1、学案 4 楞次定律目标定位 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向一、右手定则问题设计如图 1 所示的电路中，G 为电流计(已知电流由左接线柱流入，指针向左偏，由右接线柱流入，指针向右偏)，当 ab 在磁场中切割磁感线运动时，指针的偏转情况如表所示图 1导体棒 ab的运动指针偏转方向回路中电流方向向右 向左 顺时针向左 向右 逆时针分析磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系并总结规律答案 磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系满足右手定则要点
2、提炼1右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向(注意等效电源的正、负极)2适用条件：只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况3当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(在等效电源内，从负极指向正极)二、楞次定律问题设计根据如图 2 甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格图 2甲 乙 丙 丁操作方法填写内容 S 极插入线圈S 极拔出线圈N 极插入线圈N 极拔出线圈原磁场的方向 向上 向上 向下 向下原磁场的磁
3、通量变化 增加 减小 增加 减小感应电流方向顺时针(俯视)逆时针(俯视)逆时针(俯视)顺时针(俯视)感应电流的磁场方向 向下 向上 向上 向下原磁场与感应电流的磁场方向的关系相反 相同 相反 相同(1)分析感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么 时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？答案 不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规
4、 律？答案 当条形磁铁插入时，磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对；当条形磁铁拔出时，磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对即两者靠近时，相互排斥；两者远离时，相互吸引感应电流总要阻碍原磁场的相对运动要点提炼1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2楞次定律中“阻碍”的含义：(1)谁在阻碍感应电流的磁场(2)阻碍什么阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身(3)如何阻碍当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同， “阻碍”不一定是感应电流的磁场与原磁场的方向相反，而是“增反减同” (4)
5、阻碍效果阻碍并不是阻止，最终增加的还是增加，减小的还是减小，只是 延缓了原磁场的磁通量的变化3(1)楞次定律是普遍适用的既可判断因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流的方向，又可判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向(2)右手定则只能判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向三、楞次定律的应用问题设计在长直通电导线附近有一闭合线圈 abcd，如图 3 所示当直导线中的电流强度 I 逐渐减小时，试判断线圈中感应电流的方向图 3请从解答此题的实践中，体会用楞次定律判定感应电流方向的具体思路答案 线圈 abcd 中感应电流方向为顺时针方向若要判定感应电流的方向，需先弄清楚感应电流的磁场
6、方向根据楞次定律“阻碍”的含义，则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况要点提炼应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：(1)明确研究对象是哪一个闭合电路(2)明确原磁场的方向(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减小(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向(5)由安培定则判断感应电流的方向一、右手定则的应用例 1 下列图中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 上的感应电流的方向为 ab 的是( )解析 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A 中感应电流的方向为 ab，B 中感应电流的方向为 ba，C 中感应电流沿 ad
7、cba 方向，D 中感应电流的方向为 ba .故选 A.答案 A二、对楞次定律的理解例 2 关于楞次定律，下列说法中正确的是 ( )A感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C感应电流的磁场总是和原磁场方向相反D感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析 楞次定律的内容：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，故选 D.答案 D三、楞次定律的应用例 3 如图 4 所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈 abcd，则( )图 4A若线圈向右平动，其中感应电流方向是 abcdB若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C当线圈以 ad 边为轴转动时转动角度小于 90，
8、其中感应电流方向是 abcdD当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是 abc d解析 先由右手螺旋定则判断出导线产生的原磁场在线圈处垂直纸面向里，当线圈向右平动时，通过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，感应电流的方向为adcb，A 错若线圈竖直向下平动时，磁通量不 变，无感应电流产生，B 正确当 线圈以 ad 边为轴转动时，其中感应电 流方向是 adc b，C 错当线圈向导线靠近时，磁通量增大，感应电流的磁场与原磁 场的方向相反，感 应电流的方向是 abc d， D 正确答案 BD1(对楞次定律的理解)关于楞次定律，下列说法正确的是 ( )A感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流
