1、第 4 节 楞次定律1右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢四指垂直，并与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的就是感应电流的方向2楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化3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楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向D楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向答案 BD解析 本题的关键是理解楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化如果是因磁通
2、量的减小而引起的感应电流，则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小；如果是因磁通量的增大而引起的感应电流，则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，阻碍磁通量的增大，故 A 项错误，B 项正确；楞次定律既可以判定闭合回路中感应电流的方向，也可以判定电流的方向，还可以判定不闭合回路中感应电动势的方向C 项错误，D 项正确4如图 1 所示，一线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置，时(位置正好是细杆竖直位置)，线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是( )图 1A，位置均是顺时针方
3、向B，位置均是逆时针方向C位置是顺时针方向，位置为零，位置是逆时针方向D位置是逆时针方向，位置为零，位置是顺时针方向答案 D解析 本题关键是判定出，位置时磁通量的变化情况，线圈由初始位置向位置运动过程中，沿磁场方向的磁通量逐渐增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，从右向左穿过线圈，根据安培定则，位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向；在位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大，由位置向位置运动时，向右穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向右，阻碍它的减少，根据安培定则可判定位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向，且知位置时感应电流为零故选 D
4、.5如图 2 所示，当导体棒 MN 在外力作用下沿导轨向右运动时，流过 R 的电流方向是( )图 2A. 由 AB B. 由 BAC无感应电流D无法确定答案 A M，则通过 R 的电流为 A M，则通过 R 的电流为 A B.【概念规律练】知识点一 右手定则1.如图表示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体 ab上的感应电流方向为 ab 的是( )答案 A b，B 中电流由 b b，B 中电流由 b a，C 中电流沿 a c b a 方向，D 中电流由 b a.故选 A.点评 判别导体切割磁感线产生的感应电流方向时，采用右手定则更有针对性，当然用楞次定律也可以判别2
5、如图 3 所示，导线框 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( )图 3A线框中有感应电流，且按顺时针方向B线框中有感应电流，且按逆时针方向C线框中有感应电流，但方向难以判断D由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流答案 B解析 此题可用两种方法求解，借此感受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更便捷方法一：首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向（如下图所示） ，因 ab 导线向右做切割磁感线运动，由右手定则判断感应电流由 ab,同理可判断 cd 导线中的感应电流方向由 cd,ad、bc 两边不做切割磁感线运动
6、，所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的.方法二：首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如右图所示)，由对称性可知合磁通量 0；其次当导线框向右运动时，穿过线框的磁通量增大(方向垂直向里)，由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，最后由安培定则判断感应电流按逆时针方向，故 B 选项正确点评 右手定则在判断由于部分导体切割磁感线的感应电流方向时针对性强，若电路中非一部分导体做切割磁感线运动时，应用楞次定律更轻松一些知识点二 楞次定律的基本理解图 43如图 4 所示为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转
7、轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 运动( O 是线圈中心)，则( )XOYA从 X 到 O，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小B从 X 到 O，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大C从 O 到 Y，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大D从 O 到 Y，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小答案 D解析 S，方向向上当磁极由 X 到 O 时，穿过线圈的磁通量增加根据楞次定律，感应电流的磁场应向下，再根据安培定则可知电流由 F 经 G 流向 E，当磁极在圆形线圈正上方时，磁通量的变化率最小，故电流先增大后减小当磁极从 O 到 Y 时，穿过线圈的磁通量减少，
