第1節(jié)　楞次定律 教學(xué)設(shè)計(jì)

第二章電磁感應(yīng)第1節(jié)楞次定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．理解楞次定律的內(nèi)容，能運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，解答有關(guān)問題。2．理解楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。3．掌握右手定則，認(rèn)識(shí)右手定則是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。知識(shí)點(diǎn)1影響感應(yīng)電流方向的因素將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路，分別將條形磁體的N極、S極插入、拔出線圈。(1)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲向下逆時(shí)針(俯視)向上乙向上順時(shí)針(俯視)向下(2)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向丙向下順時(shí)針(俯視)向下丁向上逆時(shí)針(俯視)向上(3)歸納結(jié)論當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，阻礙磁通量的增加；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，阻礙磁通量的減少。知識(shí)點(diǎn)2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(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。2．楞次定律與能量守恒定律的關(guān)系：感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結(jié)果。由于電阻的存在，感應(yīng)電流在閉合回路中流動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生熱量。根據(jù)能量守恒定律，能量不可能無中生有，這部分熱量只可能從其他形式的能量轉(zhuǎn)化而來。把磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時(shí)，推力或拉力都必須做機(jī)械功，做功過程中消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成感應(yīng)電流的電能。[判一判]1．(1)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。()(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反。()(3)楞次定律表明感應(yīng)電流的效果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗。()提示：(1)×(2)√(3)√知識(shí)點(diǎn)3右手定則1．內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。2．適用范圍：右手定則適用于閉合回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。[判一判]2．(1)右手定則只適用于閉合回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。()(2)使用右手定則時(shí)必須讓磁感線垂直穿過掌心。()(3)任何感應(yīng)電流方向的判斷既可使用楞次定律，又可使用右手定則。()提示：(1)√(2)×(3)×1．(對(duì)楞次定律的理解)(多選)一塊銅片位于如圖所示的磁場(chǎng)中，如果用力把銅片從磁場(chǎng)拉出或把它進(jìn)一步推入，則在這兩個(gè)過程中有關(guān)磁場(chǎng)對(duì)銅片的作用力，下列敘述正確的是()A．拉出時(shí)是阻力B．推入時(shí)是阻力C．拉出時(shí)不受磁場(chǎng)力D．推入時(shí)不受磁場(chǎng)力解析：選AB。將銅片從磁場(chǎng)拉出或推入，磁通量發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律，磁場(chǎng)對(duì)銅片的作用力應(yīng)阻礙銅片和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故A、B正確。2．(楞次定律的應(yīng)用)如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從1的正上方下落至其正下方過程中，從上往下看線圈2中()A．無感應(yīng)電流B．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．先是順時(shí)針方向，后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．先是逆時(shí)針方向，后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流解析：選C。線圈1中恒定電流形成的磁場(chǎng)分布情況如圖所示。當(dāng)線圈2從線圈1的正上方下落，并處于線圈1的上方時(shí)，磁感線方向向上，且磁通量增大，根據(jù)楞次定律知，線圈2中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，由右手螺旋定則知，俯視時(shí)線圈2中感應(yīng)電流方向應(yīng)為順時(shí)針方向；同理，線圈2落至線圈1的正下方時(shí)，磁感線方向向上，且磁通量減小，由楞次定律和右手螺旋定則知，俯視時(shí)線圈2中感應(yīng)電流方向應(yīng)為逆時(shí)針方向。3．(右手定則的應(yīng)用)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)所在平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)()A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流C．整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流D．環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流解析：選D。由右手定則知ef上的電流由e→f，故右側(cè)的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，左側(cè)的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針。4．(右手定則與左手定則的綜合應(yīng)用)如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置甲(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置乙(右)，則()A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB．導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC．導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左解析：選D。由右手定則可判斷出導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，A、B錯(cuò)誤；由左手定則可判斷導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力方向水平向左，導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左，C錯(cuò)誤，D正確。探究一探究影響感應(yīng)電流方向的因素【例1】(2022·重慶第二外國語學(xué)校高二月考)“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后，將A線圈迅速插入B線圈中，電流計(jì)指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。(2)連好電路后，并將A線圈插入B線圈中，若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，可采取的操作是________。A．插入鐵芯B．拔出A線圈C．變阻器的滑片向左滑動(dòng)D．?dāng)嚅_開關(guān)S瞬間(3)G為指針零刻度在中央的靈敏電流表，連接在直流電路中時(shí)的偏轉(zhuǎn)情況如圖①中所示，即電流從電流表G的左接線柱進(jìn)時(shí)，指針也從中央向左偏。