9、的磁通量的变化B闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用C原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向D感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化答案 A解析 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，选项 A 正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁 场阻碍作用，选项 B 错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电 流的磁场与原磁场反向， 选项 C 错误；当原磁场增强时感应电流的磁场与原磁场反向，当原磁 场减弱时与原磁场同向， 选项 D 错误2. 磁场垂直穿过一个圆形线框，由于磁场的变化，在线框中产生顺时针方向的感应电流，如图
10、 5 所示，则以下说法正确的是( )图 5A若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在增强B若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱C若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在增强D若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱答案 BC解析 感应电流的方向为顺时针方向，由安培定 则知感应电 流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律中的“增反减同”可知，可能是方向垂直 纸面向里的磁 场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正在增强，正确选项应为 B、C.3. (楞次定律的应用)如图 6 所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过
11、程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是 ( )图 6A若磁铁的 N 极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流B若磁铁的 S 极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流C无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入，磁铁都受到向下的引力D无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入，磁铁都受到向上的斥力答案 BD解析 若磁铁的 N 极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由右手螺旋定 则知， 线圈中产生逆 时针方向的感应电流，故 A 错误；若磁铁的 S 极向下插入，穿 过
12、线圈的磁通量增加，磁 场方向向上，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定 则知， 线圈中产生顺时针 方向的感应电流，故 B 正确；通电线圈的磁场与条形磁铁相似，根据安培定 则判断可知，当 N 极向下插入时， 线圈上端相当于 N 极，当 S 极向下插入时，线圈上端相当于 S 极，存在斥力，故 C 错误，D 正确导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动，无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入，磁体与线圈的相对位置都在减小，故磁体与线圈之间存在斥力4. (右手定则的应用)如图 7 所示，光滑平行金属导轨 PP 和 QQ，都处
13、于同一水平面内，P 和 Q 之间连接一电阻 R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现在将垂直于导轨放置一根导体棒 MN，用一水平向右的力 F 拉动导体棒 MN，以下关于导体棒 MN 中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )图 7A感应电流方向是 NMB感应电流方向是 MNC安培力水平向左D安培力水平向右答案 AC解析 由右手定则知，MN 中感 应电流方向是 NM ，再由左手定则可知，MN 所受安培力的方向垂直导体棒水平向左，故 选 A、C.题组一 对楞次定律的理解1关于感应电流，以下说法中正确的是 ( )A感应电流的方向总是与原电流的方向相反B感应电流的方向总是与原电流的方向相同
14、C感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反答案 C解析 由楞次定律可知，感应电 流的磁场总是阻碍闭合电 路内部原磁场的磁通量的变化，故 C 正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来消弱它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁 场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故 A、B、D 错误2根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是 ( )A与引起感应电流的磁场反向B阻止引起感应电流的磁通量的变化C阻碍引起感应电流的磁通量的变化D使电路磁通量为零答案 C解析 由楞次定律可知，感应电 流的磁场总是阻碍引起它的原
15、磁通量的 变化，具体来 说就是“增反减同” ，因此 C 正确题组二 楞次定律的应用3如图是验证愣次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是( )答案 CD解析 先根据愣次定律“来拒去留”判断线圈的 N 极和 S 极A 中线圈上端应为 N 极，B中线圈上端应为 N 极，C 中线 圈上端应为 S 极， D 中线圈上端 应为 S 极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B 错误，C 、D 正确4. 矩形导线框 abcd