8、可判断电流方向由 E 经 G 流向 F.再根据磁通量最大时，磁通量的变化率最小，则感应电流最小，故电流先增大后减小故选项 D 正确S，方向向上当磁极由 X 到 O 时，穿过线圈的磁通量增加根据楞次定律，感应电流的磁场应向下，再根据安培定则可知电流由 F 经 G 流向 E，当磁极在圆形线圈正上方时，磁通量的变化率最小，故电流先增大后减小当磁极从 O 到 Y 时，穿过线圈的磁通量减少，可判断电流方向由 E 经 G 流向 F.再根据磁通量最大时，磁通量的变化率最小，则感应电流最小，故电流先增大后减小故选项D 正确点评 应用楞次定律判断感应电流的一般步骤：原 磁 场 方 向及 穿 过 回 路的 磁 通
9、 量 的增 减 情 况 楞 次 定 律 感 应 电流 的 磁场 方 向 安 培 定 则 感 应 电 流的 方 向4如图 5 所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是( )图 5AN 极向纸内，S 极向纸外，使磁铁绕 O 点转动BN 极向纸外，S 极向纸内，使磁铁绕 O 点转动C磁铁在线圈平面内顺时针转动D磁铁在线圈平面内逆时针转动答案 A解析 当 N 极向纸内，S 极向纸外转动时，穿过线圈的磁场由无到有并向里，感应电流的磁场应向外，电流方向为逆时针，A 选项正确；当 N 极向纸外，S 极
10、向纸内转动时，穿过线圈的磁场向外并增加，感应电流方向为顺时针，B 选项错误；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，C、D 选项错误点评 此题是“逆方向”应用楞次定律，只需把一般步骤“逆向”即可感 应 电 流的 方 向 安 培 定 则 感 应 电流 的 磁场 方 向 楞 次 定 律 穿 过 回 路 的磁 通 量 的增 减 情 况【方法技巧练】一、增反减同法5某磁场磁感线如图 6 所示，有一铜线圈自图示 A 处落至 B 处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )图 6A始终顺时针B始终逆时针C先顺时针再逆时针D先逆时针再顺时针答案 C解析
11、自 A 落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相反，即向下，故可由安培定则判断线圈中的感应电流为顺时针；自图示位置落至 B 点时，穿过线圈的磁通量减少，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相同即向上，故可由安培定则判断线圈中的感应电流为逆时针，选 C.方法总结 此题中的“增反减同”为：当回路中的磁通量增加(减少)时感应电流的磁场方向与原磁场方向相反(相同)6电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图 7 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(
12、)图 7A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 N 极接近线圈上端的过程，穿过线圈的磁通量向下增加，则感应电流的磁场方向向上由安培定则可判定电路中的电流为顺时针方向，故通过 R 的电流由 b 到 a，电容器下极板带正电方法总结 应用增反减同法时，特别要注意原磁场的方向，才能根据增反减同判断出感应电流的磁场方向二、来拒去留法7如图 8 所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )图 8A向右摆动B向左摆动C静止D无法判定答案 A解析 此题可由两种方法来解决方法 1：画出磁铁磁感线分布，如图甲
13、所示，当磁铁向环运动时，穿过环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示铜环中有感应电流时铜环又要受到安培力的作用，分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元取上、下两小段电流研究，由左手定则确定两段电流受力，由此可联想到整个铜环所受合力向右，则 A 选项正确甲 乙方法 2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁，则两磁铁有排斥作用，故 A 正确方法总结 此题中若磁铁远离铜环运动时，同样可分析出铜环的运动情况为向左摆动，故可归纳出：感应电流在磁场中受力时有“来拒去留”的特点8如图 9 所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈
14、 abcd，磁铁和线圈都可以绕 OO轴转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是( )图 9A俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同B俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速D线圈静止不动答案 C解析 本题“原因”是磁铁有相对线圈的运动， “效果”便是线圈要阻碍两者的相对运动，线圈阻止不了磁铁的运动，由“来拒去留”线圈只好跟着磁铁同向转动；如果二者转速相同，就没有相对运动，线圈就不会转动，故答案为 C.方法总结 感应电流在磁场中受力，用“来拒去留”来直接判断既快又准，此法也可理解为感应电流在磁场中受力总是“阻碍相对运动” 三、增缩减扩法9如图 10 所示
