資源簡介

第1講　電磁感應現象　楞次定律
實驗14:探究影響感應電流方向的因素
■目標要求
1.知道電磁感應現象產生的條件并會分析解決實際問題。2.會根據楞次定律判斷感應電流的方向,會應用楞次定律的推論分析問題。3.能綜合應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題。
考點1　電磁感應現象　楞次定律
　　　　　 　　　　　　　　　　
必|備|知|識
1.磁通量。
(1)磁通量。
①定義:磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的　　　　。
②公式:Φ=　　　　(B⊥S);單位:韋伯(Wb)。
③矢標性:磁通量是　 　　,但有正負。
(2)磁通量的變化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。
2.電磁感應現象。
(1)電磁感應現象。
當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時,閉合導體回路中有　　　　　產生的現象。
(2)產生感應電流的條件。
①閉合導體回路;②　　　　　　發生變化。
3.楞次定律。
(1)內容:感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的　　　　。
(2)適用范圍:一切電磁感應現象。
4.右手定則。
(1)內容:伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直,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　　　　　　的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。
(2)適用情況:導線　　　　　　　產生感應電流。
5.實驗:探究影響感應電流方向的因素。
(1)實驗思路。
如圖所示,通過將條形磁鐵插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量,根據電流表指針的偏轉方向判斷感應電流的方向。
(2)實驗器材。
電流表、條形磁鐵、螺線管、電池、開關、導線、滑動變阻器等。
(3)實驗現象。
相對運動情況
原磁場方向 向下 向下 向上 向上
Φ的變化情況 增加 減少 減少 增加
感應電流的磁 場方向(線圈中) 向上 向下 向上 向下
感應電流在 線圈中的方向 自下而上 自上而下 自下而上 自上而下
感應電流的磁 場方向與原磁 場方向的關系 相反 相同 相同 相反
(4)實驗結論。
當穿過線圈的磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場的方向相反;當穿過線圈的磁通量減少時,感應電流的磁場與原磁場的方向相同。
關|鍵|能|力
考向1　磁通量　電磁感應現象
【典例1】　
如圖所示,匝數為N、面積為S的閉合線圈abcd水平放置,與磁感應強度為B的勻強磁場夾角為45°?，F將線圈以ab邊為軸順時針轉動90°,則(　　)
A.整個過程中線圈中未產生感應電流
B.線圈水平放置時的磁通量為
C.整個過程中線圈中的磁通量始終不為0
D.整個過程中線圈的磁通量變化量大小為BS
考向2　實驗:探究影響感應電流方向的因素
【典例2】　
圖1
(2024·北京卷)用如圖1所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。如圖2所示,分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管,觀察并標記感應電流的方向。
圖2
關于本實驗,下列說法正確的是　　　　(多選,填選項字母)。
A.需要記錄感應電流的大小
B.通過觀察電流表指針的偏轉方向確定感應電流的方向
C.圖2中甲和乙表明,感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關
考向3　感應電流方向的判斷
1.判斷電磁感應現象能否發生的一般流程。
2.感應電流方向判斷的兩種方法。
方法一:用楞次定律判斷。
方法二:用右手定則判斷。
該方法適用于部分導體切割磁感線。判斷時注意掌心、四指、拇指的方向:
(1)掌心——磁感線穿入;
(2)拇指——導體運動的方向;
(3)四指——感應電流的方向。
【典例3】　(2024·北京卷)如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上,下列說法正確的是(　　)
A.閉合開關瞬間,線圈M和線圈P相互吸引
B.閉合開關,達到穩定后,電流表的示數為0
C.斷開開關瞬間,流過電流表的電流方向由a到b
D.斷開開關瞬間,線圈P中感應電流的磁場方向向左
【典例4】　
(2023·江蘇卷)如圖所示,圓形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場,OC導體棒的O端位于圓心,棒的中點A位于磁場區域的邊緣?，F使導體棒繞O點在紙面內逆時針轉動。O、A、C點電勢分別為φO、φA、φC,則(　　)
A.φO>φC B.φC>φA
C.φO=φA D.φO-φA=φA-φC
考點2　楞次定律的拓展應用
　　　　　 　　　　　　　　　　
關|鍵|能|力
　　　　　 　　　　　　　　　　
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 阻礙原磁通量變化 ——“增反減同” 阻礙相對運動——“來拒去留” 使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴” 阻礙原電流的變化——“增反減同”
例 證 磁鐵靠近線圈,B感與B原方向相反 磁鐵靠近,是斥力 磁鐵遠離,是引力 P、Q是光滑固定導軌,a、b是可動金屬棒,磁鐵下移,a、b靠近 合上S,B先亮
【典例5】　
