PAGEPAGE11電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(×)(2)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關(guān)。(√)(3)線框不閉合時，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變更，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(√)(4)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時，肯定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。(√)(5)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場肯定與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反。(×)(6)感應(yīng)電流的磁場肯定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變更。(√)(1)1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)覺了——電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)1834年，俄國物理學(xué)家楞次總結(jié)了確定感應(yīng)電流方向的定律——楞次定律。突破點(一)對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和推斷1．推斷感應(yīng)電流的流程(1)確定探討的回路。(2)弄清晰回路內(nèi)的磁場分布，并確定該回路的磁通量Φ。(3)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ不變→無感應(yīng)電流。,Φ變更→\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(回路閉合，有感應(yīng)電流；,回路不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢。))))2．磁通量Φ發(fā)生變更的三種常見狀況(1)磁場強(qiáng)弱不變，回路面積變更。(2)回路面積不變，磁場強(qiáng)弱變更。(3)回路面積和磁場強(qiáng)弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生變更。[題點全練]1．(2024·徐州模擬)下列各圖所描述的物理情境中，沒有感應(yīng)電流的是()A.開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，線圈N中B.磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C.金屬框從A向B運動，金屬框中D.銅盤在磁場中按圖示方向轉(zhuǎn)動，電阻R中解析：選A開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈的磁通量保持不變，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)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產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B不符合題意；金屬框從A向B運動，穿過線框的磁通量時刻在變更，線框產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意；銅盤在磁場中按圖示方向轉(zhuǎn)動，銅盤的一部分切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D不符合題意。2．(2024·上海模擬)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)如圖連接。在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的狀況下，某同學(xué)發(fā)覺當(dāng)他將滑動變阻器的滑片P向右加速滑動時，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷()A．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法推斷電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動變阻器的滑片P勻速向右滑動，電流計指針靜止在中心D．線圈A向上移動，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)解析：選D由題意可知當(dāng)P向右加速滑動時，線圈A中的電流應(yīng)越來越大，則其磁場增加，此時線圈B中產(chǎn)生的電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知，當(dāng)B中的磁通量增加時，電流計指針右偏；雖然線圈A、線圈B的繞線方向未知，只要知道穿過線圈B的磁通量如何變更即可推斷出電流計指針偏轉(zhuǎn)方向，故A錯誤；線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，穿過線圈B的磁通量減小，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；滑動變阻器的滑片P勻速向右滑動，穿過線圈B的磁通量變更，則會產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針將會偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；線圈A向上移動，穿過線圈B的磁通量削減，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確。3．(2024·昆山質(zhì)檢)如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采納的方法有()A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變更B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動解析：選D在A、B、C三種狀況下，穿過線圈a的磁通量始終為零，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B、C錯誤；選項D中，當(dāng)線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變更，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。突破點(二)感應(yīng)電流方向的推斷1．楞次定律中“阻礙”的含義2．推斷感應(yīng)電流方向的兩種方法方法一用楞次定律推斷方法二用右手定則推斷該方法適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流。推斷時留意掌心、拇指、四指的方向：eq\a\vs4\al(1掌心——磁感線垂直穿入；,2拇指——指向?qū)w運動的方向；,3四指——指向感應(yīng)電流的方向。)[題點全練]1.(2024·徐州模擬)如圖所示，勻強(qiáng)磁場垂直圓形線圈指向紙內(nèi)，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點，現(xiàn)用外力在上述四點將線圈拉成正方形，且線圈仍處在原先所在平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中()A．