15、，光滑固定导轨 M、 N 水平放置，两根导体棒 P、 Q 平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图 10A P、 Q 将相互靠拢B P、 Q 将相互远离C磁铁的加速度仍为 gD磁铁的加速度小于 g答案 AD解析 根据楞次定律，感应电流的效果是总要阻碍产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加， P、 Q 可通过缩小面积的方式进行阻碍，故可得 A 正确由“来拒去留”得回路电流受到向下的力的作用，由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以磁铁的加速度小于 g，选 A、D.方法总结 增缩减扩法，就闭合电路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势10如图
16、 11(a)所示，两个闭合圆形线圈 A、 B 的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A 中通以如图(b)所示的交变电流， t0 时电流方向为顺时针(如图箭头所示)，在 t1 t2时间段内，对于线圈 B，下列说法中正确的是( )图 11A线圈 B 内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B线圈 B 内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C线圈 B 内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势D线圈 B 内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势答案 A解析 在 t1 t2时间段内， A 线圈的电流为逆时针方向，产生的磁场垂直纸面向外且是增加的，由此可判定 B 线圈中的电流为顺时针方向，线圈的扩张与收缩可用阻碍
17、变化的观点去判定在 t1 t2时间段内 B 线圈内的 增强，根据楞次定律，只有 B 线圈增大面积，才能阻碍 的增加，故选 A.方法总结 注意 B 线圈内的磁通量是穿进穿出两部分抵消后的磁通量1关于决定感应电流方向的因素以下说法中正确的是( )A回路所包围的引起感应电流的磁场的方向B回路外磁场的方向C回路所包围的磁通量的大小D回路所包围的磁通量的变化情况答案 AD解析 回路以外的磁场无论变化与否，对回路的感应电动势没有影响，更不能决定感应电流的方向通过实验知道，回路所包围的原磁场的方向变化或磁通量发生增、减变化时，感应电流的方向变化，感应电流的方向与磁场的强弱和磁通量的大小没有关系，故选项 A、
18、D 正确2如图 12 所示，螺线管 CD 的导线绕法不明，当磁铁 AB 插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是( )图 12A C 端一定是 N 极B D 端一定是 N 极C C 端的极性一定与磁铁 B 端的极性相同D因螺线管的绕法不明，故无法判断极性答案 C解析 由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用，即螺线管的 C 端一定与磁铁的 B 端极性相同，与螺线管的绕法无关但因为磁铁 AB 的 N、S 极性不明，所以螺线管 CD 的两端极性也不能明确，所以 A、B、D 错，C 对3如图 13 所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与
19、螺线管截面平行当电键 S 接通瞬间，两铜环的运动情况是( )图 13A同时向两侧推开B同时向螺线管靠拢C一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断答案 A解析 当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量在增加，使得穿过两侧铜环的磁通量都在增加，由楞次定律可知，两环中感应电流的磁场与线圈中磁场方向相反，即受到线圈磁场的排斥作用，使两铜环分别向外侧移动，选项 A 正确4如图 14 所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为( )图 14A外环顺时针、内环逆时针B外环
20、逆时针，内环顺时针C内、外环均为逆时针D内、外环均为顺时针答案 B解析 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由安培定则判断出感应电流的方向是：在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项 B 正确5如图 15 所示， A 是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得金属环 B 中产生了如图所示方向的感应电流，则 A 环的转动情况为( )图 15A顺时针匀速转动B逆时针加速转动C逆时针减速转动D顺时针减速转动答案 BD解析 本题考查安培安则和楞次定律的应
21、用 B 环中感应电流为逆时针，根据安培定则判断可知，感应电流的磁场为垂直纸面向外，根据楞次定律能产生这样的磁场，是由于A 环旋转时 A 环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂直纸面向里增强的磁场的结果，负电荷的运动方向与电流方向相反，根据安培定则可得出， A环逆时针加速转动时产生方向垂直纸面向里的增强的磁场，若 A 环顺时针减速转动时产生垂直纸面向外的减弱的磁场故正确答案为 B、D.6信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，如图 16，刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是( )图 16A A、 B、
22、 C 三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生B A、 B、 C 三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生C A、 C 两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同D A、 C 两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反答案 AD解析 A、 B、 C 三位置处于磁性过渡区，经过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，A 对，B 错 A、 C 两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反，感应电流方向相反，C 错，D 对7如图 17 所示， MN， PQ 为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体 ab， cd 与导轨有良好的接触并能滑动，当 ab 沿