(2020·全國卷Ⅲ)如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環。圓環初始時靜止。將圖中開關S由斷開狀態撥至連接狀態,電路接通的瞬間,可觀察到(　　)
A.撥至M端或N端,圓環都向左運動
B.撥至M端或N端,圓環都向右運動
C.撥至M端時圓環向左運動,撥至N端時向右運動
D.撥至M端時圓環向右運動,撥至N端時向左運動
【典例6】　
(多選)如圖所示,光滑固定的金屬導軌M、N水平放置,兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上,形成一個閉合回路。已知重力加速度為g,則當一條形磁鐵從高處下落接近回路時(　　)
A.P、Q將相互靠攏
B.P、Q將互相遠離
C.磁鐵的加速度仍為g
D.磁鐵的加速度小于g
考點3　“三個定則,一個定律”的綜合應用
　　　　　 　　　　　　　　　　
關|鍵|能|力
　　　　　 　　　　　　　　　　
安培定則、左手定則、右手定則、
楞次定律的應用對比
基本現象 因果關系 應用規律
運動電荷、電流產生磁場 因電生磁 安培定則
磁場對運動電荷、電流有作用力 因電受力 左手定則
部分導體做切割磁感線運動 因動生電 右手定則
閉合回路磁通量變化 因磁生電 楞次定律
【典例7】　(2024·江蘇卷)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個線圈a、b,線圈a處在勻強磁場中,現將線圈a從磁場中勻速拉出,線圈a、b中產生的感應電流方向分別是(　　)
A.順時針,順時針 B.順時針,逆時針
C.逆時針,順時針 D.逆時針,逆時針
第1講　電磁感應現象　楞次定律
實驗14:探究影響感應電流方向的因素
考點1
必備知識 　
1.(1)①乘積?、贐S?、蹣肆俊?.(1)感應電流　(2)②磁通量　3.(1)變化　4.(1)磁感線　導線運動　(2)切割磁感線
關鍵能力 　
【典例1】　D　解析　整個過程中穿過線圈的磁通量不斷變化,線圈中一直產生感應電流,A項錯誤;線圈水平放置時的磁通量為Φ=,B項錯誤;當線圈平面與磁場方向平行時線圈中的磁通量為0,C項錯誤;設初位置時穿過線圈的磁通量為正,則初位置時Φ1=BSsin θ=,末位置時Φ2=-BScos θ=-,則初、末位置磁通量的改變量的大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS,D項正確。
【典例2】　答案　BC
解析　本實驗探究影響感應電流方向的因素,故不需要記錄感應電流的大小,A項錯誤;本實驗通過電流表指針的偏轉方向確定感應電流的方向,B項正確;由題圖2甲和乙知,條形磁體插入N極和S極時,電流方向不同,故感應電流的方向與條形磁體的插入端是N還是S有關,C項正確。
【典例3】　B　解析　閉合開關瞬間,線圈P中感應電流的磁場與線圈M中電流的磁場方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,A項錯誤;閉合開關,達到穩定后,通過線圈P的磁通量保持不變,則感應電流為零,電流表的示數為零,B項正確;斷開開關瞬間,通過線圈P的磁場方向向右,磁通量減小,由楞次定律可知感應電流的磁場方向向右,因此流過電流表的感應電流方向由b到a,C、D兩項錯誤。
【典例4】　A　解析　導體棒OA段旋轉切割磁感線,根據右手定則可知φO>φA;AC段不切割磁感線,屬于等勢體,則φA=φC,故φO>φA=φC,A項正確。
考點2
關鍵能力 　
【典例5】　B　解析　無論開關S撥至哪一端,當把電路接通一瞬間,左邊線圈中的電流從無到有,電流在線圈軸線上的磁場從無到有,從而引起穿過圓環的磁通量突然增大,根據楞次定律(增反減同),右邊圓環中產生了與左邊線圈中方向相反的電流,異向電流相互排斥,所以無論哪種情況,圓環均向右運動,B項正確。
【典例6】　AD　解析　方法一　設磁鐵下端為N極,如圖所示,根據楞次定律可判斷出P、Q中的感應電流方向如圖所示,根據左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向,可見,P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律,磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g,當磁鐵下端為S極時,根據類似的分析可得到相同的結果,A、D兩項正確。
方法二　根據楞次定律的另一表述——感應電流的效果,總要反抗產生感應電流的原因。本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以,P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g,A、D兩項正確。
考點3
關鍵能力 　
【典例7】　A　解析　線圈a從磁場中勻速拉出的過程中穿過線圈a的磁通量在減小,則根據楞次定律可知線圈a的電流為順時針,由于線圈a從磁場中勻速拉出,a中產生的電流為恒定電流,線圈a靠近線圈b的過程中,線圈b的磁通量在向外增大,發生二次感應,由楞次定律判斷出線圈b產生的電流為順時針,A項正確。(共34張PPT)
第1講
電磁感應現象　楞次定律
實驗14：探究影響感應電流方向的因素
第十二章　電磁感應
目
標
要
求
1.知道電磁感應現象產生的條件并會分析解決實際問題。2.會根據楞次定律判斷感應電流的方向，會應用楞次定律的推論分析問題。3.能綜合應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題。
考點1　電磁感應現象　楞次定律
考點2　楞次定律的拓展應用
內容
索引
考點3　 “三個定則，一個定律”的綜合應用
電磁感應現象　楞次定律
考點1
必|備|知|識
1.磁通量。
(1)磁通量。
①定義：磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的 。
