第十章電窿感庖

■DISHIZHANG

第1講電磁感應現(xiàn)象楞次定律

:必備知識新學法基礎落實三更

［主干知識?填一填］

一、磁通量

L概念：磁感應強度B與面積S的乘積.

2.計算

⑴公式：Φ=BS.

(2)適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場的有效面積.

(3)單位：韋伯(Wb),1Wb=IT*m2.

3.意義：穿過某一面積的磁感線的條數.

4.標矢性：磁通量是標量,但有正、負.

二、電磁感應

1.電磁感應現(xiàn)象

當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,電路中有感應電流產生的現(xiàn)象.

2.產生感應電流的條件

(1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.

(2)特例：閉合電路的一部分導體在磁場內做切割磁感線運動.

3.產生電磁感應現(xiàn)象的實質

電磁感應現(xiàn)象的實質是產生感應電動勢,如果回路閉合，則產生感應電流;如果回路不

閉合，那么只有感應電動勢,而無感應電流.

三、感應電流方向的判斷

1.右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手

學在同一個平面內；讓磁感線從掌心垂直進入，并使拇指指向導線運動

的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向.如圖所示.

2.楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要

阻礙引起感應電流的磁通量的變化.

四、電磁阻尼與電磁驅動

電磁阻尼電磁驅動

不由于導體在磁場中運動而產生感應由于磁場運動引起磁通量的變化而產

成因

同電流，從而使導體受到安培力生感應電流，從而使導體受到安培力

點效果安培力的方向與導體運動方向相反，導體受安培力的方向與導體運動方向

阻礙導體運動相同，推動導體運動

山于電磁感應，磁場能轉化為電能，

能量導體克服安培力做功，其他形式的能

通過安培力做功，電能轉化為導體的

轉化轉化為電能，最終轉化為內能

機械能，從而對外做功

兩者都是電磁感應現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應電流的

相同點

導體與磁場間的相對運動

［規(guī)律結論?記一記］

I.磁通量是標量，但有正負，若磁通量為正，表示磁感線從規(guī)定的正面穿入：磁通量為

負則反之.

2.“阻礙”不一定是相反，“阻礙”的是磁通量的變化；“阻礙”也不是阻止，而是延緩

了磁通量的變化過程.

3.右手定則是楞次定律的特例，楞次定律適用于所有電磁感應現(xiàn)象，而右手定則適用于

一段導體在磁場中切割磁感線運動的情況.

4.解題中常用到的二級結論：

（1）楞次定律的三個推廣含義：“增反減同”“增縮減擴”“來拒去留”.

（2）楞次定律的雙解：①“加速向左運動”與“減速向右運動”等效.

②“X增加”與“?減少”所產生的感應電流方向一樣，反之亦然.

［必刷小題?測一測］

一、易混易錯判斷

I.當導體切割磁感線運動時，導體中一定產生感應電流?（X）

2.穿過線圈的磁通量與線圈的匝數無關.（J）

3.電路中磁通量發(fā)生變化時，就一定會產生感應電流.（X）

4.感應電流的磁場總是與原磁場方向相反.（X）

5.楞次定律和右手定則都可以判斷感應電流的方向，二者沒什么區(qū)別?（X）

6.回路不閉合時，穿過回路的磁通量發(fā)生變化也會產生“阻礙”作用?（X）

二、經典小題速練

1.（人教版選擇性必修第二冊P25例題1改編）如圖所示，1831年

法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上，A線圈與電源、滑動變阻器R

組成一個回路，B線圈與開關S、電流表G組成另一個回路.通過

多次實驗，法拉第終于總結出產生感應電流的條件，關于該實驗下列說法正確的是（）

A.閉合開關S的瞬間，電流表G中有α-6的感應電流

B.閉合開關S的瞬間，電流表G中有〃一。的感應電流

C.閉合開關S后，在增大電阻R的過程中，電流表G中有α-6的感應電流

D.閉合開關S后，在增大電阻R的過程中，電流表G中有6-α的感應電流

解析：D閉合S的瞬間，穿過8的磁通量沒有變化，G中無感應電流，A、B兩項錯誤;

當閉合S后，若R增大，則A中電流減小，由右手螺旋定則知，穿過8的磁通量向下且減小,

由楞次定律知G中電流方向為∕r-”,C項錯誤，D項正確.