今把它與一線圈串聯(lián)進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，則圖②中的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向是向________(選填“上”或“下”)；圖④中的條形磁鐵下端為________(選填“N”或“S”)極。[解析](1)已知閉合開關(guān)瞬間，A線圈中的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流使靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，可知磁通量增加時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)開關(guān)閉合后，將A線圈迅速插入B線圈中時(shí)，B線圈中的磁通量增加，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會(huì)使靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。(2)要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)楞次定律知，磁通量應(yīng)減小。插入鐵芯時(shí)，B線圈中的磁通量增加，故A錯(cuò)誤；拔出A線圈時(shí)，B線圈中的磁通量減小，故B正確；變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電流增大，B線圈中的磁通量增大，故C錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S瞬間，電流減小，B線圈中的磁通量減小，故D正確。(3)題圖②中指針向左偏，可以知道線圈中感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針(俯視)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，條形磁鐵的磁場(chǎng)方向向上，由楞次定律可知，向上的磁通量增大，條形磁鐵向下插入。題圖④中指針向右偏，則感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)，由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，條形磁鐵向上拔出，即磁通量減小，由楞次定律可知，條形磁鐵的磁場(chǎng)方向應(yīng)該向上，所以條形磁鐵上端為N極，下端為S極。[答案](1)向右(2)BD(3)下S[針對(duì)訓(xùn)練1](2022·揚(yáng)州中學(xué)高二期中)小張同學(xué)用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”。斷開開關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。(1)閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)的過程中，靈敏電流計(jì)的指針__________(選填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。(2)如圖乙所示，R為熱敏電阻，其阻值隨著周圍環(huán)境溫度的升高而減小。輕質(zhì)金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸(金屬環(huán)A平面與螺線管線圈平面平行)，并位于其左側(cè)。若周圍環(huán)境溫度急劇上升時(shí)，從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向____________(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)，金屬環(huán)A將向________(選填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng)，并有__________(選填“收縮”或“擴(kuò)張”)的趨勢(shì)。解析：(1)由題意可知當(dāng)穿過B的磁通量減小時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，則可知當(dāng)穿過B的磁通量增大時(shí)，指針應(yīng)該向右偏轉(zhuǎn)，則閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過程中，A所在回路中的電阻減小，則A中的電流增大，磁場(chǎng)變強(qiáng)，穿過B的磁通量增大，故靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。(2)當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，導(dǎo)致線圈中的電流增大，依據(jù)右手螺旋定則與楞次定律，從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；因穿過A環(huán)的磁通量增大，據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原電流磁場(chǎng)方向相反，故相互排斥，則金屬環(huán)A將向左運(yùn)動(dòng)，且金屬環(huán)A有收縮的趨勢(shì)。答案：(1)向右偏轉(zhuǎn)(2)逆時(shí)針左收縮探究二楞次定律1．因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過來影響原因。2．對(duì)“阻礙”的理解3．“阻礙”的表現(xiàn)形式楞次定律也可以理解為：感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的原因。常見的表現(xiàn)形式有以下三種：(1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)。(2)阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來拒去留)。(3)通過改變線圈面積來“反抗”(增縮減擴(kuò))?！纠?】如圖所示，閉合的金屬線圈正上方有一個(gè)豎直放置的條形磁鐵。當(dāng)該磁鐵向下運(yùn)動(dòng)靠近線圈時(shí)，下列判斷中正確的是()A．若磁鐵的運(yùn)動(dòng)是勻速的，則線圈中就沒有感應(yīng)電流B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中所標(biāo)的箭頭方向相同C．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中所標(biāo)的箭頭方向相反D．磁鐵向下做加速或減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的方向不同[解析]當(dāng)該磁鐵向下運(yùn)動(dòng)靠近線圈時(shí)，無論是做加速、減速還是勻速運(yùn)動(dòng)，都會(huì)使線圈中的磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律和右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的方向與題圖中所標(biāo)的箭頭方向相同。[答案]B【例3】(多選)某電磁沖擊鉆的原理圖如圖所示，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，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(dòng)變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng)D．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動(dòng)變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng)[解析]當(dāng)開關(guān)突然閉合時(shí)，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，而對(duì)于右線圈來說，線圈中磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙磁通量增加，使鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，同理可知，開關(guān)由閉合到斷開瞬間，鉆頭M向左運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S已經(jīng)閉合時(shí)，只有左側(cè)線圈電流增大才會(huì)導(dǎo)致鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。