②公式：Φ= (B⊥S)；單位：韋伯(Wb)。
③矢標性：磁通量是 ，但有正負。
(2)磁通量的變化量：ΔΦ=Φ2-Φ1。
乘積
BS
標量
2.電磁感應現象。
(1)電磁感應現象。
當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中有
產生的現象。
(2)產生感應電流的條件。
①閉合導體回路；② 發生變化。
感應電流
磁通量
3.楞次定律。
(1)內容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的 。
(2)適用范圍：一切電磁感應現象。
4.右手定則。
(1)內容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，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 的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向。
(2)適用情況：導線 產生感應電流。
變化
磁感線
導線運動
切割磁感線
5.實驗：探究影響感應電流方向的因素。
(1)實驗思路。
如圖所示，通過將條形磁鐵插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，根據電流表指針的偏轉方向判斷感應電流的方向。
(2)實驗器材。
電流表、條形磁鐵、螺線管、電池、開關、導線、滑動變阻器等。
(3)實驗現象。
相對運動情況
原磁場方向 向下 向下 向上 向上
Φ的變化情況 增加 減少 減少 增加
感應電流的磁場方向(線圈中) 向上 向下 向上 向下
感應電流在線圈中的方向 自下而上 自上而下 自下而上 自上而下
感應電流的磁場方向 與原磁場方向的關系 相反 相同 相同 相反
(4)實驗結論。
當穿過線圈的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場的方向相反；當穿過線圈的磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場的方向相同。
考向1
磁通量　電磁感應現象
【典例1】　如圖所示，匝數為N、面積為S的閉合線圈abcd水平放置，與磁感應強度為B的勻強磁場夾角為45°?，F將線圈以ab邊為軸順時針轉動90°，則( )
A.整個過程中線圈中未產生感應電流
B.線圈水平放置時的磁通量為
C.整個過程中線圈中的磁通量始終不為0
D.整個過程中線圈的磁通量變化量大小為BS
關|鍵|能|力
整個過程中穿過線圈的磁通量不斷變化，線圈中一直產生感應電流，A項錯誤；線圈水平放置時的磁通量為Φ=，B項錯誤；當線圈平面與磁場方向平行時線圈中的磁通量為0，C項錯誤；設初位置時穿過線圈的磁通量為正，則初位置時Φ1=BSsin θ=，末位置時Φ2=-BScos θ=-，則初、末位置磁通量的改變量的大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS，D項正確。
解析
考向2
實驗：探究影響感應電流方向的因素
【典例2】　(2024·北京卷)用如圖1所示的實驗裝置探究影響感應電流方向的因素。如圖2所示，分別把條形磁體的N極或S極插入、拔出螺線管，觀察并標記感應電流的方向。
關于本實驗，下列說法正確的是 (多選，填選項字母)。
A.需要記錄感應電流的大小
B.通過觀察電流表指針的偏轉方向確定感應電流的方向
C.圖2中甲和乙表明，感應電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關
BC
本實驗探究影響感應電流方向的因素，故不需要記錄感應電流的大小，A項錯誤；本實驗通過電流表指針的偏轉方向確定感應電流的方向，B項正確；由題圖2甲和乙知，條形磁體插入N極和S極時，電流方向不同，故感應電流的方向與條形磁體的插入端是N還是S有關，C項正確。
解析
考向3
感應電流方向的判斷
1.判斷電磁感應現象能否發生的一般流程。
2.感應電流方向判斷的兩種方法。
方法一：用楞次定律判斷。
方法二：用右手定則判斷。
該方法適用于部分導體切割磁感線。判斷時注意掌心、四指、拇指的方向：
(1)掌心——磁感線穿入；
(2)拇指——導體運動的方向；
(3)四指——感應電流的方向。
【典例3】　(2024·北京卷)如圖所示，線
圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上，下列說法
正確的是( )
A.閉合開關瞬間，線圈M和線圈P相互吸引
B.閉合開關，達到穩定后，電流表的示數為0
C.斷開開關瞬間，流過電流表的電流方向由a到b
D.斷開開關瞬間，線圈P中感應電流的磁場方向向左
閉合開關瞬間，線圈P中感應電流的磁場與線圈M中電流的磁場方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，A項錯誤；閉合開關,達到穩定后，通過線圈P的磁通量保持不變，則感應電流為零，電流表的示數為零，B項正確；斷開開關瞬間，通過線圈P的磁場方向向右，磁通量減小，由楞次定律可知感應電流的磁場方向向右,因此流過電流表的感應電流方向由b到a，C、D兩項錯誤。
解析
【典例4】　(2023·江蘇卷)如圖所示，圓形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，OC導體棒的O端位于圓心，棒的中點A位于磁場區域的邊緣?，F使導體棒繞O點在紙面內逆時針轉動。O、A、C點電勢分別為φO、φA、φC，則( )
A.φO>φC B.φC>φA
C.φO=φA D.φO-φA=φA-φC
導體棒OA段旋轉切割磁感線，根據右手定則可知φO>φA；AC段不切割磁感線，屬于等勢體，則φA=φC，故φO>φA=φC，A項正確。
解析
楞次定律的拓展應用
考點2
關|鍵|能|力