2.（魯科版選擇性必修第二冊P33T4）某人擬運用電磁感應的知識，通過.上、

實驗尋找磁單極子.該實驗儀器的主要部分是由超導體制成的如圖所示的

線圈.若有一磁單極子從上往下穿過超導線圈，則在超導線圈中將產生感?

應電流.關于感應電流方向，下列說法正確的是（）

A.磁單極子穿過超導線圈的過程中，線圈中感應電流的方向要變化

B.N磁單極子與S磁單極子分別穿過超導線圈的過程中，線圈中感應電流的方向相同

C.磁單極子穿過超導線圈的過程中，線圈中感應電流的方向不變

D.磁單極子穿過超導線圈的過程中，從上向下看，線圈中感應電流的方向始終為順時

解析：C若N磁單極子穿過超導線圈的過程中，當磁單極子靠近線圈時，穿過線圈中

磁通量增加，且磁場方向從上向下，所以由楞次定律可知，感應磁場方向是從下向上，再由

右手螺旋定則可確定感應電流方向為逆時針；當磁單極子遠離線圈時，穿過線圈中磁通量減

小，且磁場方向從下向上，所以由楞次定律可知，感應磁場方向是從下向上，再由右手螺旋

定則可確定感應電流方向為逆時針.因此線圈中產生的感應電流方向不變.若是S磁單極子

穿過超導線圈，由楞次定律可得出：靠近線圈時，感應磁場方向是從上向下，則感應電流方

向為順時針；當遠離時，感應電流方向也是順時針.故A、B、D錯誤.由上述分析可知，

磁單極子穿過超導線圈的過程中，線圈中感應電流方向不變，故C正確.

3.（人教版選擇性必修第二冊I?T∣改編）如圖所示，條形磁鐵~

以速度。向螺線管靠近，下面幾種說法中正確的是（）Γ阿

A.螺線管中不會產生感應電流@由

B.螺線管中會產生感應電流同

C.只有磁鐵速度足夠大時，螺線管中才能產生感應電流L_

D.只有在磁鐵的磁性足夠強時，螺線管中才會產生感應電流

解析：B當條形磁鐵以速度。向螺線管靠近，穿過螺線管的磁通量增大，則螺線管中

會產生感應電流，與磁鐵的速度、磁鐵的磁性強弱無關，故B正確.

關鍵能力新探究思維拓展

命題點一電磁感應現(xiàn)象的理解和判斷（自主學習）

［核心整合］

1.判斷感應電流有無的方法

確定研究的I可路--------------?（理清該回路中的磁場分布］

回路閉合,有感應電流-----------

變化——.....

回路不閉合,無感應電流確定該IBl路

的磁通量φ

無感應電流----------------0不變

2.判斷磁通量是否變化的方法

（1）根據公式O=BSsin0（θ為B與S間的夾角）判斷.

（2）根據穿過平面的磁感線的條數是否變化判斷.

3.產生感應電流的三種常見情況

XXXX

c=>X×x∣4!

X××Γx

S變化結論：只要穿

過閉合導體回

磁通量路的磁通埴發(fā)

〉黑/Su＞生變化，閉合

BB變化變化導體回路中就

有感應電流

［題組突破］

1.現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈8、電流計及開關按如圖所示連接.下

列說法中正確的是（）

A.開關閉合后，線圈A插入或拔出線圈8都會引起電流計指針偏轉

B.線圈A插入線圈B中后，開關閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉

C.開關閉合后，滑動變阻器的滑片ρ勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度

D.開關閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉

解析：A開關閉合后，線圈A插入或拔出線圈B都會引起穿過線圈3的磁通量的變化，

從而使電流計指針偏轉，A正確；線圈A插入線圈8中后，開關閉合和斷開的瞬間，穿過線

圈B的磁通量會發(fā)生變化，電流計指針會偏轉，B錯誤；開關閉合后，滑動變阻器的滑片P

無論勻速滑動還是加速滑動，都會導致線圈A的電流變化，使穿過線圈8的磁通量變化，電

流計指針都會發(fā)生偏轉，C、D錯誤.

