第6.1節(jié) 楞次定律(1)（原卷版）

第六章·電磁感應(yīng)定律第1節(jié)楞次定律（1）◎目標導(dǎo)航學(xué)問要點難易度1.（試驗）探究影響感應(yīng)電流方向的因素：阻礙磁通量變化2.楞次定律推斷感應(yīng)電流的方向3.推廣的楞次定律：來拒去留，增縮減擴，增反減同4.楞次定律反映能量轉(zhuǎn)化：機械能電能內(nèi)能5.右手定則★★

★★★★★★★★★★★◎?qū)W問精講一、探究影響感應(yīng)電流方向的因素1.確定靈敏電流計電流流入方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向試觸法：按下圖(a)連入電源、靈敏電流計、限流電阻（幾十千歐），接受瞬間閉合開關(guān)的方法，推斷靈敏電流計的偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系。(a)(b)2.按上圖(b)方式將感應(yīng)線圈和靈敏電流計連成回路，將磁體插入或抽出線圈，觀看電流計偏轉(zhuǎn)方向。操作原磁場方向磁通量變化感應(yīng)電流的磁場甲N極插入向下增加向上阻礙增加乙N極抽出向下減小向下阻礙減小丙S極插入向上增加向下阻礙增加丁S極抽出向上減小向上阻礙減小3.結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場和引起電磁感應(yīng)的磁場方向可能相同，也可能相反，但總是阻礙磁通量的變化。4.銅管和塑料管中放入鋁塊和磁體的試驗(1)試驗：如下圖(a)在相同外形的銅管和塑料管中分別放入鋁塊和磁體。(2)結(jié)果：放入鋁塊時同時落下，放入磁體時銅管中磁體下降明顯緩慢。(2)緣由：在銅管中放入磁體，產(chǎn)生電磁感應(yīng)，阻礙磁通量的變化，銅管上部相當(dāng)于異名磁極，下部相當(dāng)于同名磁極，對下降的磁體有向上的阻力，使磁體下降變慢，如下圖(b)所示。(a)(b)例1.用磁鐵和線圈爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象試驗中，已知通入靈敏電流表從正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，則：甲圖中電表指針偏向______；乙圖中條形磁棒下方是______極。丙圖中條形磁鐵向______運動；丁圖中線圈的繞制方法是______（在丁圖中畫出）【總結(jié)】（1）把線圈看成等效磁體，磁體向下靠近時，等效磁體互斥；遠離時，等效磁體吸引。（2）磁極、運動方向、電流，繞向。四個中知道三個則能確定第四個。例2.（多選）如圖所示，A、B為大小、外形均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速度釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對于兩管的描述中可能正確的是 （ ）A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的二、楞次定律1.內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。（1）當(dāng)磁鐵移近或插入線圈時，線圈中感應(yīng)電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反（2）當(dāng)線圈離開或拔出線圈時，線圈中感應(yīng)電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同2.楞次定律的理解（1）“阻礙”不是阻擋。由于磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件，假如這種變化被阻擋，也就不能產(chǎn)生感應(yīng)電流了。感應(yīng)電流的磁場僅僅阻礙了原磁通量的變化速率，回路中的磁通量還是要變化的。（2）“阻礙”不是相反。楞次定律應(yīng)當(dāng)理解為：假如穿過閉合回路的磁通量是增加的，則感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；假如穿過閉合回路的磁通量是削減的，則感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。（增反減同）3.楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟：基本思路可歸結(jié)為：“一原、二感、三電流”，一般步驟如下：(1)確定原磁場的方向;(2)確定穿過閉合線圈的磁通量是增加還是削減:(3)依據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向；(4)利用右手螺旋定則確定感應(yīng)電流的方向。4.楞次定律的推廣形式楞次定律不僅要確定感應(yīng)電流方向，還要求確定在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的其他效果，如閉合導(dǎo)線的受力、運動趨向等，可對楞次定律的緣由和效果的含義進行推廣?！