第一講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律(原卷版+解析)

第一講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識梳理一、磁通量1．概念：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量。2．公式：Φ＝BS。3．公式的適用條件(1)勻強磁場。(2)S為垂直磁場的有效面積。4．磁通量是標(biāo)量(選填“標(biāo)量”或“矢量”)。5．磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．定義：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)。2．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化或閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動。3．實質(zhì)：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果電路閉合，則有感應(yīng)電流；如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。三、感應(yīng)電流方向的判定1．楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．右手定則(1)內(nèi)容：如圖，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流?？键c一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法①確定所研究回路；②看Φ是否變化；③回路是否閉合；②③同時滿足可產(chǎn)生感應(yīng)電流。例1、用圖中三套實驗裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，下列選項中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作是()A．甲圖中，使導(dǎo)體棒AB順著磁感線方向運動，且保持穿過ABCD的磁感線條數(shù)不變B．乙圖中，使條形磁體勻速穿過線圈C．丙圖中，開關(guān)S保持閉合，A、B螺線管相對靜止一起豎直向上運動D．丙圖中，開關(guān)S保持閉合，使小螺線管A在大螺線管B中保持不動例2、(多選)如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO′平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°(俯視)D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)課堂隨練訓(xùn)練1、如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ(0<θ<90°)．在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度BD．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角訓(xùn)練2、如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機，a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端，M、N是電流表的接線端，現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置B．將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置C．將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置D．將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置考點二、感應(yīng)電流方向的判定例1、如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)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．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向例2、(2020·江蘇卷，3)如圖所示，兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1和B2大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是()A．同時增大B1減小B2B．同時減小B1增大B2C．同時以相同的變化率增大B1和B2D．同時以相同的變化率減小B1和B2課堂隨練訓(xùn)練1、(2021·上海市嘉定區(qū)高三一模)磁單極子自1932年被狄拉克提出以來，科學(xué)家們一直都在努力尋找其存在的確鑿證據(jù)。如果一個只有S極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導(dǎo)線圈，則從上向下看，這個線圈中將出現(xiàn)()A．先逆時針后順時針的感應(yīng)電流B．先順時針后逆時針的感應(yīng)電流C．逆時針方向的持續(xù)流動的感應(yīng)電流D．順時針方向的持續(xù)流動的感應(yīng)電流訓(xùn)練2、(2021·浙江杭州市教學(xué)質(zhì)檢)如圖所示，無限長通電直導(dǎo)線與右側(cè)的矩形導(dǎo)線圈ABCD在同一平面內(nèi)，線圈的AB邊與直導(dǎo)線平行?，F(xiàn)用外力使線圈向直導(dǎo)線靠近且始終保持AB邊與直導(dǎo)線平行，在AB邊靠近直導(dǎo)線的過程中，下列說法正確的是()A．線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是ADCBAB．直導(dǎo)線對AB邊和CD邊的安培力等大反向C．直導(dǎo)線對AD邊和BC邊的安培力等大反向D．在線圈ABCD內(nèi)部的區(qū)域的磁場方向為垂直線圈所在平面向外考點三、楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。列表說明如下：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”通過導(dǎo)體遠(yuǎn)離或靠近來阻礙原磁通量的變化——“增離減靠”i增大，B遠(yuǎn)離Ai減小，B靠近A“三個定則”“一個定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電例1、(多選)如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運動，則可能是()A．開關(guān)S閉合瞬間B．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動例2、如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運動 B．向左做減速運動C．向右做減速運動 D．向右做加速運動課堂隨練訓(xùn)練1、(2020·全國卷Ⅲ·14)如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)．圓環(huán)初始時靜止．將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到()A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動C．撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動D．撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動訓(xùn)練2、(多選)(2022·桂林、崇左聯(lián)合調(diào)研)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和固定不動的金屬棒MN，線圈L1、L2繞在同一個鐵芯上，PQ棒所在區(qū)域有垂直于軌道平面向下的勻強磁場，當(dāng)PQ在外力的作用下運動時，MN中有從M到N的電流，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．