2.磁通量是研究電磁感應現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的Ma

1由d

bc

N

導線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2,第二次將線框繞Cd邊翻轉

到位置2,設先后兩次通過線框的磁通量變化分別為△P和△則（）

A.ΔΦl>ΔΦ2B.△0∣=A%

C.ΔΦl<?Φ2D.無法確定

解析：C設閉合線框在位置1時的磁通量為Φ∣,在位置2時的磁通量為Φ2,直線電流

產生的磁場在位置1處比在位置2處要強，故內?色.將閉合線框從位置1平移到位置2,磁

感線是從閉合線框的同一面穿過的，所以△Φ∣=∣Φ2-Φ∣∣=Φ∣-Φ2;將閉合線框從位置1繞

W邊翻轉到位置2,磁感線分別從閉合線框的正反兩面穿過，所以△氏=|（一。2）—。II=的

+。2（從原來面穿過為正，則后來從另一面穿過為負）.故正確選項為C.

3.（感應電流有無的判斷）下列各圖所描述的物理情境中，沒有感應電流的是（）

N

S

Ll-C—?-I

開關S閉合穩(wěn)定后,線圈N中磁鐵向鋁環(huán)4靠近，鋁環(huán)4中

AB

NZ——/a

IZI.0/I?yB

金屬框從川句8運動,金屬框中銅盤在磁場中按圖示

方向轉動，電阻K中

CD

解析：A開關S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈N的磁通量保持不變，線圈N中不產生感應電

流，故A符合題意；磁鐵向鋁環(huán)A靠近，穿過鋁環(huán)A的磁通量在增大，鋁環(huán)A中產生感應

電流，故B不符合題意；金屬框從4向JB運動，穿過金屬框的磁通量時刻在變化，金屬框中

產生感應電流，故C不符合題意；銅盤在磁場中按題圖所示方向轉動，銅盤的無數輻條切割

磁感線，與外電路構成閉合回路，產生感應電流，故D不符合題意.

I題后反思I

穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化的四種情況

（1）磁感應強度B不變，線圈面積S發(fā)生變化.

（2）線圈面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化.

（3）線圈面積S變化，磁感應強度B也變化，它們的乘積BS發(fā)生變化.

（4）線圈面積S不變，磁感應強度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化.

命題點二楞次定律和右手定則（師生互動）

［核心整合］

1.楞次定律中“阻礙”的含義

當碳通盤增加時，感應電流的磁場方

右F而箴一向與原磁場的方向相反；當磁通量減

啰嚶iz*少時，感應電流的磁場方向與原磁場

的方向相同，即“增反減同”

阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量

的變化，這種變化將繼續(xù)進行

2.判斷感應電流方向的兩種方法

方法一用楞次定律判斷

該電路磁場到次定律,安培定則

確

明

研的方向如何.

的

閉

究判定感應電判定感應

電

路

合

該電路磁通流磁場方向電流方向

量如何變化

方法二用右手定則判斷

該方法適用于切割磁感線產生的感應電流.判斷時注意掌心、拇指、四指的方向：

(1)掌心——磁感線垂直穿入；

(2)拇指——指向導體運動的方向；

(3)四指——指向感應電流的方向.

EE如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導XgXXXpχ

軌，導軌平面與磁場垂直.金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路×l×r5xL

XIXx-χXIX

PQRS,一圓環(huán)形金屬線框7位于回路圍成的區(qū)域內，線框與導軌共面.現(xiàn)

XRX××?Q×

讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，

下列說法正確的是()

A.PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向

B.PQKS中沿順時針方向，T中沿順時針方向

C.PQRS中沿逆時針方向，丁中沿逆時針方向

D.P。RS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向

【思維導引】解此題的關鍵是找到磁通量變化的原因:

(1)金屬桿PQ突然向右運動引起PQRS回路面積變化，PQRS中磁通量變化產生感應電

流，而感應電流又影響7中磁通量變化，故采用楞次定律判斷感應電流方向.