熬売伞笨捎纱磐康淖兓茝V為引起磁通量變化的相對運動、回路的形變、導(dǎo)線中電流的變化等，而“效果”則可由感應(yīng)電流激發(fā)的磁場推廣為因感應(yīng)電流的消滅而引起的機械運動、受力等。楞次定律的一個極為有用的推廣形式，常見有以下幾種表現(xiàn)：（1）阻礙導(dǎo)體間的相對運動：“來拒去留”。（2）就閉合電路的面積而言：“增縮減擴”。（3）磁場方向：“增反減同”。（4）環(huán)形線圈電磁感應(yīng)后可當(dāng)作：“等效磁體”。（5）從能量轉(zhuǎn)化的角度看：都要克服阻力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。例3.對楞次定律的理解下面說法中不正確的是 （ ）A．應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場方向B．應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向后，再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向C．楞次定律中的“阻礙”是指阻礙原磁場的變化，因而感應(yīng)電流的磁場方向也可能與原磁場方向相同D．楞次定律中“阻礙”二字的含義是指感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反例4.小明用如圖所示的裝置“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”，螺線管與靈敏電流計構(gòu)成閉合電路，條形磁鐵N極朝下。當(dāng)磁體向下靠近螺線管上端時（）（A）電流計指針向右偏轉(zhuǎn)（B）螺線管內(nèi)部的磁通量減?。–）螺線管內(nèi)部的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場向下（D）磁鐵受到向上的磁場力的作用例5.如圖所示，導(dǎo)線圈A水平放置，條形磁鐵在其正上方，N極向下且向下移近導(dǎo)線圈的過程中，導(dǎo)線圈A中的感應(yīng)電流方向是（俯視狀況）___________；若將條形磁鐵S極向下，且向上遠離線圈A移動時，導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流方向是（俯視狀況）____________。例6.如圖所示，小金屬環(huán)和大金屬環(huán)重疊在同一平面內(nèi)，兩環(huán)相互絕緣，小環(huán)有一半面積在大環(huán)內(nèi)，當(dāng)大環(huán)接通電源的瞬間，小環(huán)中感應(yīng)電流的狀況是 （ ）A．無感應(yīng)電流B．有順時針方向的感應(yīng)電流C．有逆時針方向的感應(yīng)電流D．無法確定例7.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N極朝下，從高處下落接近回路過程中，導(dǎo)體棒的運動狀況是 （ ）A．保持靜止B．相互靠近C．相互遠離D．先靠近后遠離三、右手定則1.感應(yīng)電流方向——右手定則閉合電路中部分直導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向可由右手定則推斷。（1）內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心穿入，并使拇指指向?qū)Ь€運動方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流方向。（2）適用范圍：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的狀況。（3）假如線路不閉合，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，但會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，四指指向高電勢。2.楞次定律和右手定則的區(qū)分(1)推斷感應(yīng)電流方向時，右手定則只適用于部分導(dǎo)體切割磁感線的狀況，楞次定律適用于任何狀況．右手定則是楞次定律的特例。(2)楞次定律爭辯對象是整個回路，而右手定則卻是一段做切割磁感線運動的導(dǎo)體．但二者是統(tǒng)一的．(3)用到楞次定律必定要用安培定則（推斷感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向，或由磁場方向推斷感應(yīng)電流）．3.左手定律和右手定則的區(qū)分(1)左手定則：推斷電流或運動電荷在磁場中受力方向，先有電流再有受力。(2)右手定則：推斷電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，先有運動再有電流。