線圈中將產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流B．線圈中將產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流C．線圈中感應(yīng)電流方向無法推斷D．線圈中無感應(yīng)電流解析：選A周長肯定時，圓形的面積最大。本題線圈面積變小，磁通量變小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。由楞次定律可知線圈中將產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流。故A正確。2.如圖所示，一平面線圈用細(xì)桿懸于P點，起先細(xì)桿處于水平位置，釋放后它在圖示的勻強(qiáng)磁場中運動。已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向依次為()A．位置Ⅰ和位置Ⅱ均為逆時針方向B．位置Ⅰ逆時針方向，位置Ⅱ順時針方向C．位置Ⅰ和位置Ⅱ均為順時針方向D．位置Ⅰ順時針方向，位置Ⅱ逆時針方向解析：選B由題圖可知，當(dāng)線圈從Ⅰ位置運動到最低點過程中，穿過線圈的磁通量增加，依據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向，順著磁場方向看是逆時針；當(dāng)線圈從最低點運動到Ⅱ位置的過程中，穿過線圈的磁通量削減，依據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)是順時針，所以當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)是先逆時針方向，再順時針方向，所以B正確，A、C、D錯誤。3.[多選]如圖所示，通電導(dǎo)線與矩形線圈abcd處于同一平面，下列說法中正確的是()A．若線圈向右運動，其中感應(yīng)電流方向是a→d→c→bB．若線圈豎直向下運動，無感應(yīng)電流產(chǎn)生C．當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動時(小于90°)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→dD．當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時，其中感應(yīng)電流方向是a→d→c→b解析：選BCD由安培定則可知導(dǎo)線右側(cè)磁場方向垂直紙面對里，且越靠近導(dǎo)線，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大。當(dāng)導(dǎo)線框向右平移時，穿過線圈的磁通量削減，依據(jù)楞次定律與右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流方向是a→b→c→d，即順時針方向，故A錯誤；若線圈豎直向下平動，穿過線圈的磁通量不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B正確；當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動時(小于90°)，穿過線圈的磁通量削減，依據(jù)楞次定律與右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流方向是a→b→c→d，故C正確；當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時，穿過線圈的磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知，其中感應(yīng)電流方向是a→d→c→b，故D正確。突破點(三)三定則、肯定律的綜合應(yīng)用1．規(guī)律比較名稱基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則洛倫茲力、安培力磁場對運動電荷、電流有作用力因電受力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)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更因磁生電楞次定律2．相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律時，一般要用到安培定則。(2)探討感應(yīng)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，有時也可以干脆應(yīng)用楞次定律的推論確定。[典例]如圖所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場B中沿導(dǎo)軌向右運動，則()A．a(chǎn)b棒不受安培力作用B．a(chǎn)b棒所受安培力的方向向右C．a(chǎn)b棒向右運動速度v越大，所受安培力越大D．螺線管產(chǎn)生的磁場，A端為N極[思路點撥](1)推斷導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流→應(yīng)用右手定則。(2)推斷導(dǎo)體棒ab受到的安培力→應(yīng)用左手定則。(3)推斷螺線管中產(chǎn)生的磁場→應(yīng)用安培定則。[解析]棒ab向右運動切割磁感線，依據(jù)右手定則推斷感應(yīng)電流方向由b→a，再依據(jù)左手定則推斷棒所受安培力水平向左，故A、B錯誤；ab的速度越大，感應(yīng)電流越大，所受安培力就越大，C正確；依據(jù)安培定則可判定螺線管的B端為N極，A端為S極，D錯誤。[答案]C[方法規(guī)律]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(guān)系”：“因電而動”——用左手，“因動而電”——用右手。(2)運用中左手定則和右手定則很簡潔混淆，為了便于記憶，可把兩個定則簡潔地總結(jié)為通電受力，“力”的最終一筆“丿”向左，用左手；運動生電，“電”的最終一筆“乚”向右，用右手。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.如圖所示，矩形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流方向由M到N，導(dǎo)線框的ab邊與直導(dǎo)線平行。若直導(dǎo)線中的電流減小，導(dǎo)線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線框會受到安培力的作用，則以下推斷正確的是()A．導(dǎo)線框的ab和cd兩條邊所受安培力的方向相同B．導(dǎo)線框的ad和bc兩條邊所受安培力的方向相同C．導(dǎo)線框中電流方向a→d→c→b→aD．導(dǎo)線框中電流方向a→b→c→d→a解析：選D直導(dǎo)線中通有向上的減小的電流，依據(jù)安培定則知，通過線框的磁場方向垂直紙面對里，且漸漸減小，依據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向為順時針方向，即a→b→c→d→a方向；由左手定則可知，各邊所受的安培力方向：ad受力向下，bc受力向上，ab受力向左，cd受力向右，故A、B、C錯誤，D正確。2.