[答案]AC[針對(duì)訓(xùn)練2]豎直平面內(nèi)放置一通有豎直向上恒定電流的導(dǎo)線，如圖所示。正方形導(dǎo)線框置于導(dǎo)線右側(cè)，下列說法正確的是()A．電流變大，線框?qū)⑺较蜃筮\(yùn)動(dòng)，并有擴(kuò)張趨勢(shì)B．線框向左運(yùn)動(dòng)一小段時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流方向是逆時(shí)針方向C．從靜止釋放線框，則線框下落過程中加速度逐漸減小，最后勻速下落D．以導(dǎo)線為軸，線框順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流方向a→b→c→d解析：選B。直導(dǎo)線電流變大，線框內(nèi)磁通量變大，由通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)分布特點(diǎn)并根據(jù)楞次定律推論，可判斷線框面積有縮小的趨勢(shì)，線框?qū)⑺较蛴疫\(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；線框向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框內(nèi)磁通量增加，因此會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律判斷出電流方向?yàn)閍→d→c→b，即逆時(shí)針方向，故B正確；從靜止釋放線框，線框下落過程中，線框中磁通量不變，所以沒有感應(yīng)電流，因此線框做自由落體運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；以導(dǎo)線為軸，線框順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框中的磁通量并不變化，所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。[針對(duì)訓(xùn)練3]如圖所示，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中所示的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個(gè)過程中，線圈中感應(yīng)電流()A．沿abcda流動(dòng)B．沿dcbad流動(dòng)C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcbad流動(dòng)D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcbad流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流動(dòng)解析：選A。根據(jù)細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近的磁感線分布，線圈abcd在位置Ⅱ時(shí)，穿過線圈的磁通量為0，在位置Ⅰ時(shí)，磁感線向上穿過線圈，在位置Ⅲ時(shí)，磁感線向下穿過線圈。設(shè)磁感線向上穿過線圈時(shí)磁通量為正，由此可見，由位置Ⅰ到位置Ⅱ再到位置Ⅲ，磁通量持續(xù)減少，感應(yīng)電流方向不變，應(yīng)沿abcda流動(dòng)，故A正確。探究三右手定則的理解和應(yīng)用【問題導(dǎo)引】如圖所示，假定導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動(dòng)。(1)我們研究的是哪個(gè)閉合導(dǎo)體回路？(2)當(dāng)導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過這個(gè)閉合導(dǎo)體回路的磁通量是增大還是減??？(3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是沿哪個(gè)方向的？(4)導(dǎo)體棒CD中的感應(yīng)電流是沿哪個(gè)方向的？提示：(1)CDEF(2)增大(3)垂直于紙面向外(4)C→D1.楞次定律與右手定則的區(qū)別與聯(lián)系楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分，即切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用對(duì)于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便對(duì)于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例2.右手定則與左手定則的比較右手定則左手定則作用判斷感應(yīng)電流方向判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向圖例因果關(guān)系運(yùn)動(dòng)→電流電流→運(yùn)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)【例4】(多選)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(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)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(dòng)導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是()A．感應(yīng)電流方向是N→MB．感應(yīng)電流方向是M→NC．安培力方向水平向左D．安培力方向水平向右[解析]以導(dǎo)體棒MN為研究對(duì)象，所處位置磁場(chǎng)方向向下、運(yùn)動(dòng)方向向右。由右手定則可知，感應(yīng)電流方向是N→M；再由左手定則可知，安培力方向水平向左。[答案]AC【例5】某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合，從而減小對(duì)箱內(nèi)人員的傷害。當(dāng)轎廂墜落到圖示位置時(shí)，關(guān)于該裝置，以下說法正確的是()A．從下往上看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B．從下往上看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向C．金屬線圈B對(duì)轎廂下落有阻礙作用，線圈A沒有阻礙作用D．金屬線圈B有收縮的趨勢(shì)，線圈A有擴(kuò)張的趨勢(shì)[解析]當(dāng)電梯轎廂墜落至題圖位置時(shí)，閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱，感應(yīng)電流的方向從下往上看是順時(shí)針方向，線圈B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從下往上看是逆時(shí)針方向，A、B錯(cuò)誤；結(jié)合上述分析可知，當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí)，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，C錯(cuò)誤；閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱，線圈B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，線圈B有收縮的趨勢(shì)，線圈A有擴(kuò)張的趨勢(shì)，D正確。[答案]D[針對(duì)訓(xùn)練4]如圖所示，CDEF是一個(gè)矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動(dòng)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒中的電流方向由B→AB．電流表A1中的電流方向由F→EC．電流表A1中的電流方向由E→FD．電流表A2中的電流方向由D→C解析：選B。根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒內(nèi)部電流方向?yàn)锳到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，A、C錯(cuò)誤，B正確；同理電流表A2中的電流方向由C→D，D錯(cuò)誤。[A級(jí)——基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是()A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的減弱C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化解析：選D。楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。