(3)電流的磁效應(yīng)（右手）安培力（左手）感應(yīng)電流（右手）。例8.如圖所示，推斷閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向。例9.如圖所示，閉合正方形導(dǎo)線框abcd通過一個方向與線框平面垂直的勻強磁場區(qū)域，已知磁場區(qū)域的寬大于線框的邊長，則關(guān)于線框中感應(yīng)電流方向，下列說法中正確的是 （ ）A．dc邊進入磁場到ab邊出磁場的整個過程中都是順時針方向的B．dc邊進入磁場到ab邊出磁場的整個過程中都是逆時針方向的C．dc邊進入磁場時逆時針方向，dc邊出磁場時順時針方向D．dc邊進入磁場時順時針方向，dc邊出磁場時逆時針方向例10.如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′，都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中?，F(xiàn)在將垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力F拉動導(dǎo)體棒MN，導(dǎo)體棒MN感應(yīng)電流方向是_______,安培力水平________。總結(jié)：導(dǎo)體切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在磁場中又受到安培力，和導(dǎo)體運動或外力方向相反?！蜢柟叹毩?xí)（A）1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，以下說法中正確的是 （ ）A．閉合電路在磁場中運動，閉合電路中就肯定會有感應(yīng)電流B．閉合電路在磁場中作切割磁感線運動，閉合電路中肯定會有感應(yīng)電流C．穿過閉合電路的磁通量為零的瞬間，閉合電路中肯定不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D．無論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生了變化，閉合電路中肯定會有感應(yīng)電流2.如圖所示，各圖都是閉合電路的一部分直導(dǎo)線在磁場中切割磁圖感線運動的示意圖，在圖上標出感應(yīng)電流方向。3. 如圖所示，標出圖中閉合電路的一部分導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向。4.某試驗小組用如圖試驗裝置驗證楞次定律。條形磁鐵自上而下穿過固定線圈，下列說法正確的是（

）（A）條形磁鐵進入線圈時，線圈產(chǎn)生的電流從負極進入電流表（B）條形磁鐵離開線圈時，線圈產(chǎn)生的電流從正極進入電流表（C）條形磁鐵進入線圈時，線圈施加給磁鐵的力向上（D）條形磁鐵離開線圈時，線圈施加給磁鐵的力向下5.用如圖所示的裝置做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”試驗。磁體從靠近螺線管的上方由靜止開頭下落，當(dāng)磁體運動到如圖所示的位置時，流過螺線管的感應(yīng)電流方向從________（選填“a”到“b”或“b”到“a”）。6.探究楞次定律的試驗中，某同學(xué)記錄了試驗過程的三個情境圖，其中有兩個記錄不全，請將其補充完整。7.如圖所示，甲、乙都是鋁環(huán)，甲環(huán)是閉合的，乙環(huán)是斷開的。橫梁可以繞中間的支點轉(zhuǎn)動。用磁鐵的任一極去靠近或遠離鋁環(huán)，發(fā)生的現(xiàn)象是：（1）磁鐵N極靠近甲環(huán)的的過程中，甲環(huán)將___________（選填“靠近”“遠離”“不動”）（2）磁鐵S極從乙環(huán)移開的過程中，乙環(huán)將___________（選填“靠近”“遠離”“不動”）8.如圖所示，從左向右4個電流表的電流方向推斷正確的是（）（A）第一個從右向左 （B）其次個從下向上（C）第三個從下向上 （D）第四個從上向下9.如圖所示，一矩形導(dǎo)線框與長直通電導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，且長直導(dǎo)線正好位于線框的正中間，現(xiàn)將線框向右平移，此時線框中的感應(yīng)電流及線框所受磁場力的方向分別是（ ）A．順時針，向右B．順時針，向左C．逆時針，向右D．逆時針，向左aa/b10.如圖所示，同一絕緣水平面內(nèi)，一個小金屬環(huán)a和一個大金屬環(huán)b的圓心在同一點。a中通有順時針方向的恒定電流I，b環(huán)中不通電。在將a環(huán)移沿半徑向圖中a/位置的過程中，關(guān)于b環(huán)中的感應(yīng)電流的說法正確的是（aa/bA．b環(huán)中無感應(yīng)電流B．b環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流C．