16、与长直导线 MN 放在同一水平面上，ab 边与 MN 平行，导线 MN 中通入如图 1 所示的电流，当 MN 中的电流增大时，下列说法正确的是 ( )图 1A导线框 abcd 中没有感应电流B导线框 abcd 中有顺时针方向的感应电流C导线框所受的安培力的合力方向水平向左D导线框所受的安培力的合力方向水平向右答案 D解析 直导线中通有向上增大的电流，根据安培定 则知，通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且增大，根据楞次定律知感应电 流的方向为逆时针方向，故 A、B 错误根据左手定则知，ab边所受安培力的方向水平向右，cd 边所受安培力的方向水平向左，离 导线越近，磁感 应强度越大，所以 ab 边所
17、受的安培力大于 cd 边所受的安培力， 则线 框所受的安培力的合力方向水平向右，故 C 错误，D 正确5. 如图 2 所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c 、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中( )图 2A线圈中将产生沿 adcb 方向的感应电流B线圈中将产生沿 abcd 方向的感应电流C线圈中产生感应电流的方向先是沿 abc d 方向，后是沿 adcb 方向D线圈中无感应电流产生答案 B解析 将线圈拉成正方形其面积减小，穿 过线圈的磁通量减小，由楞次定律可判知线圈中产生顺
18、时针方向的感应电流，B 选项正确6. 如图 3 所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中 ( )图 3A始终有感应电流自 a 向 b 流过电流表 GB始终有感应电流自 b 向 a 流过电流表 GC先有 aGb 方向的感应电流，后有 bGa 方向的感应电流D将不会产生感应电流答案 C解析 当条形磁铁进入螺线管时，闭合线圈中的磁通量增加，当条形磁铁穿出螺线管时，闭合线圈中的磁通量减小，由楞次定律可知 C 正确7. 如图 4 所示，AOC 是光滑的金属轨道，AO 沿竖直方向， OC 沿水平方向，PQ 是一根金属直杆立在轨道上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中 Q 端
19、始终在 OC 上，空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在 PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是 ( )图 4A感应电流的方向始终是 PQB感应电流的方向先是由 PQ，后是由 QPCPQ 受磁场力的方向垂直于杆向左DPQ 受磁场力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左答案 B解析 在 PQ 杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形 POQ内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断 B 项对，A 项错再由 PQ 中电流方向及左手定则可判断 C、D 项错误8. 如图 5 所示，金属线框与直导线 AB 在同一平面内，直导线中通有电流 I，将线框由位置 1 拉至位置 2 的过程中，线
20、框中感应电流的方向是 ( )图 5A先顺时针，后逆时针，再顺时针B始终顺时针C先逆时针，后顺时针，再逆时针D始终逆时针答案 C解析 在靠近直导线直到处于中间位置的过程中，磁通量先增大后减小，原磁场方向垂直纸面向里，感应电流的磁场方向 应先垂直纸面向外后垂直纸 面向里，由右手螺旋定 则可判断电流方向为先逆时针后顺时针，同理当 处于中间位置到线框全穿 过直导线的过程中，感 应电流方向为顺时针，当远离导线的 过程中，感 应电流方向为逆时针 ，故选 C.9. 如图 6 所示，一对大磁极，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场，一矩形导线框 abcd 保持水平，从两磁极间中心上方某处开始下落，并
21、穿过磁场，则( )图 6A线框中有感应电流，方向是先沿 abcda 方向后沿 dcbad 方向B线框中有感应电流，方向是先沿 dc bad 方向后沿 abcda 方向C受磁场的作用，线框要发生转动D线框中始终没有感应电流答案 D解析 由于线框从两极间中心上方某处开始下落，根据 对 称性知，下落 过程中穿过线框 abcd的磁通量始终是零，没有变化，所以始终没有感应电流，因此不会受磁场的作用，故选项 D正确题组三 右手定则的应用10. 如图 7 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 7A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
22、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解析 由右手定则知 ef 上的电流由 ef ，故右 侧的电流方向为逆时针方向，左 侧的电流方向为顺时针方向，选 D.11. 如图 8 所示，同一平面内的三条平行导线串有电阻 R 和 r，导体棒 PQ 与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )图 8A流过 R 的电流方向为由 d 到 c，流过 r 的电流方向为由 b 到 aB流过 R 的电流方向为由 c 到 d，流过 r 的电流方向为由 b 到 aC流过 R 的电流方向为由 d
23、到 c，流过 r 的电流方向为由 a 到 bD流过 R 的电流方向为由 c 到 d，流动 r 的电流方向为由 a 到 b答案 B解析 根据磁场方向和导体棒的运动方向，用右手定 则可以判断出在 PQ 中产生的感应电动势的方向由 P 指向 Q，即导体棒下端电势高、上端电势低，所以在接入 R 的闭合电路中， 电流由 c 流向 d，在接入 r 的闭合电路中， 电流由 b 流向 a.12如图 9 所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O 分别与金属盘的边缘和转动轴接触若使金属盘按图示方向( 俯视为顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是( )图 9A电阻 R 中有 QRP 方向的感应电流B电阻 R 中有 PRQ 方向的感应电流C穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻 R 中无感应电流D调换磁铁的 N、S 极同时改变金属盘的转动方向，R 中感应电流的方向也会发生改变答案 B解析 根据右手定则可判定 R 中有 PRQ 方向的感应电流，B 正确，A、C 错流过 R 的感应电流方向不变，D 错