向左減速運動同步訓(xùn)練1、下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()2、如圖，圓環(huán)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如圖所示的電路，若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列說法正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有收縮的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將減小3、(多選)用如圖所示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)S1連接到電源上，線圈B通過開關(guān)S2連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面．下列說法中正確的是()A．該裝置用于探究線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件B．S2處于閉合狀態(tài)，在S1閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．S1處于閉合狀態(tài)，在S2閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．兩開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路穩(wěn)定后勻速移動滑動變阻器的滑片，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)4、(多選)兩根相互平行的固定金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，與導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動．當(dāng)AB在外力F作用下向右運動時，下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左5、(2021·寧夏吳忠市聯(lián)考)如圖所示，繞水平軸可以勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈放置于勻強磁場中，磁場之外有一繞在水平放置陶瓷棒上的導(dǎo)線通過滑環(huán)與矩形線圈相連，陶瓷棒的右側(cè)吊著一個金屬圓環(huán)，圓環(huán)初始時靜止?，F(xiàn)在讓矩形線圈從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動90°，可觀察到()A．若線圈順時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向左擺動；線圈逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向右擺動B．若線圈逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向左擺動；線圈順時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向右擺動C．無論線圈順時針轉(zhuǎn)動還是逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)都向右擺動D．無論線圈順時針轉(zhuǎn)動還是逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)都向左擺動6、置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，如圖所示。導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是()A．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動B．圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動C．圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動D．圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向左運動7、(多選)如圖所示裝置中，cd桿原來靜止。當(dāng)ab桿做如下哪些運動時，cd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8、(多選)(2018·全國卷Ⅲ)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢()A．在t＝eq\f(T,4)時為零B．在t＝eq\f(T,2)時改變方向C．在t＝eq\f(T,2)時最大，且沿順時針方向D．在t＝T時最大，且沿順時針方向9、(多選)如圖甲所示，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán)，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示規(guī)律變化時()A．在0～t1時間內(nèi)，環(huán)有收縮趨勢B．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)有擴張趨勢C．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D．在t2～t3時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流10、(2022·上海師大附中學(xué)考)在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”的實驗中：(1)某同學(xué)用通電螺線管代替條形磁鐵進(jìn)行如下實驗操作：A．將靈敏電流計直接與電池兩極相連，檢測靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系；B．按圖接好電路；C．把原線圈放入副線圈中，接通、斷開開關(guān)觀察并記錄靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向；D．歸納出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系。其中錯誤之處是____________________________、____________________________。(2)已知一靈敏電流計，當(dāng)電流從正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，現(xiàn)把它與線圈串聯(lián)接成如圖所示的電路，條形磁鐵的磁極、運動方向及靈敏電流計的正負(fù)接線柱和指針偏轉(zhuǎn)方向均如圖所示，試畫出螺線管上導(dǎo)線的繞向。11、在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”實驗中，實物電路連接如圖：(1)實物圖中有一個元件接錯了回路，請指出并改正：______________________________________________。(2)為了方便探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律，實驗應(yīng)研究原磁場方向、磁通量的變化情況、________________三者的關(guān)系。(3)在實驗過程中，除了查清流入電流表的電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系之外，還應(yīng)查清________中導(dǎo)線的繞制方向。(選填“A”“B”或“A和B”)(4)某同學(xué)在完成實驗后未斷開開關(guān)，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置。在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除________(選填“A”或“B”)線圈所在電路時發(fā)生的；分析可知，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應(yīng)________(選填“斷開開關(guān)”或“把A、B線圈分開放置”)。第一講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識梳理一、磁通量1．概念：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量。2．公式：Φ＝BS。3．公式的適用條件(1)勻強磁場。(2)S為垂直磁場的有效面積。4．磁通量是標(biāo)量(選填“標(biāo)量”或“矢量”)。5．磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．定義：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)。2．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化或閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動。