（2）金屬棒PQ的運動切割磁感線，也可以應用右手定則判斷感應電流的方向.

解析：D金屬桿PQ向右運動，穿過尸。RS的磁通量增加，由楞次定律可知，PQRS中

產生逆時針方向的電流.這時PQRS中感應電流產生的磁場方向垂直紙面向外，與原磁場方

向相反，故金屬框T中的磁通量減少，依據楞次定律可知，T中產生順時針方向的感應電流.故

只有D項正確.

［題組突破］

1.（應用楞次定律判斷感應電流的方向）（2020?江蘇卷）如圖所示，XXXXXX

兩勻強磁場的磁感應強度B和員大小相等、方向相反.金屬圓環(huán)x∕5K"X

××X

的直徑與兩磁場的邊界重合.下列變化會在環(huán)中產生順時針方向感

應電流的是（）

A.同時增大S減小&

B.同時減小Bl增大員

C.同時以相同的變化率增大5和比

D.同時以相同的變化率減小5和Bz

解析：B當同時增大8減小歷時，通過金屬圓環(huán)的總磁通量增加，且方向垂直紙面向

里，根據楞次定律知，感應電流產生的磁場方向應為垂直紙面向外，根據右手螺旋定則知，

此時金屬圓環(huán)中產生逆時針方向的感應電流，A項錯誤；同理，當同時減小8增大員時，

金屬圓環(huán)中產生順時針方向的感應電流，B項正確；當同時以相同的變化率增大或減小B1

和民時，金屬圓環(huán)中的總磁通量沒有變化，仍然為0,金屬圓環(huán)中無感應電流產生，C、D

項均錯誤.

2.（用右手定則判斷感應電流的方向）下列圖中表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場

中做切割磁感線運動的情境，導體用上的感應電流方向為α-6的是（）

R血棒向紙外運動

AB

解析：Aαb棒順時針轉動，運用右手定則，磁感線穿過手心，拇指指向順時針方向，

則導體H上的感應電流方向為“一方，故A項正確；出?棒向紙外運動，運用右手定則時，磁

感線穿過手心，拇指指向紙外，則知而棒上的感應電流方向為b-α,故B項錯誤；導體框

向右運動出磁場穿過回路的磁通量減小，由楞次定律知，回路中感應電流方向由b-a-→d,

則導體。匕上的感應電流方向為〃一”,故C錯誤；劭棒沿導軌向下運動，由右手定則判斷知

導體加上的感應電流方向為〃一“，故D項錯誤.

命題點三楞次定律推論的應用（多維探究）

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

曲”

阻礙原磁通量變化--“增

Λ?β磁鐵靠近線圈，

QlQBSt與B”反向

反減同”

SZLNV

B月定田弗近，

阻礙相對運動——“來拒去弋樂NS是斥力

<zzzzzz.

留”NIs.

BW森H工除離，

NS是引力

S-X-、。是光滑固定導軌，

C。、6是可動金屬棒，

使回路面積有擴大或縮小的,/磁鐵下移,面積應減小，

Q，一/—a、b靠近

趨勢——“增縮減擴”ab

X-×~^XXB

×(×3JB減小,線圈擴張

XXXX

第1維度：增反減同

EG如圖所示，在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵∣N

（N極朝上，S極朝下）由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸.關Ds

于圓環(huán)中感應電流的方向（從上向下看），下列說法正確的是（）u?

A.總是順時針

B.總是逆時針

C.先順時針后逆時針

D.先逆時針后順時針

解析：C磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，則導體環(huán)中，先是向上的磁通量增加，

磁鐵中點到達圓環(huán)所在平面后，向上的磁通量減少，根據楞次定律可知，產生的感應電流方

向先順時針后逆時針，選項C正確.