23、轨道向右滑动时，则( )图 17A cd 向右滑 B cd 不动C cd 向左滑 D无法确定答案 A解析 对 ab 应用右手定则确定回路中电流方向，应用左手定则确定 cd 受力后的运动方向(与磁场方向无关，也可由来拒去留直接判断)8如图 18 所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体 ef 与环接触良好，当 ef 向右匀速运动时( )图 18A圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B整个环中有顺时针方向的电流C整个环中有逆时针方向的电流D环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流答案 D f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选 D. f，故右侧的电流方向为逆时针，左
24、侧的电流方向为顺时针，选 D.92000 年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到 500 kmh1 ，可载 5 人，如图 19 所示就是磁悬浮的原理图，图中 A 是圆柱形磁铁， B 是用高温超导材料制成的超导线圈将超导线圈 B 水平放在磁铁 A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 上方的空中以下说法正确的是( )图 19A在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流当稳定后，感应电流消失B在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流当稳定后，感应电流仍存在C如 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向如图中所示D如 A 的 N 极朝上， B
25、中感应电流的方向与图中所示的相反答案 BD解析 线圈 B 放入磁场的过程中，穿过 B 的磁通量从无到有，逐渐增加，故应在 B 中产生感应电流由于 B 是超导线圈，不会出现热损耗，故 B 中的电流应持续存在如果明确了磁场的 N 极朝上，可由楞次定律得出电流方向与图示中 B 环的电流方向相反10圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在 O 点，导体环可以在竖直平面里来回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计在图 20 所示的正方形区域里，有匀强磁场垂直于圆环的振动面指向纸内下列说法中正确的有( )图 20A此摆振动的开始阶段机械能不守恒B导体环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反C导体环通过最低点时，环中感
26、应电流最大D最后此摆在匀强磁场中振动时，机械能守恒答案 ABD解析 导体环在进、出磁场阶段有感应电流产生，机械能转化为电能，环全部进入磁场后，磁通量不变无感应电流11如图 21 所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 B，方向相反且垂直纸面，MN、 PQ 为其边界， OO为其对称轴一导线折成边长为 l 的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒定速度 v0向右运动，当运动到关于 OO对称的位置时( )图 21A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为 2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同答案 ABD解析 线框关于 OO对称时，左
27、右两侧磁通量大小相等，磁场方向相反，合磁通量为0；根据右手定则， cd 的电动势方向由 c 到 d， ab 的电动势方向由 a 到 b，且大小均为Blv0，闭合电路的电动势为 2Blv0，电流方向为逆时针；根据左手定则， ab 和 cd 边所受安培力方向均向左，方向相同，故正确的选项为 A、B、D.12在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图 22 甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关 S 时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央然后按图乙所示，将电流表与副线圈 B 连成一个闭合回路，将原线圈 A、电池、滑动变阻器和开关 S 串联成另一个闭合电路(
28、1)S 闭合后，将螺线管 A(原线圈)插入螺线管 B(副线圈)的过程中，电流表的指针将如何偏转？(2)线圈 A 放在 B 中不动时，指针如何偏转？(3)线圈 A 放在 B 中不动，将滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时，电流表指针将如何偏转？(4)线圈 A 放在 B 中不动，突然断开 S，电流表指针将如何偏转？图 22答案 (1)向右偏转 (2)不偏转 (3)向右偏转(4)向左偏转13如图 23 是环保型手电筒的外形环保型手电筒不需要任何化学电池作为电源，不会造成由废电池引起的环境污染使用时只要将它摇动一分钟，手电筒便可持续照明好几分钟手电筒内部有一永久磁铁，外层有一线圈，那么这种手电筒的原理是什么？图 23答案 见解析解析 环保型手电筒应用了电磁感应原理，内部有磁铁外部有线圈，摇动时，使磁铁相对线圈运动，产生感应电流，把机械能转换为电能，并有一电容器暂时储存电能从而维持手电筒照明几分钟