3．實質(zhì)：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果電路閉合，則有感應(yīng)電流；如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。三、感應(yīng)電流方向的判定1．楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．右手定則(1)內(nèi)容：如圖，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流?？键c一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法①確定所研究回路；②看Φ是否變化；③回路是否閉合；②③同時滿足可產(chǎn)生感應(yīng)電流。例1、用圖中三套實驗裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，下列選項中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作是()A．甲圖中，使導(dǎo)體棒AB順著磁感線方向運動，且保持穿過ABCD的磁感線條數(shù)不變B．乙圖中，使條形磁體勻速穿過線圈C．丙圖中，開關(guān)S保持閉合，A、B螺線管相對靜止一起豎直向上運動D．丙圖中，開關(guān)S保持閉合，使小螺線管A在大螺線管B中保持不動【答案】B【解析】題圖甲中，使導(dǎo)體棒AB順著磁感線方向運動，AB不切割磁感線，穿過ABCD的磁通量也沒變化，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；題圖乙中，使條形磁體勻速穿過線圈，在磁體從上向下穿過時，穿過線圈的磁通量會變化，故產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；題圖丙中，開關(guān)S保持閉合，A、B螺線管相對靜止一起豎直向上運動，兩線圈沒有相對運動，穿過B的磁通量沒發(fā)生變化，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；題圖丙中，開關(guān)S保持閉合，使小螺線管A在大螺線管B中保持不動時，也不會使穿過B的磁通量發(fā)生變化，故也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤．例2、(多選)如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO′平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°(俯視)D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)【答案】ABD【解析】只要AB中電流發(fā)生變化，無論是大小變，還是方向變，還是大小和方向同時變，都可以使線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B正確；以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°的過程中，磁感應(yīng)強度的大小和線圈的有效面積都沒變，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；以O(shè)O′為軸逆時針轉(zhuǎn)90°的過程中，線圈的有效面積發(fā)生了變化，磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。課堂隨練訓(xùn)練1、如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ(0<θ<90°)．在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度BD．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角【答案】A【解析】設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，穿過回路的磁通量Φ＝BScosθ.ab向右運動，則S增大，θ減小，則cosθ增大，因此Φ增大，回路里一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確；B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；ab向左運動，則S減小，B增大，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；ab向右運動，則S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤．訓(xùn)練2、如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機，a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端，M、N是電流表的接線端，現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置B．將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置C．將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置D．將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置【答案】B【解析】將銅盤看成無數(shù)個軸向銅條組成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時銅條相當(dāng)于電源，銅盤邊緣和中心相當(dāng)于電源的兩個極，則想要觀察到感應(yīng)電流，M、N應(yīng)分別接電源的兩個極，故B正確?？键c二、感應(yīng)電流方向的判定例1、如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)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．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向【答案】D【解析】金屬桿PQ突然向右運動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，則穿過圓環(huán)形金屬線框T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應(yīng)電流，故選項D正確，A、B、C錯誤。例2、(2020·江蘇卷，3)如圖所示，兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1和B2大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是()A．同時增大B1減小B2B．同時減小B1增大B2C．同時以相同的變化率增大B1和B2D．同時以相同的變化率減小B1和B2【答案】B【解析】當(dāng)同時增大B1減小B2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(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)為垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則知，此時金屬圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，A項錯誤；同理當(dāng)同時減小B1增大B2時，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，B項正確；當(dāng)同時以相同的變化率增大或減小B1和B2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(yīng)電流產(chǎn)生，C、D項均錯誤。課堂隨練訓(xùn)練1、(2021·上海市嘉定區(qū)高三一模)磁單極子自1932年被狄拉克提出以來，科學(xué)家們一直都在努力尋找其存在的確鑿證據(jù)。如果一個只有S極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導(dǎo)線圈，則從上向下看，這個線圈中將出現(xiàn)()A．先逆時針后順時針的感應(yīng)電流B．先順時針后逆時針的感應(yīng)電流C．逆時針方向的持續(xù)流動的感應(yīng)電流D．