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 阻礙原磁通量變化——“增反減同” 阻礙相對運動——“來拒去留” 使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴” 阻礙原電流的變化——“增反減同”
例證 磁鐵靠近線圈， B感與B原方向相反 磁鐵靠近，是斥力 磁鐵遠離，是引力 P、Q是光滑固定導軌，a、b是可動金屬棒，磁鐵下移，a、b靠近

合上S，B先亮
【典例5】　(2020·全國卷Ⅲ)如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環。圓環初始時靜止。將圖中開關S由斷開狀態撥至連接狀態，電路接通的瞬間，可觀察到( )
A.撥至M端或N端，圓環都向左運動
B.撥至M端或N端，圓環都向右運動
C.撥至M端時圓環向左運動，撥至N端時向右運動
D.撥至M端時圓環向右運動，撥至N端時向左運動
無論開關S撥至哪一端，當把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電流在線圈軸線上的磁場從無到有，從而引起穿過圓環的磁通量突然增大，根據楞次定律(增反減同)，右邊圓環中產生了與左邊線圈中方向相反的電流，異向電流相互排斥，所以無論哪種情況，圓環均向右運動，B項正確。
解析
【典例6】　(多選)如圖所示，光滑固定的金屬導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路。已知重力加速度為g，則當一條形磁鐵從高處下落接近回路時( )
A.P、Q將相互靠攏
B.P、Q將互相遠離
C.磁鐵的加速度仍為g
D.磁鐵的加速度小于g
方法一　設磁鐵下端為N極，如圖所示，根據楞次
定律可判斷出P、Q中的感應電流方向如圖所示，
根據左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，可
見，P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合
力向下，由牛頓第三定律，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g，當磁鐵下端為S極時，根據類似的分析可得到相同的結果，A、D兩項正確。
解析
方法二　根據楞次定律的另一表述——感應電流的效果，總要反抗產生感應電流的原因。本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以，P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g，A、D兩項正確。
解析
“三個定則，一個定律”的綜合應用
考點3
關|鍵|能|力
安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應用對比
基本現象 因果關系 應用規律
運動電荷、電流產生磁場 因電生磁 安培定則
磁場對運動電荷、電流有作用力 因電受力 左手定則
部分導體做切割磁感線運動 因動生電 右手定則
閉合回路磁通量變化 因磁生電 楞次定律
【典例7】　(2024·江蘇卷)如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個線圈a、b，線圈a處在勻強磁場中，現將線圈a從磁場中勻速拉出，線圈a、b中產生的感應電流方向分別是( )
A.順時針，順時針 B.順時針，逆時針
C.逆時針，順時針 D.逆時針，逆時針
線圈a從磁場中勻速拉出的過程中穿過線圈a的磁通量在減小，則根據楞次定律可知線圈a的電流為順時針，由于線圈a從磁場中勻速拉出，a中產生的電流為恒定電流，線圈a靠近線圈b的過程中，線圈b的磁通量在向外增大，發生二次感應，由楞次定律判斷出線圈b產生的電流為順時針，A項正確。
解析微練41　電磁感應現象　楞次定律
實驗14:探究影響感應電流方向的因素
　梯級Ⅰ基礎練
1.關于電磁感應，下列說法正確的是(　　)
A.如圖甲所示，導體AB順著磁感線運動，回路中有感應電流
B.如圖乙所示，條形磁鐵插入線圈中不動，有感應電流產生
C.如圖丙所示，開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，滑動變阻器滑片勻速滑動時無感應電流，加速滑動時有感應電流
D.如圖丙所示，開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，只要移動滑動變阻器的滑片，電路中就有感應電流
2.如圖所示的磁場中有一個垂直于磁場中心磁感線放置的閉合圓環，現在將圓環從圖示A位置水平向右移到B位置，從右向左看，感應電流方向和圓環變形趨勢正確的是(　　)
A.逆時針，擴張趨勢 B.逆時針，收縮趨勢
C.順時針，擴張趨勢 D.順時針，收縮趨勢
3.如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一個較小的線圈2從正上方下落，在下落過程中2的面積保持與線圈1的平面平行且兩圓心在同一豎直線上，則線圈2從正上方下落到穿過線圈1直至在下方運動的過程中，從上往下看線圈2(　　)
A.無感應電流
B.有順時針方向的感應電流
C.有先順時針后逆時針的感應電流
D.有先逆時針后順時針的感應電流
4.如圖所示，通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd。則(　　)
A.若線圈豎直向上平動，沒有感應電流產生
B.若線圈向左平動，其中感應電流方向是a→b→c→d
C.當線圈向右平動時，其中感應電流方向是a→d→c→b
D.當線圈以導線為軸轉動時，其中感應電流方向是a→b→c→d
5.有金屬外殼的人造衛星繞地球運行時，由于軌道各處的地磁場不同，使人造衛星的速度發生變化，則人造衛星(　　)
A.軌道半徑變小 B.受地球的引力逐漸減小
C.加速度大小不變 D.機械能逐漸增大
