞次定律，電流方向Q→R→P，故A錯誤；按住按鈕不動，穿過螺線管的磁通量不變，螺線管不會產生感應電流，電鈴不會響，故B錯誤；松開按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左減小，根據楞次定律可知螺線管中感應電流為從Q端流入，從P端流出，螺線管充當電源，則P端電勢較高，故C正確；按下和松開按鈕過程，螺線管中磁通量的變化率不一定相同，故螺線管產生的感應電動勢不一定相同，故D錯誤．故選C.
情境3　電子天平——科學思維
典例3 某電子天平原理如圖所示，“E”形磁鐵的兩側為N極，中心為S極．兩極間的磁感應強度大小均為B(其余空間的磁場忽略不計)，磁極寬度均為L，—正方形線圈套于中心磁極上，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當質量為m的重物放在秤盤上時，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運動(骨架與磁鐵不接觸)．隨后通過CD兩端對線圈供電，秤盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止，由此時對應的供電電流I可確定重物的質量．已知線圈匝數為n，線圈電阻為R，重力加速度為g.
則下列說法正確的是(　　)
A.秤盤和線圈一起向下運動過程中，C點電勢低于D點電勢
B．外電路對線圈供電電流I要從C端流入
C．稱盤和線圈下落過程中線圈的磁通量為零，所以不產生感應電動勢
D．若線圈靜止時消耗的最大電功率為P，該電子天平能稱量的最大質量為
答案：D
解析：由圖知，線圈向下運動，線圈切割磁感線，根據右手定則可知，線圈產生感應電動勢，感應電流從C端流出，D端流入，C點電勢高于D點電勢，故A、C錯誤；根據左手定則可知，若想使彈簧恢復形變，安培力必須向上，根據左手定則可知外電流應從D端流入，故B錯誤；
由平衡條件知mg＝2nBIL
得重物質量與電流的關系為m＝
根據P＝I2R
可得最大質量為m＝
故D正確．故選D.

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