順時針方向的持續(xù)流動的感應(yīng)電流【答案】D【解析】只有S極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導(dǎo)線圈時，穿過線圈的磁通量先向上增加，后向下減小，根據(jù)楞次定律可知，從上向下看線圈中產(chǎn)生順時針方向的持續(xù)流動的感應(yīng)電流。故選D。訓(xùn)練2、(2021·浙江杭州市教學(xué)質(zhì)檢)如圖所示，無限長通電直導(dǎo)線與右側(cè)的矩形導(dǎo)線圈ABCD在同一平面內(nèi)，線圈的AB邊與直導(dǎo)線平行。現(xiàn)用外力使線圈向直導(dǎo)線靠近且始終保持AB邊與直導(dǎo)線平行，在AB邊靠近直導(dǎo)線的過程中，下列說法正確的是()A．線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是ADCBAB．直導(dǎo)線對AB邊和CD邊的安培力等大反向C．直導(dǎo)線對AD邊和BC邊的安培力等大反向D．在線圈ABCD內(nèi)部的區(qū)域的磁場方向為垂直線圈所在平面向外【答案】C【解析】根據(jù)右手定則，直導(dǎo)線在右手邊的磁場方向垂直紙面向里，在AB邊靠近直導(dǎo)線的過程中，線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是ABCDA，所以A錯誤；直導(dǎo)線周圍的磁場的磁感應(yīng)強度，離直導(dǎo)線越近磁感應(yīng)強度越大，則對AB邊和CD邊的安培力不等大但是方向是相反的，所以B錯誤；根據(jù)右手定則，由對稱性可知，直導(dǎo)線對AD邊和BC邊的安培力等大反向，所以C正確；在線圈ABCD內(nèi)部的區(qū)域的磁場方向為垂直線圈所在平面向里，因為感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場只是阻礙原磁通量的增大，而不是阻止，所以總磁通量還是增大，所以D錯誤。考點三、楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。列表說明如下：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”通過導(dǎo)體遠(yuǎn)離或靠近來阻礙原磁通量的變化——“增離減靠”i增大，B遠(yuǎn)離Ai減小，B靠近A“三個定則”“一個定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電例1、(多選)如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運動，則可能是()A．開關(guān)S閉合瞬間B．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動【答案】AC【解析】鉆頭M向右運動，是遠(yuǎn)離左邊的線圈，依據(jù)楞次定律的推論“增離減靠”，說明左邊線圈中的電流增大，故A、C正確，B、D錯誤。例2、如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運動 B．向左做減速運動C．向右做減速運動 D．向右做加速運動【答案】BC【解析】導(dǎo)體棒ab向右或向左做勻速運動時，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，螺線管產(chǎn)生的磁場是穩(wěn)定的，穿過c的磁通量不變，c中沒有感應(yīng)電流，線圈c不受安培力作用，不會被螺線管吸引，故A錯誤；導(dǎo)體棒ab向左或向右做減速運動時，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，螺線管產(chǎn)生的磁場減弱，穿過c的磁通量減小，根據(jù)楞次定律得知，c被螺線管吸引，故B、C正確；導(dǎo)體棒ab向右或向左做加速運動時，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，螺線管產(chǎn)生的磁場增強，穿過c的磁通量增大，根據(jù)楞次定律得知，c被螺線管排斥，故D錯誤。課堂隨練訓(xùn)練1、(2020·全國卷Ⅲ·14)如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)．圓環(huán)初始時靜止．將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到()A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動C．撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動D．撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動【答案】B【解析】開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，不論撥至M端還是N端，通過圓環(huán)的磁通量均增加，根據(jù)楞次定律(增離減靠)可知圓環(huán)會阻礙磁通量的增加，即向右運動，故選B.訓(xùn)練2、(多選)(2022·桂林、崇左聯(lián)合調(diào)研)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和固定不動的金屬棒MN，線圈L1、L2繞在同一個鐵芯上，PQ棒所在區(qū)域有垂直于軌道平面向下的勻強磁場，當(dāng)PQ在外力的作用下運動時，MN中有從M到N的電流，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【答案】BC【解析】MN中有從M到N的電流，由楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是向上減小，或向下增加；再由右手定則可知PQ可能是向左加速運動或向右減速運動。同步訓(xùn)練1、下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()【答案】B【解析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知，A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流產(chǎn)生；B中，電路閉合，且垂直磁感線的閉合回路的面積增大，則穿過閉合回路的磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；C中，穿過閉合線圈的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無感應(yīng)電流產(chǎn)生；D中，閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。故選B。2、如圖，圓環(huán)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如圖所示的電路，若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列說法正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有收縮的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將減小【答案】C【解析】根據(jù)安培定則可知，螺線管b在其內(nèi)部產(chǎn)生向下的磁場，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向下滑動時，電路中總電阻減小，電流增大，磁感應(yīng)強度變大，穿過線圈a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，線圈a中會產(chǎn)生阻礙磁通量變大的感應(yīng)電流，即產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應(yīng)電流，故A、B錯誤；根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴”可知，線圈a有收縮的趨勢，故C正確；根據(jù)楞次定律的推論“增離減靠”可知，線圈a有遠(yuǎn)離螺線管b的趨勢，因此線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，故D錯誤。3、(多選)用如圖所示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)S1連接到電源上，線圈B通過開關(guān)S2連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面．下列說法中正確的是()A．該裝置用于探究線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件B．S2處于閉合狀態(tài)，在S1閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．