6.(2025·南通模擬)如圖所示，用絲線將一個圓形金屬板懸于O點，豎直虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強磁場，而右邊沒有磁場，不計空氣阻力，現將金屬板從圖示位置由靜止釋放，金屬板面在擺動過程中始終與磁場垂直。下列說法正確的是(　　)
A.金屬板離開磁場時板內不產生感應電流，進入磁場時板內產生感應電流
B.板內始終不能產生感應電流，金屬板擺動不會停止
C.金屬板的擺動幅度逐漸減小，擺動一段時間后會停止
D.板內雖然能產生感應電流，但受到的安培力合力為零，故金屬板擺動幅度不會改變
7.如圖所示，一根質量為M、長為L的銅管放置在水平桌面上，現讓一塊質量為m、可視為質點的釹鐵硼強磁鐵從銅管上端由靜止下落，強磁鐵在下落過程中不與銅管接觸，在此過程中(重力加速度為g)(　　)
A.桌面對銅管的支持力一直為Mg
B.銅管和強磁鐵組成的系統機械能守恒
C.銅管中沒有感應電流
D.強磁鐵下落到桌面的時間大于強磁鐵的自由落體運動時間
8.如圖所示，光滑導電圓環軌道豎直固定在勻強磁場中，磁場方向與軌道所在平面垂直，導體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動，當ab棒由圖示位置釋放，直到滑到右側虛線位置的過程中，關于ab棒中的感應電流情況，正確的是(　　)
A.先有從a到b的電流，后有從b到a的電流
B.先有從b到a的電流，后有從a到b的電流
C.始終有從b到a的電流
D.始終沒有電流產生
9.如圖，兩個半徑不同但共心的圓形導線環A、B位于同一平面內，A環的半徑小于B環的半徑，已知在t=0到t=t1的時間間隔內，當導線環A中的電流i發生某種變化，而導線環B中的感應電流總是沿順時針方向，且導線環B總有收縮的趨勢。設環A中電流i的正方向與圖中箭頭所示的方向相同，則i隨時間t的變化的圖線可能是(　　)
梯級Ⅱ能力練
10.如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是(　　)
①向右加速運動　②向左加速運動　③向右減速運動　④向左減速運動
A.①② B.①④
C.②③ D.②④
11.(多選)如圖所示，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應電流產生且被螺線管吸引(　　)
A.向右做勻速運動 B.向左做減速運動
C.向右做減速運動 D.向右做加速運動
12.某同學應用楞次定律判斷線圈中導線的纏繞方向。器材有:一個繞向未知的線圈，一個條形磁鐵，一只多用電表，導線若干。操作步驟如下:
①為避免指針反向偏轉損壞電表，先調整指針定位螺絲使指針盡量偏向零刻線右側;
②把多用電表和線圈按圖甲連接，將選擇開關旋轉到10 mA擋;
③將條形磁鐵N極向下插入線圈時，發現多用電表的指針向右偏轉;
④根據楞次定律判斷出線圈中導線的纏繞方向。
請回答下列問題:
(1)在步驟①中調整多用電表的指針定位螺絲是　　　　(填“a”“b”或“c”)。
(2)可判斷線圈中導線的纏繞方向如圖乙中的　　　　(填“A”或“B”)所示。
(3)若條形磁鐵插入越快，多用電表的指針偏角　　　　(填“越大”或“越小”)。
梯級Ⅲ創新練
13.如圖所示，正方形金屬線框abcd放置在光滑水平面上，水平面上有xOy平面直角坐標系，該空間有豎直向下的磁場，沿y軸正方向磁感應強度均勻增大，線框保持ad邊與x軸平行向y軸正方向做勻速運動。關于線框中感應電流及線框所受安培力的合力方向，下列說法正確的是(　　)
A.感應電流沿順時針方向，安培力的合力沿y軸正方向
B.感應電流沿逆時針方向，安培力的合力沿y軸正方向
C.感應電流沿順時針方向，安培力的合力沿y軸負方向
D.感應電流沿逆時針方向，安培力的合力沿y軸負方向
微練41　電磁感應現象　楞次定律 實驗14:探究影響感應電流方向的因素
1.D　解析　如題圖甲所示,導體AB順著磁感線運動,通過閉合回路的磁通量不變,回路中沒有感應電流,A項錯誤;如題圖乙所示,條形磁鐵插入線圈中不動,線圈中磁通量不變,沒有感應電流產生,B項錯誤;如題圖丙所示,開關一直接通,小螺線管A插入大螺線管B中不動,只要移動滑動變阻器的滑片,電路中的電流就發生變化,A產生的磁場就發生變化,B中的磁通量會發生變化,電路中就有感應電流,C項錯誤,D項正確。
2.A　解析　由題圖可知,圓環由A位置水平向右移到B位置的過程中,穿過圓環向右的磁感線條數變少,故說明磁通量變小,根據楞次定律可知,圓環中感應電流產生的磁場方向向右,再根據安培定則知圓環中感應電流方向是逆時針繞向(從右向左看),根據楞次定律推論“增縮減擴”可知圓環有擴張趨勢,A項正確。
3.C　解析　根據安培定則,在線圈2下落到線圈1所在的平面之前,線圈1中電流在線圈2產生的磁通量向上,且不斷增大,根據楞次定律,從上往下看,線圈2中產生順時針方向感應電流削弱磁通量的變化,當線圈2從線圈1所在平面繼續下落時,線圈1中電流在線圈2產生的磁通量仍然向上,且不斷減小,根據楞次定律,從上往下看線圈2產生逆時針感應電流削弱磁通量變化,C項正確。
4.A　解析　若線圈豎直向上平動,線圈中的磁通量沒有變化,故線圈中不產生感應電流,A項正確;若線圈向左平動,線圈靠近導線,磁通量增加,由楞次定律和安培定則可知,其中感應電流方向是a→d→c→b,B項錯誤;當線圈向右平動時,線圈遠離導線,磁通量減小,由楞次定律和安培定則可知,其中感應電流方向是a→b→c→d,C項錯誤;當線圈以導線為軸轉動時,線圈中磁通量不發生變化,沒有感應電流產生,D項錯誤。
5.A　解析　人造衛星圍繞地球運動時在金屬外殼組成的小部分回路中磁通量變化形成了感應電流,產生電能,則人造衛星的機械能逐漸減小,使得衛星速度減小,做向心運動,則衛星的軌道半徑變小,A項正確,D項錯誤;根據萬有引力定律可得F引=,由于衛星的軌道半徑變小,可知衛星受到地球的引力逐漸增大,衛星的加速度逐漸增大,B、C兩項錯誤。