第2維度：來拒去留

EB如圖所示，質量為機的銅質閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上.當

一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、

勻速經過時，線圈始終保持不動.則關于線圈在此過程中受到的支持力FN和

摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是（）

A.FN光大于mg，后小于，wg

B.尸N一直大于小g

C.Ff先向左，后向右

D.線圈中的電流方向始終不變

解析：A根據“來拒去留”的原理，磁鐵靠近線圈時受到斜向上的斥力，由牛頓第三

定律知，線圈受到斜向下的斥力.故它受到的支持力FN大于重力〃吆，磁鐵遠離線圈時受到

斜向下的引力作用，線圈受到斜向上的引力，支持力FN小于重力機g,故A正確，B錯誤；

整個過程磁鐵對線圈的作用力都有向右的分量，即線圈有向右運動的趨勢，摩擦力的方向始

終向左，C錯誤；由于線圈中的磁通量先變大后變小，方向不變，故線圈中電流前后方向相

反，D錯誤.

第3維度：增縮減擴.............................

EE如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側面均勻分

布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(huán)8,使B的

環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木盤A的軸線00,重合.現(xiàn)使

膠木盤4由靜止開始繞其軸線。0,按箭頭所示方向加速轉動,則（）

A.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢，絲線受到的拉力增大

B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力減小

C.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢，絲線受到的拉力減小

D.金屬環(huán)8的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大

解析：B使膠木盤A由靜止開始繞其軸線0。，按箭頭所示方向加速轉動，通過金屬環(huán)B

內的磁通量增大，根據楞次定律可知，金屬環(huán)8的面積有縮小的趨勢，且B有向上升的趨勢,

絲線受到的拉力減小，B正確.

命題點四三定則、一定律的綜合應用（師生互動）

［核心整合］

1.規(guī)律比較

應用的定

名稱基本現(xiàn)象因果關系

則或定律

運動電荷、電流產生

電流的磁效應因電生磁安培定則

磁場

磁場對運動電荷、電

洛倫茲力、安培力因電受力左手定則

流有作用力

部分導體做切割磁

電磁感應因動生電右手定則

感線運動

閉合回路磁通量變

因磁生電楞次定律

化

2.相互聯(lián)系

(1)應用楞次定律時，一般要用到安培定則.

(2)研究感應電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安

培力的方向，有時也可以直接應用楞次定律的推論來確定.

如圖所示，金屬棒ab、金屬導軌和螺線管組成閉合a

EE^×~×XBX

X××X

―?V

回路，金屬棒必在勻強磁場B中沿導軌向右運動，則()××××

×××X

A.棒不受安培力作用~b

B.岫棒所受安培力的方向向右

C.血棒向右運動速度O越大，所受安培力越大

D.螺線管產生的磁場，A端為N極

解析：C金屬棒油向右運動切割磁感線，根據右手定則判斷感應電流方向由∕r→α,再

根據左手定則判斷棒所受安培力水平向左，故A、B錯誤；,山的速度越大，感應電流越大，

所受安培力就越大，C正確；根據安培定則可判定螺線管的8端為N極，A端為S極，D錯

誤.

I題后反思I

左、右手定則巧區(qū)分

(1)區(qū)分左手定則和右手定則的根本是抓住“因果關系”：“因電而動”一一用左手，“因

動而電”一一用右手.

(2)使用中左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于記憶，可把兩個定則簡單地總結為

通電受力，“力”的最后一筆”向左，用左手；運動生電，“電”的最后一筆“L”向右,

用右手.

［題組突破1

1.(楞次定律、安培定則的應用)如圖所示，在通電長直導線AB的一側懸4N

掛一可以自由擺動的閉合矩形金屬線圈P,AB在線圈平面內.當發(fā)現(xiàn)閉合線/

圈向右擺動時()

B

A.AB中的電流減小，用楞次定律判斷得線圈中產生逆時針方向的電流

B.A8中的電流不變，用楞次定律判斷得線圈中產生逆時針方向的電流

C.A8中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產生逆時針方向的電流

D.AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產生順時針方向的電流

解析：C根據安培定則可知線圈所在處的磁場方向垂直紙面向里，若直導線中的電流

增大，穿過線圈的磁通量增大，根據楞次定律得到線圈中感應電流方向為逆時針方向，根據

左手定則可知線圈中各邊所受安培力方向均指向線圈內，由于靠近導線磁場強，則安培力較

大，遠離導線磁場弱，則安培力較小，線圈離開AB直導線，即向右擺動.反之產生順時針

方向的電流，向左擺動.故C正確.