如圖所示，圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成閉合電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，則下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生順時針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力將增大解析：選D通過螺線管b的電流沿順時針方向(俯視)，依據(jù)右手螺旋定則可推斷，螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，若滑片P向下滑動，則滑動變阻器接入電路的電阻減小，電流增大，所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，故穿過線圈a的磁通量變大，B錯誤；依據(jù)楞次定律可知，線圈a中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，由右手螺旋定則可推斷，線圈a中的電流沿逆時針方向(俯視)，A錯誤；由楞次定律的推論可知，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力增大，C錯誤，D正確。突破點(四)利用楞次定律的推論速解電磁感應(yīng)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中因果相對的關(guān)系恰好反映了自然界的這種對立統(tǒng)一規(guī)律，對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣由，可由以下三種方式呈現(xiàn)：(1)增反減同：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ增加，B感與B原反向,Φ減小，B感與B原同向))阻礙原磁通量的變更，適用于單向磁場問題，如回路中有兩個方向的磁場不再適用。(2)增縮減擴(kuò)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ增大，面積減小,Φ減小，面積增大))使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢，同樣適用于單向磁場問題。(3)來拒去留：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(靠近：F斥力,遠(yuǎn)離：F引力))阻礙相對運動。[多維探究](一)增反減同[例1]如圖甲所示，長直導(dǎo)線與導(dǎo)線框abcd固定在同一平面內(nèi)。直導(dǎo)線中通以如圖乙所示的大小和方向都隨時間作周期性變更的溝通電，并取圖甲所示向上的電流方向為直導(dǎo)線中電流的正方向。關(guān)于0～T時間內(nèi)線框abcd中感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向B．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向C．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向D．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向，再變?yōu)槟鏁r針方向[解析]由題圖乙，在0～eq\f(T,4)時間內(nèi)電流正向增大，依據(jù)安培定則，矩形線圈所處的磁場垂直紙面對里，由于磁通量增大，由增反減同，矩形線圈中的感應(yīng)磁場應(yīng)垂直紙面對外，感應(yīng)電流為逆時針，同理，eq\f(T,4)～eq\f(T,2)，eq\f(T,2)～eq\f(3T,4)，eq\f(3T,4)～T內(nèi)感應(yīng)電流的方向依次為順時針、順時針、逆時針，故D正確。[答案]D(二)增縮減擴(kuò)[例2]如圖，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處自由下落接近回路時()A．P、Q將相互遠(yuǎn)離 B．磁鐵的加速度大于gC．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度小于g[解析]當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時，穿過回路的磁通量增加，依據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變更，可知P、Q將相互靠攏，回路的面積減小，使穿過回路的磁場減小，起到阻礙原磁通量增加的作用，故A錯誤；依據(jù)楞次定律可知，磁鐵受到向上的排斥力，所以合力小于重力，磁鐵的加速度肯定小于g，故B、C錯誤，D正確。[答案]D(三)來拒去留[例3][多選]如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵，磁鐵正下方不遠(yuǎn)處的水平面上放一個質(zhì)量為m，電阻為R的閉合線圈。將磁鐵漸漸托起到彈簧復(fù)原原長時放開，磁鐵起先上下振動，線圈始終靜止在水平面上。不計空氣阻力，則以下說法正確的是()A．磁鐵保持上下振動不變B．磁鐵最終能靜止C．在磁鐵振動過程中線圈對水平面的壓力有時大于mg，有時小于mgD．若線圈為超導(dǎo)線圈，磁鐵最終也能靜止[解析]依據(jù)楞次定律可知下面的線圈(即使為超導(dǎo)線圈)會阻礙磁鐵運動做負(fù)功，所以磁鐵最終會停止，A錯誤，B、D正確；因為磁鐵在運動，所以穿過線圈的磁通量變更，產(chǎn)生安培力，當(dāng)磁鐵運動時，安培力方向向下時壓力大于重力，安培力向上時壓力小于重力，C正確。[答案]BCD利用程序法和逆向推理法分析二次感應(yīng)問題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，二次電磁感應(yīng)問題在高考題中時常出現(xiàn)，解決該類問題的方法有程序法、逆向推理法等。(一)程序法(正向推理法)1．[多選]如圖甲所示，螺線管內(nèi)有平行于軸線的勻強(qiáng)磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，螺線管與U型導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按圖乙所示規(guī)律變更時，下列說法正確的是()A．在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮趨勢B．在t2時刻，導(dǎo)線框cdef內(nèi)的感應(yīng)電流最小C．在t1時刻，導(dǎo)線框cdef內(nèi)的感應(yīng)電流最大D．在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流解析：選AD在t1～t2時間內(nèi)，穿過L的磁通量的變更率增加，感應(yīng)電動勢變大，導(dǎo)線框cdef中的電流增加，則L內(nèi)的磁場增加，由楞次定律可知圓環(huán)L為阻礙磁通量的增加，有收縮的趨勢，故A正確。由B-t圖知，在t2時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，但是磁通量的變更率最大，則感應(yīng)電流最大，B錯誤。由B-t圖知，t1時刻磁通量的變更率為零，則感應(yīng)電流為零，故C錯誤。在t1～t2時間內(nèi)，磁通量的變更率不斷變大，則線框內(nèi)的感應(yīng)電流不斷變大，依據(jù)楞次定律，線框中的電流方向為從f到c，依據(jù)右手螺旋定則，穿過圓環(huán)的磁通量向外增大，則依據(jù)楞次定律，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故D正確。(二)逆向推理法(1)首先依據(jù)二次感應(yīng)產(chǎn)生的效應(yīng)，推斷二次感應(yīng)電流的方向。(2)其次依據(jù)螺線管中感應(yīng)電流的方向，應(yīng)用安培定則，判定二次感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量方向，明確它是阻礙第一個感應(yīng)磁場變更的。(3)然后依據(jù)楞次定律，得出第一個感應(yīng)磁場的方向及相應(yīng)的變更的可能狀況，從而得到引起磁場變更的電流的方向與變更。(4)最終，依據(jù)電流的方向，推斷導(dǎo)體切割磁感線運動的方向與速度。