6.C　解析　當金屬板進入或離開磁場區域時磁通量都會發生變化,都會產生感應電流,A、B兩項錯誤;金屬板在擺進或擺出磁場時有感應電流產生,根據楞次定律得出感應電流的產生會阻礙線圈運動,即有機械能通過安培力做負功轉化為內能,所以金屬板的擺動幅度逐漸減小,擺動一段時間后會停止,C項正確,D項錯誤。
7.D　解析　把銅管看作是由眾多的閉合圓環組成,強磁鐵在下落過程中,閉合圓環切割磁感線產生感應電流,感應電流的磁場對磁鐵產生向上的磁力作用,由牛頓第三定律,磁鐵對銅管產生向下的磁力作用,所以桌面對銅管的支持力大于Mg,A項錯誤;強磁鐵在下落過程中由于在銅管中產生感應電流,所以銅管和強磁鐵組成的系統機械能減小,B、C兩項錯誤;強磁鐵下落到桌面的時間大于強磁鐵的自由落體運動時間,D項正確。
8.D　解析　ab與被其分割開的兩個圓環構成的回路,在ab棒運動過程中,磁通量都保持不變,無感應電流產生,D項正確。
9.A　解析　若環A中沿順時針方向電流減小,則環B中磁場方向指向紙內,磁通量減小,由楞次定律知B環產生順時針方向感生電流,兩環相吸,A項正確;若環A逆時針電流減小,則B環中產生逆時針方向電流,兩環相吸,B項錯誤;若A環中順時針方向電流增大,則B環中將產生逆時針方向的電流,兩環相斥,C項錯誤;若環A中逆時針方向的電流增大,則B環中產生順時針方向電流,兩環相斥,D項錯誤。
10.C　解析　此題可用正、逆思維方法,可將①②③④四種情況下MN受到的安培力方向判斷出來和題中條件對照,這樣必須重復用楞次定律4次,較麻煩。也可以采用逆向思維:MN受向右的磁場力→MN中的感應電流自上而下→產生感應電流的磁場上端為N極→原磁場可能是上端為N極減弱,或上端為S極增強→PQ向右減速或向左加速,C項正確。
11.BC　解析　當導體棒向右勻速運動時產生恒定的電流,線圈中的磁通量恒定,無感應電流出現,A項錯誤;當導體棒向左做減速運動時,由右手定則可判定回路中產生了b→a的感應電流且在減小,由安培定則知螺線管中感應電流的磁場向左在減弱,由楞次定律知c中產生順時針方向的感應電流(從右向左看)且被螺線管吸引,B項正確;同理可判定C項正確,D項錯誤。
12.答案　(1)a　(2)B　(3)越大
解析　(1)題圖甲中的a是多用電表的指針定位螺絲。
(2)將條形磁鐵N極向下插入線圈時,向下穿過線圈的磁通量增加,由楞次定律可知,線圈中感應電流產生的磁場方向向上;多用電表的指針向右偏轉,則感應電流從紅表筆流入多用表,根據安培定則,可以判斷出導線的纏繞方向如圖乙中的B所示。
(3)條形磁鐵插入越快,磁通量變化越快,由法拉第電磁感應定律可知,感應電動勢越大,則電流越大,所以多用電表的指針偏角越大。
13.D　解析　向y軸正方向做勻速運動時,穿過線框的磁通量增大,根據楞次定律,線框內的感應電流沿逆時針方向,安培力的大小F=BIL,根據左手定則可知bc邊受到的安培力沿y軸負方向,ad邊的安培力沿y軸正方向,由于沿y軸正方向磁感應強度均勻增大,則bc邊安培力大于ad邊的安培力,dc和ab邊所受安培力大小相等方向相反,則整體受到的安培力沿y軸負方向,D項正確。(共32張PPT)
微練41
電磁感應現象　楞次定律 實驗14：探究影響感應電流方向的因素
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1.關于電磁感應，下列說法正確的是(　　)
梯級Ⅰ 基礎練
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A.如圖甲所示，導體AB順著磁感線運動，回路中有感應電流
B.如圖乙所示，條形磁鐵插入線圈中不動，有感應電流產生
C.如圖丙所示，開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，滑動變阻器滑片勻速滑動時無感應電流，加速滑動時有感應電流
D.如圖丙所示，開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，只要移動滑動變阻器的滑片，電路中就有感應電流
如題圖甲所示，導體AB順著磁感線運動，通過閉合回路的磁通量不變，回路中沒有感應電流，A項錯誤；如題圖乙所示，條形磁鐵插入線圈中不動，線圈中磁通量不變，沒有感應電流產生，B項錯誤；如題圖丙所示，開關一直接通，小螺線管A插入大螺線管B中不動，只要移動滑動變阻器的滑片，電路中的電流就發生變化，A產生的磁場就發生變化，B中的磁通量會發生變化，電路中就有感應電流，C項錯誤，D項正確。
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2.如圖所示的磁場中有一個垂直于磁場中心磁感線放置的閉合圓環，現在將圓環從圖示A位置水平向右移到B位置，從右向左看，感應電流方向和圓環變形趨勢正確的是(　　)

A.逆時針，擴張趨勢 B.逆時針，收縮趨勢
C.順時針，擴張趨勢 D.順時針，收縮趨勢
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由題圖可知，圓環由A位置水平向右移到B位置的過程中，穿過圓環向右的磁感線條數變少，故說明磁通量變小，根據楞次定律可知，圓環中感應電流產生的磁場方向向右，再根據安培定則知圓環中感應電流方向是逆時針繞向(從右向左看)，根據楞次定律推論“增縮減擴”可知圓環有擴張趨勢，A項正確。
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3.如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一個較小的線圈2從正上方下落，在下落過程中2的面積保持與線圈1的平面平行且兩圓心在同一豎直線上，則線圈2從正上方下落到穿過線圈1直至在下方運動的過程中，從上往下看線圈2(　　)
A.無感應電流
B.有順時針方向的感應電流
C.有先順時針后逆時針的感應電流
D.有先逆時針后順時針的感應電流