2.（楞次定律及左手定則的應用）（多選）創(chuàng)意物理實驗設計作品

《小熊蕩秋千》如圖所示.兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D

固定在鐵架臺上，與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路，兩個磁性

很強的條形磁鐵如圖放置.當用手左右擺動線圈尸時，線圈。也會

跟著擺動，仿佛小熊在蕩秋千.以下說法正確的是（）

A.P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向（從右向左看）

B.P向右擺動的過程中，Q也會向右擺動

C.P向右擺動的過程中，。會向左擺動

D.若用手左右擺動°,P會始終保持靜止

解析：AB尸向右擺動的過程中，線框中的磁通量減少，根據楞次定律，P中的電流方

向為順時針方向（從右向左看），選項A正確.P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時

針方向（從右向左看），Q中的電流方向也為順時針方向（從右向左看），Q線圈下側將受到向右

的安培力作用，所以Q也會向右擺動，選項B正確，C錯誤.若用手左右擺動Q,線圈Q

切割磁感線產生感應電動勢，在尸線圈中將產生感應電流，受到安培力作用，由左手定則可

判斷出P將擺動，不會保持靜止，選項D錯誤.

:核心素養(yǎng)新導向學科培優(yōu);

素養(yǎng)培優(yōu)30利用程序法和逆向推理法分析二次感應問題

方法一程序法（正向推理法）

一原----?k二感----?k三電流

明確要研究的回環(huán)I-＞麗原磁場B的方向、0的變化

安培U.

判斷感應電流的方向|I判斷感應電流的磁場方向

定則

典例1（多選）如圖所示裝置中，M桿原來靜止.當出7桿做如下哪些運動時，W桿將

向右移動（)

A.向右勻速運動B.向右加速運動

c.向左加速運動D.向左減速運動

解析：BDαb勻速運動時，出）中感應電流恒定，LJ中磁通量不變，穿過小的磁通量不

變，乙2中無感應電流產生，Cd保持靜止，A錯誤；向右加速運動時，工2中的磁通量向下

增大，通過Cd的電流方向向下，Cd向右移動，B正確；同理可得C錯誤，D正確.

方法二逆向推理法

首先依據二次感應產生的效應，判斷二次感應電流

的方向?I

其次依據螺線管中感應電流的方向,應用安培定則,

判定二次感應電流產生的磁場方向，明確它是阻礙

第一個感應磁場變化的.

然后依據楞次定律，得出第一個感應磁場的方向及

相應的變化的可能情況，從而得到引起磁場變化的

電流的方向與變化.

U一

城后,依據電流的方向，判斷導體切割磁感線運動的

方向與速度.

典例2(多選)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、MM

MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動

可能是()

A.向右加速運動B.向左加速運動

C.向右減速運動D.向左減速運動

解析：BCMN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為“6在MN處的磁場垂直

紙面向里生及"MN中的感應電流由MfN生9匕中感應電流的磁場方向向上隨寫

心中磁場方向向上減弱

；若乙2中磁場方向向上減弱生≡PQ中電流為QfP且減小衽駕"向

心中磁場方向向下增強

右減速運動;若乙2中磁場方向向下增強"*PQ中電流為PfQ且增大三遼”向左加速運動.

在二次感應現(xiàn)象中，“程序法”和“逆向推理法”的選擇

I反思領悟I

(1)如果要判斷二次感應后的現(xiàn)象或結果，選擇程序法.

(2)如果已知二次感應后的結果，要判斷導體棒的運動情況或磁場的變化，需選擇逆向推

理法.