b環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流D．b環(huán)中先有逆時針方向、后有順時針方向的感應(yīng)電流11.如圖，同一絕緣光滑水平地面上，一個小金屬環(huán)a和一個大金屬環(huán)b的圓心在同一點。a環(huán)中通有逆時針方向的恒定電流I，b環(huán)中不通電?，F(xiàn)將a環(huán)沿直線移向圖中a＇位置，則b環(huán)中感應(yīng)電流i的方向和b環(huán)的運動狀況分別為（）（A）i為順時針方向，b環(huán)圓心向靠近a＇位置運動（B）i為順時針方向，b環(huán)圓心向遠離a＇位置運動（C）i為逆時針方向，b環(huán)圓心向靠近a＇位置運動（D）i為逆時針方向，b環(huán)圓心向遠離a＇位置運動甲乙12.甲、乙兩個同心的閉合金屬圓環(huán)位于同一平面內(nèi)，甲環(huán)中通以順時針方向電流I，如圖所示，當(dāng)甲環(huán)中電流漸漸增大時，乙環(huán)中每段導(dǎo)線所受磁場力的方向是 （ 甲乙A．指向圓心 B．背離圓心C．垂直紙面對內(nèi) D．垂直紙面對外13.如圖所示，一矩形導(dǎo)線框右邊部分在一有界勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，現(xiàn)移動線框，此時線框右邊受到向左的磁場力，則線框的運動狀況可能是 （ ）A．向上平移B．向下平移C．向右平移D．向左平移14.如圖所示，某老師上課做演示試驗時，用繩吊起一個鋁環(huán)，用手拿住磁鐵使其N極去靠近鋁環(huán)。下列說法正確的是（）（A）鋁環(huán)有擴大的趨勢（B）鋁環(huán)將會遠離磁鐵（C）從A向B看，鋁環(huán)中有順時針方向電流（D）鋁環(huán)中的電能是憑空產(chǎn)生的15.如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合線圈，則流過G表的感應(yīng)電流方向是（）A．始終由a流向bB．始終由b流向aC．先由a流向b，再由b流向aD．先由b流向a，再由a流向b16.如圖所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ，則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向（從上往下看）是 （ ）A．有順時針方向的感應(yīng)電流B．有逆時針方向的感應(yīng)電流C．先逆時針后順時針方向的感應(yīng)電流D．無感應(yīng)電流17.“磁單極子”是指只有S極或N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點電荷的電場線分布。物理學(xué)家們長期以來始終用試驗試圖證明自然界中存在磁單極子，如圖所示的試驗就是用于檢測磁單極子的試驗之一，abcd為用超導(dǎo)材料圍成的閉合回路，該回路旋轉(zhuǎn)在防磁裝置中，可認為不受四周其它磁場的作用。設(shè)想有一個S極磁單極子沿回路的軸線從左向右穿過超導(dǎo)回路，那么在回路中可能發(fā)生的現(xiàn)象是（）A．回路中無感應(yīng)電流B．回路中形成持續(xù)的abcda流向的感應(yīng)電流C．回路中形成持續(xù)的adcba流向的感應(yīng)電流D．回路中形成先abcda流向而后adcba流向的感應(yīng)電流18.如圖所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B在漸漸增加的過程中，內(nèi)外金屬環(huán)上的感應(yīng)電流的方向應(yīng)為（）A．內(nèi)環(huán)順時針方向，外環(huán)逆時針方向B．內(nèi)環(huán)逆時針方向，外環(huán)順時針方向C．內(nèi)外環(huán)均順時針方向D．內(nèi)外環(huán)均逆時針方向19.某磁場的磁感線如圖所示，有線圈自圖示A位置落至B位置，在下落過程中，自上而下看，線圈中的感應(yīng)電流方向是（ ）A．始終沿順時針方向B．始終沿逆時針方向C．先沿順時針再沿逆時針方向D．先沿逆時針再沿順時針方向20.如圖，一光滑水平桌面上放著兩個完全相同的金屬圓環(huán)，彼此絕緣，靜止在桌面上，當(dāng)一個條形磁鐵的N極豎直向下向著它們運動時，a、b兩線圈的運動狀況是 （ ）A．a(chǎn)、b均靜止不動B．a(chǎn)、b相互遠離C．a(chǎn)、b相互靠近D．a(chǎn)、b受到向上有吸引而跳起◎鞏固練習(xí)（B）21.（多選）如圖所示，通電直導(dǎo)線cd，右側(cè)有一金屬線框與導(dǎo)線cd在同一平面內(nèi)，金屬棒ab放在框架上，ab棒受磁場力向左，則cd棒中電流變化的狀況是 （ ）A．cd棒中通有d→c方向漸漸減小的電流B．cd棒中通有d→c方向漸漸增大的電流C．cd棒中通有c→d方向漸漸增大的電流D．cd棒中通有c→d方向漸漸減小的電流22.