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根據安培定則，在線圈2下落到線圈1所在的平面之前，線圈1中電流在線圈2產生的磁通量向上，且不斷增大，根據楞次定律，從上往下看，線圈2中產生順時針方向感應電流削弱磁通量的變化，當線圈2從線圈1所在平面繼續下落時，線圈1中電流在線圈2產生的磁通量仍然向上，且不斷減小，根據楞次定律，從上往下看線圈2產生逆時針感應電流削弱磁通量變化，C項正確。
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4.如圖所示，通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd。則(　　)
A.若線圈豎直向上平動，沒有感應電流產生
B.若線圈向左平動，其中感應電流方向是a→b→c→d
C.當線圈向右平動時，其中感應電流方向是a→d→c→b
D.當線圈以導線為軸轉動時，其中感應電流方向是a→b→c→d
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若線圈豎直向上平動，線圈中的磁通量沒有變化，故線圈中不產生感應電流，A項正確；若線圈向左平動，線圈靠近導線，磁通量增加，由楞次定律和安培定則可知，其中感應電流方向是a→d→c→b，B項錯誤；當線圈向右平動時，線圈遠離導線，磁通量減小，由楞次定律和安培定則可知，其中感應電流方向是a→b→c→d，C項錯誤；當線圈以導線為軸轉動時，線圈中磁通量不發生變化，沒有感應電流產生，D項錯誤。
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5.有金屬外殼的人造衛星繞地球運行時，由于軌道各處的地磁場不 同，使人造衛星的速度發生變化，則人造衛星(　　)
A.軌道半徑變小
B.受地球的引力逐漸減小
C.加速度大小不變
D.機械能逐漸增大
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人造衛星圍繞地球運動時在金屬外殼組成的小部分回路中磁通量變化形成了感應電流，產生電能，則人造衛星的機械能逐漸減 小，使得衛星速度減小，做向心運動，則衛星的軌道半徑變小，A項正確，D項錯誤；根據萬有引力定律可得F引=，由于衛星的軌道半徑變小，可知衛星受到地球的引力逐漸增大，衛星的加速度逐漸增大，B、C兩項錯誤。
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6.(2025·南通模擬)如圖所示，用絲線將一個圓形金屬板懸于O點，豎直虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強磁場，而右邊沒有磁場，不計空氣阻力，現將金屬板從圖示位置由靜止釋放，金屬板面在擺動過程中始終與磁場垂直。下列說法正確的是(　　)
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A.金屬板離開磁場時板內不產生感應電流，進入磁場時板內產生感應電流
B.板內始終不能產生感應電流，金屬板擺動不會停止
C.金屬板的擺動幅度逐漸減小，擺動一段時間后會停止
D.板內雖然能產生感應電流，但受到的安培力合力為零，故金屬板擺動幅度不會改變
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當金屬板進入或離開磁場區域時磁通量都會發生變化，都會產生感應電流，A、B兩項錯誤；金屬板在擺進或擺出磁場時有感應電流產生，根據楞次定律得出感應電流的產生會阻礙線圈運動，即有機械能通過安培力做負功轉化為內能，所以金屬板的擺動幅度逐漸減小，擺動一段時間后會停止，C項正確，D項錯誤。
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7.如圖所示，一根質量為M、長為L的銅管放置在水平桌面上，現讓一塊質量為m、可視為質點的釹鐵硼強磁鐵從銅管上端由靜止下落，強磁鐵在下落過程中不與銅管接觸，在此過程中(重力加速度為g) (　　)
A.桌面對銅管的支持力一直為Mg
B.銅管和強磁鐵組成的系統機械能守恒
C.銅管中沒有感應電流
D.強磁鐵下落到桌面的時間大于強磁鐵的自由落體運動時間
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把銅管看作是由眾多的閉合圓環組成，強磁鐵在下落過程中，閉合圓環切割磁感線產生感應電流，感應電流的磁場對磁鐵產生向上的磁力作用，由牛頓第三定律，磁鐵對銅管產生向下的磁力作用，所以桌面對銅管的支持力大于Mg，A項錯誤；強磁鐵在下落過程中由于在銅管中產生感應電流，所以銅管和強磁鐵組成的系統機械能減小，B、C兩項錯誤；強磁鐵下落到桌面的時間大于強磁鐵的自由落體運動時間，D項正確。
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8.如圖所示，光滑導電圓環軌道豎直固定在勻強磁場中，磁場方向與軌道所在平面垂直，導體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動，當ab棒由圖示位置釋放，直到滑到右側虛線位置的過程中，關于ab棒中的感應電流情況，正確的是(　　)
A.先有從a到b的電流，后有從b到a的電流
B.先有從b到a的電流，后有從a到b的電流
C.始終有從b到a的電流
D.始終沒有電流產生
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ab與被其分割開的兩個圓環構成的回路，在ab棒運動過程中，磁通量都保持不變，無感應電流產生，D項正確。
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9.如圖，兩個半徑不同但共心的圓形導線環A、B位于同一平面內，A環的半徑小于B環的半徑，已知在t=0到t=t1的時間間隔內，當導線環A中的電流i發生某種變化，而導線環B中的感應電流總是沿順時針方向，且導線環B總有收縮的趨勢。設環A中電流i的正方向與圖中箭頭所示的方向相同，則i隨時間t的變化的圖線可能是(　　)