限時規(guī)范訓練

［基礎鞏固］

1.如圖甲所示，在光滑水平面上，使電路浦Cd的αd端加上如圖乙所示的交變電壓，a

點電勢高于d點電勢時電壓"為正值，電路岫M所圍區(qū)域內還有一彈性導線框MNPQ置于

光滑水平面上，以下說法不正確的是（）

A.f∣時刻，線框MNPQ中的感應電流為零

B./2時刻，電路MCd對線框MN邊的安培力為零

C.B時亥∣J,線框MNPQ中的感應電流沿順時針方向

D./2?時間內，線框MNP。的面積會變大

解析：D本題考查平行導線磁場中的電磁感應現(xiàn)象.由題圖可知，“時刻，電壓最大,

其變化率為零，所以線框MNPQ中的感應電流為零，A正確，不符合題意；打時刻，線框

MNPQ中的感應電流最大，但是電路中電流為零，其產生的磁場也為零，則電路abed對線

框MN邊的安培力為零，B正確，不符合題意；f3時刻，由右手定則可知，電路?；?d產生的

磁場方向垂直水平面向上，并且磁通量增大，由楞次定律及右手定則可知，線框MNPQ中的

感應電流沿順時針方向，C正確，不符合題意；行?f3時間內，電路中的電流增大，穿過線框

MNP。的磁通量增大，由楞次定律推論可知，線框MNPQ的面積會變小，D錯誤，符合題意.

2.航空母艦上飛機彈射起飛可以利用電磁驅動來實現(xiàn).電磁驅動原理如圖所示，當固定

線圈上突然通入直流電時，靠近線圈左端放置的金屬環(huán)被彈射出去.在閉合開關S瞬間，下

列判斷正確的是（）

A.從左側看，環(huán)中感應電流沿逆時針方向

B.金屬環(huán)的面積有收縮的趨勢

C.電池正負極調換后，金屬環(huán)將不能向左彈射

D.若將金屬環(huán)放在線圈右側再閉合開關S,環(huán)將向左運動

解析：B本題考查楞次定律及其推論的應用.根據楞次定律和右手定則可知，從左側

看，金屬環(huán)中產生沿順時針方向的感應電流，故A錯誤；根據楞次定律可知，穿過金屬環(huán)的

磁通量增大，因此金屬環(huán)會收縮面積阻礙磁通量增大的趨勢，故B正確；當電池正負極調換

后，通過“來拒去留”的方法判斷，金屬環(huán)也可以向左彈射，故C錯誤；若將金屬環(huán)放在線

圈右側，同理，環(huán)與線圈間也會產生排斥力，所以環(huán)將向右運動，故D錯誤.

,導線MoN在中點。彎折成一定角度，00'為其角平分線，在導M

線MeW內通以恒定電流/,由均勻導線制成的正方形小線框L的中線與

力

O0,重合，則能在L中產生感應電流的辦法是（）

A.增大電流/

B.將C沿00'向右勻速移動

C.將L沿。0'向右加速移動

D.將L向上快速移動

解析：D本題考查通電導線周圍的磁場分布、產生感應電流的條件.根據右手螺旋定

則可知，穿過正方形線框的磁通量矢量和為零，增大電流，磁通量不變，A錯誤；將線框沿

OO'向右運動，穿過正方形線框的磁通量變化始終為零，無感應電流產生，B、C錯誤；將L

向上快速移動，穿過正方形線框的磁通量發(fā)生變化，會有感應電流產生，D正確.

4.如圖所示，在粗糙絕緣水平面上，固定兩條相互平行的直導線，αb

導線中通有大小和方向都相同的電流，在兩條導線的中間位置放置一正fl：Il

方形線框，導線、線框均關于虛線對稱，當導線中電流發(fā)生變化時，線PP

框始終靜止.已知導線周圍某點的磁感應強度與導線中的電流大小成正：

比，與到導線的距離成反比.則下列對導線中電流變化后線框所受摩擦

力的方向的判斷正確的是（）

A.4、8中電流同步增加，摩擦力方向向左

B.4、6中電流同步減小，摩擦力方向向左

C.”中電流減小，6中電流增大，摩擦力方向向右

D.α中電流減小，6中電流不變，摩擦力方向向左

解析：C本題考查楞次定律的應用.“、b兩導線中間部分的磁場的磁感應強度大小分

布關于虛線對稱，磁場方向相反，當以6導線中的電流同步增大或減小時，正方形導線框中

的磁通量不變，線框所受摩擦力為O,A、B錯誤；。中電流減小、匕中電流增大時，磁感應

強度為。處向“導線移動，線框內的磁通量垂直紙面向外增大，根據楞次定律可知，線框有

向左運動的趨勢，所受摩擦力方向向右，同理可知，“中電流減小，b中電流不變時，線框所

受摩擦力方向也向右，C正確，D錯誤.