S1處于閉合狀態(tài)，在S2閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．兩開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路穩(wěn)定后勻速移動滑動變阻器的滑片，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】ABD【解析】線圈B沒有接電源，與電流表構(gòu)成回路，可用于探究線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，A正確；S2處于閉合狀態(tài)，則線圈B與電流表構(gòu)成回路．在S1閉合瞬間，線圈A中電流增大，A產(chǎn)生的磁場增強，則穿過線圈B的磁通量變大，所以B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B正確；S1處于閉合狀態(tài)，線圈A中的電流不變，產(chǎn)生的磁場不變，穿過線圈B的磁通量不變，所以在S2閉合瞬間，線圈B中沒有感應(yīng)電流，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，C錯誤；兩開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路穩(wěn)定后勻速移動滑動變阻器的滑片，則線圈A中電流變化，線圈A產(chǎn)生的磁場變化，則穿過線圈B的磁通量變化，所以B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確．4、(多選)兩根相互平行的固定金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，與導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動．當(dāng)AB在外力F作用下向右運動時，下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左【答案】BD【解析】導(dǎo)體棒AB切割磁感線，根據(jù)右手定則判定AB棒中的電流方向為B→A，則CD棒中的電流方向為C→D，A錯誤，B正確；根據(jù)左手定則，判定CD棒所受安培力的方向為水平向右，AB棒所受安培力的方向為水平向左，C錯誤，D正確．5、(2021·寧夏吳忠市聯(lián)考)如圖所示，繞水平軸可以勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈放置于勻強磁場中，磁場之外有一繞在水平放置陶瓷棒上的導(dǎo)線通過滑環(huán)與矩形線圈相連，陶瓷棒的右側(cè)吊著一個金屬圓環(huán)，圓環(huán)初始時靜止?，F(xiàn)在讓矩形線圈從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動90°，可觀察到()A．若線圈順時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向左擺動；線圈逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向右擺動B．若線圈逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向左擺動；線圈順時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)向右擺動C．無論線圈順時針轉(zhuǎn)動還是逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)都向右擺動D．無論線圈順時針轉(zhuǎn)動還是逆時針轉(zhuǎn)動，圓環(huán)都向左擺動【答案】C【解析】矩形線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，無論順時針或者逆時針，流過陶瓷棒上導(dǎo)線的電流都是增大的，引起穿過圓環(huán)的磁通量也都是增大的，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)電流產(chǎn)生的磁場要阻礙磁通量增大，所以都要向右擺動，故C正確，A、B、D錯誤。6、置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，如圖所示。導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是()A．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動B．圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動C．圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動D．圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向左運動【答案】C【解析】當(dāng)圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為由圓心指向盤邊緣，在線圈A中的磁場方向為由A指向B，且磁場在增強，在線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過金屬棒的方向為由a指向b，根據(jù)左手定則可知ab棒受到向左的安培力，故ab棒向左運動；同理可知，圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒向右運動；圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，ab棒不受力，靜止不動；圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動，故C正確，A、B、D錯誤。7、(多選)如圖所示裝置中，cd桿原來靜止。當(dāng)ab桿做如下哪些運動時，cd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【答案】BD【解析】ab向右勻速運動時，ab中感應(yīng)電流恒定，L1中磁通量不變，穿過L2的磁通量不變，L2中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，cd保持靜止，A錯誤；ab向右加速運動時，根據(jù)右手定則知，在ab桿上產(chǎn)生增大的從a到b的電流，根據(jù)安培定則，在L1中產(chǎn)生方向向上增強的磁場，該磁場方向向下通過L2，根據(jù)楞次定律可知通過cd的感應(yīng)電流方向向下，由左手定則可知cd向右移動，B正確；同理可得C錯誤，D正確。8、(多選)(2018·全國卷Ⅲ)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢()A．在t＝eq\f(T,4)時為零B．在t＝eq\f(T,2)時改變方向C．在t＝eq\f(T,2)時最大，且沿順時針方向D．在t＝T時最大，且沿順時針方向【答案】AC【解析】在t＝eq\f(T,4)時，交流電圖像斜率為0，即磁通量變化率為0，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S知，E＝0，故A正確。在t＝eq\f(T,2)和t＝T時，圖像斜率最大，在t＝eq\f(T,2)和t＝T時感應(yīng)電動勢最大。在eq\f(T,4)到eq\f(T,2)之間，電流由Q向P減弱，導(dǎo)線在R處產(chǎn)生方向垂直紙面向里的磁場，且磁場減弱，由楞次定律知，R產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向也垂直紙面向里，則R中感應(yīng)電動勢沿順時針方向，同理可判斷在eq\f(T,2)到eq\f(3,4)T時，R中感應(yīng)電動勢方向也為順時針方向，在eq\f(3,4)T到eq\f(5,4)T時，R中感應(yīng)電動勢方向為逆時針方向，C正確，B、D錯誤。9、(多選)如圖甲所示，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán)，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示規(guī)律變化時()A．在0～t1時間內(nèi)，環(huán)有收縮趨勢B．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)有擴張趨勢C．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D．在t2～t3時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流【答案】BC【解析】在0～t1時間內(nèi)，B均勻增加，則在螺線管中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，在導(dǎo)線框abcd中形成穩(wěn)定的電流，