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若環A中沿順時針方向電流減小，則環B中磁場方向指向紙內，磁通量減小，由楞次定律知B環產生順時針方向感生電流，兩環相吸，A項正確；若環A逆時針電流減小，則B環中產生逆時針方向電流，兩環相吸，B項錯誤；若A環中順時針方向電流增大，則B環中將產生逆時針方向的電流，兩環相斥，C項錯誤；若環A中逆時針方向的電流增大，則B環中產生順時針方向電流，兩環相 斥，D項錯誤。
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10.如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒 PQ、MN，當PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運 動，則PQ所做的運動可能是(　　)
梯級Ⅱ 能力練
①向右加速運動?、谙蜃蠹铀龠\動?、巯蛴覝p速運動?、芟蜃鬁p速運動
A.①② B.①④
C.②③ D.②④
此題可用正、逆思維方法，可將①②③④四種情況下MN受到的安培力方向判斷出來和題中條件對照，這樣必須重復用楞次定律4 次，較麻煩。也可以采用逆向思維:MN受向右的磁場力→MN中的感應電流自上而下→產生感應電流的磁場上端為N極→原磁場可能是上端為N極減弱，或上端為S極增強→PQ向右減速或向左加 速，C項正確。
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11.(多選)如圖所示，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應電流產生且被螺線管吸引 (　　)

A.向右做勻速運動 B.向左做減速運動
C.向右做減速運動 D.向右做加速運動
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當導體棒向右勻速運動時產生恒定的電流，線圈中的磁通量恒 定，無感應電流出現，A項錯誤；當導體棒向左做減速運動時，由右手定則可判定回路中產生了b→a的感應電流且在減小，由安培定則知螺線管中感應電流的磁場向左在減弱，由楞次定律知c中產生順時針方向的感應電流(從右向左看)且被螺線管吸引，B項正確；同理可判定C項正確，D項錯誤。
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12.某同學應用楞次定律判斷線圈中導線的纏繞方向。器材有:一個繞向未知的線圈，一個條形磁鐵，一只多用電表，導線若干。操作步驟如下:
①為避免指針反向偏轉損壞電表，先調整指針定位螺絲使指針盡量偏向零刻線右側；
②把多用電表和線圈按圖甲連接，將選擇開關旋轉到10 mA擋；
③將條形磁鐵N極向下插入線圈時，發現多用電表的指針向右偏轉；
④根據楞次定律判斷出線圈中導線的纏繞方向。
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請回答下列問題:
(1)在步驟①中調整多用電表的指針定位螺絲是　　　　(填“a”“b”或“c”)。
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a
題圖甲中的a是多用電表的指針定位螺絲。
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(2)可判斷線圈中導線的纏繞方向如圖乙中的　　　　(填“A”或“B”)所示。
將條形磁鐵N極向下插入線圈時，向下穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律可知，線圈中感應電流產生的磁場方向向上；多用電表的指針向右偏轉，則感應電流從紅表筆流入多用表，根據安培定則，可以判斷出導線的纏繞方向如圖乙中的B所示。
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(3)若條形磁鐵插入越快，多用電表的指針偏角　　　　(填“越大”或 “越小”)。
條形磁鐵插入越快，磁通量變化越快，由法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢越大，則電流越大，所以多用電表的指針偏角越大。
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越大
13.如圖所示，正方形金屬線框abcd放置在光滑水平面上，水平面上有xOy平面直角坐標系，該空間有豎直向下的磁場，沿y軸正方向磁感應強度均勻增大，線框保持ad邊與x軸平行向y軸正方向做勻速運 動。關于線框中感應電流及線框所受安培力的合力方向，下列說法正確的是(　　)
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梯級Ⅲ 創新練
A.感應電流沿順時針方向，安培力的合力沿y軸正方向
B.感應電流沿逆時針方向，安培力的合力沿y軸正方向
C.感應電流沿順時針方向，安培力的合力沿y軸負方向
D.感應電流沿逆時針方向，安培力的合力沿y軸負方向
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向y軸正方向做勻速運動時，穿過線框的磁通量增大，根據楞次定律，線框內的感應電流沿逆時針方向，安培力的大小F=BIL，根據左手定則可知bc邊受到的安培力沿y軸負方向，ad邊的安培力沿y軸正方向，由于沿y軸正方向磁感應強度均勻增大，則bc邊安培力大于ad邊的安培力，dc和ab邊所受安培力大小相等方向相反，則整體受到的安培力沿y軸負方向，D項正確。
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