（多選）如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開頭在重力作用下運動，運動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面對外的勻強磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列推斷正確的是（ ）A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→QB．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→PC．PQ受磁場力的方向垂直桿向左D．PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右23.如圖所示，豎直平面內(nèi)過O點的豎直虛線左右兩側(cè)有垂直紙面大小相等、方向相反的水平勻強磁場，一導(dǎo)體圓環(huán)用絕緣細線懸掛于O點，將導(dǎo)體圓環(huán)拉到圖示a位置靜止釋放，圓環(huán)繞O點搖擺，則（）（A）導(dǎo)體環(huán)從a運動到b位置的過程中，有順時針方向電流（B）導(dǎo)體環(huán)從b運動到c位置的過程中，電流總是順時針方向（C）導(dǎo)體環(huán)在b位置和c位置速度大小相等（D）導(dǎo)體環(huán)向右最多能擺到與a位置等高的位置24.如圖，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中（）A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向始終是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向25.如圖所示，a、b、c為同一平面內(nèi)的線圈，其中a、b為同心圓，現(xiàn)給a中通以順時針方向的電流，在a中的電流漸漸增大的過程中，b、c中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為（）（A）b、c中均為順時針方向（B）b、c中均為逆時針方向（C）b為逆時針方向，c為順時針方向（D）b為順時針方向，c為逆時針方向26.（多選）如圖所示，矩形線框abcd通過與之相連的硬導(dǎo)線搭接在金屬導(dǎo)軌MEFN上，整個裝置放在與之垂直的勻強磁場中，當(dāng)線框向右運動時（）（A）R中無電流通過 （B）R中有電流通過，方向為E→F（C）R中有電流通過，方向為F→E （D）線框邊ab與cd中的電流方向相同27. 如圖所示，一水平放置的矩形線圈在條形磁鐵S極上方較遠位置1處開頭下落，位置2位于S極四周，位置3與磁場中軸線齊平。從位置1到位置3的下落過程中，線圈磁通量在如何變化：_________；從上往下看，位置2到位置3線框內(nèi)的感應(yīng)電流方向為_____（填“順時針”或“逆時針”）。28. 如圖所示，一正電粒子從直徑上方拂過金屬圓環(huán)表面，粒子與圓環(huán)不接觸，該過程中（）（A）線圈內(nèi)磁通量肯定不變 （B）環(huán)中肯定有感應(yīng)電流（C）金屬環(huán)有擴張趨勢 （D）粒子與金屬環(huán)無相互作用29.磁鐵在線圈中心上方開頭運動時，線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應(yīng)電流，則磁鐵的運動可能是（）（A）向上運動 （B）向下運動（C）向左運動 （D）向右運動30.（多選）在空間消滅如圖所示的閉合電場，電場線為一簇閉合曲線，這可能是由于（）A.沿AB方向磁場在快速減弱B.沿AB方向磁場在快速增加C.沿BA方向磁場在快速減弱D.沿BA方向磁場在快速增加adcbadcbAB31.如圖所示，導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線adcbadcbABA．是沿abcd方向流淌，然后沿adcb方向流淌B．先是沿adcb方向流淌，后沿abcd方向流淌，再沿adcb方向流淌C．感應(yīng)電流始終是沿abcd方向流淌D．感應(yīng)電流始終是沿adcb方向流淌32.一平面線圈用細桿懸于P點，開頭時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動.已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置1和位置2時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為（ ）A．逆時針方向，逆時針方向B．逆時針方向，順時針方向C．順時針方向，順時針方向D．順時針方向，逆時針方向33.如圖所示，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣．當(dāng)MN中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向 （ ）A．向左B．向右C．垂直紙面對外D．垂直紙面對里34.如圖所示，水平放置的光