5.為了測量列車運行的速度和加速度的大小，可采用如圖甲所示的裝置，它由一塊安裝

在列車車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成（測量記錄儀

未畫出）.當列車經過線圈上方時，線圈中產生的電流被記錄下來，P、Q為接測量儀器的端

口，若俯視軌道平面磁場垂直地面向下（如圖乙所示）.則在列車經過測量線圈的過程中，流

經線圈的電流方向（）

/-N強承體線圈H

≡≥??7

接測量儀器

甲

A.始終沿逆時針方向

B.先沿逆時針，再沿順時針方向

C.先沿順時針，再沿逆時針方向

D.始終沿順時針方向

解析：B列車通過線圈時，穿過線圈的磁通量先增大后減小，根據楞次定律可知線圈

中產生的電流先沿逆時針方向，再沿順時針方向，選項B正確.

［能力提升］

6.如圖所示，8為上下兩勻強磁場的理想邊界，初始時，兩勻

強磁場的磁感應強度均為瓦，方向相反.金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場

的邊界CO重合，AB與CQ相互垂直且均過圓心.下列說法正確的

是（）

A.同時以相同變化率增大上下磁場的磁感應強度，圓環(huán)中無

感應電流

B.沿AB把左側金屬圓環(huán)折90。，穿過圓環(huán)的磁通量是初始時的一半

C.沿48把左側金屬圓環(huán)折90。，只增大上部分磁場磁感應強度，圓環(huán)中無感應電流

D.沿CQ把下側金屬圓環(huán)折90。，只增大上部分磁場磁感應強度，圓環(huán)中有感應電流

解析：AD本題考查感應電流的產生條件.初始時，穿過圓環(huán)的磁通量和為零，同時以

相同變化率增大上下磁場的磁感應強度，穿過圓環(huán)的磁通量依然為零，磁通量不變，圓環(huán)中

無感應電流，A正確；沿4B把左側金屬圓環(huán)折90。，穿過圓環(huán)的磁通量仍為零，B錯誤；沿

AB把左側金屬圓環(huán)折90。，只增大上部分磁場磁感應強度，穿過圓環(huán)向里的磁通量變大，圓

環(huán)中有感應電流，C錯誤；沿CO把下側金屬圓環(huán)折90。，穿過圓環(huán)的磁通量向里，只增大上

部分磁場磁感應強度，穿過圓環(huán)的磁通量增加，圓環(huán)中有感應電流，D正確.

一"4

7.（2021?河南高三六校聯(lián)考）如圖所示，彈簧上端固定，下端懸心

?:ɑ

掛一個磁鐵，磁鐵的N極向下.將磁鐵托起到某一高度（彈簧處于壓

?:

iS

縮狀態(tài)）后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來.如果在磁鐵下;

^N

^

端放一個固定的閉合金屬圓環(huán)（如右圖所示），仍將磁鐵托起到同一口^

高度后放開，磁鐵就會很快地停下來.針對這個現(xiàn)象下列解釋正確

的是（）

A.磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.若磁鐵的S極向下，磁鐵振動時間會變長

C.磁鐵很快停下來的主要原因是圓環(huán)中產生了感應電流

D.金屬圓環(huán)的制作材料一定不是鋁，因為磁鐵對鋁不會產生力的作用

解析：C由楞次定律，線圈中產生感應電流，使磁鐵始終受到阻礙，時而體現(xiàn)引力，

時而體現(xiàn)斥力，導致電流做功，從而使系統(tǒng)的機械能轉化為內能，故A錯誤；根據楞次定律

下面的線圈會阻礙磁鐵運動，所以當磁鐵向下靠近金屬線圈時，線圈中產生了逆時針的感應

電流（俯視），兩者之間表現(xiàn)為相互排斥，同理當磁鐵向上遠離金屬線圈時，根據楞次定律，

可得線圈中產生了順時針的感應電流（俯視），兩者之間表現(xiàn)為相互吸引，因此與磁鐵的磁極

無關，故