阻礙的不是磁場(chǎng)的變化，而是磁通量的變化。2.圖為閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁極間運(yùn)動(dòng)的情形，圖中導(dǎo)體垂直于紙面，a、b、c、d分別表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)中的四個(gè)不同位置，箭頭表示導(dǎo)體在對(duì)應(yīng)位置上的運(yùn)動(dòng)方向，則導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶飼r(shí)，導(dǎo)體的位置是()A．a(chǎn) B．bC．c D．d解析：選A。導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷可知，a位置正確。3.如圖所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為導(dǎo)線圈Ⅱ，則關(guān)于導(dǎo)線圈中的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)是()A．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．有先逆時(shí)針后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．無感應(yīng)電流解析：選A。穿過導(dǎo)線圈的磁通量包括磁體內(nèi)全部的磁通量和磁體外的一部分磁通量，合磁通量是向上的。當(dāng)導(dǎo)線圈突然縮小時(shí)合磁通量增加，原因是磁體外向下穿過導(dǎo)線圈的磁通量減少。由楞次定律判斷，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，A正確。4.如圖所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A．向右擺動(dòng)B．向左擺動(dòng)C．靜止D．不能確定解析：選A。法一磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使銅環(huán)的磁通量增加而產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，銅環(huán)為阻礙原磁通量的增大，必向磁感線較疏的右方運(yùn)動(dòng)，即往躲開磁通量增加的方向運(yùn)動(dòng)，故A正確。法二磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律的另一種表述“來拒去留”得知銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則磁鐵和銅環(huán)間有排斥作用，故A正確。5．某磁場(chǎng)的磁感線如圖所示，有一銅線圈自圖示a處落至b處，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應(yīng)電流方向是()A．始終順時(shí)針B．始終逆時(shí)針C．先順時(shí)針再逆時(shí)針D．先逆時(shí)針再順時(shí)針解析：選C。自a處落至題圖所示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律判斷知，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，自題圖所示位置落至b處時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律判斷知，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，C正確。6．如圖，把一條形磁鐵從圖示位置由靜止釋放，穿過采用雙線繞法的通電線圈，此過程中條形磁鐵做()A．減速運(yùn)動(dòng) B．勻速運(yùn)動(dòng)C．自由落體運(yùn)動(dòng) D．變加速運(yùn)動(dòng)解析：選C。雙線繞法得到的兩個(gè)線圈通電時(shí)，由安培定則知，兩線圈的磁場(chǎng)等值反向相互抵消，合磁場(chǎng)為0，對(duì)磁鐵無作用力。當(dāng)磁鐵下落時(shí)，穿過兩線圈的磁通量同向增加，根據(jù)楞次定律，兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流等值反向，也互相抵消，線圈中無感應(yīng)電流，線圈對(duì)磁鐵沒有作用力。磁鐵下落過程中只受重力，又從靜止開始，所以磁鐵做自由落體運(yùn)動(dòng)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。7．如圖所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的。若用磁鐵分別靠近這兩個(gè)圓環(huán)，則下列說法正確的是()A．圖中磁鐵N極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)被吸引，而后被推開B．圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運(yùn)動(dòng)C．用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí)，B環(huán)被排斥，遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動(dòng)D．用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)均被排斥解析：選D。用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)，A環(huán)均被排斥；遠(yuǎn)離A環(huán)，A環(huán)均被吸引。接近或遠(yuǎn)離B環(huán)，B環(huán)無任何反應(yīng)。因?yàn)樵诖盆F的任意一磁極接近或遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，由于A環(huán)閉合，環(huán)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，阻礙磁極和A環(huán)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；而B環(huán)不閉合，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。8.如圖所示，導(dǎo)體線圈abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I，在線圈由左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中，線圈中感應(yīng)電流的方向是()A．先abcda，再dcbad，后abcdaB．先abcda，再dcbadC．先dcbad，再abcda，后dcbadD．一直dcbad解析：選C。畫出長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布情況，如圖所示，線圈向右移動(dòng)，未到達(dá)直導(dǎo)線之前，線圈內(nèi)磁通量“·”增加，故感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad；線圈穿越直導(dǎo)線過程中線圈內(nèi)磁通量“·”減少，同時(shí)磁通量“×”增加，所以先是合磁通量為“·”減少，后是合磁通量為“×”增加，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向?yàn)椤啊ぁ?，感?yīng)電流方向?yàn)閍bcda；線圈穿過直導(dǎo)線后，線圈內(nèi)磁通量為“×”減少，如同磁通量“·”進(jìn)一步增加，故感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad，考慮全過程，故C正確。[B級(jí)——能力增分練]9.1931年，英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子，即“磁單極子”。1982年，美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)。他設(shè)想，如果一個(gè)只有S極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈，那么從上向下看，超導(dǎo)線圈的感應(yīng)電流是()A．先順時(shí)針方向，后逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．先逆時(shí)針方向，后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流D．逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流解析：選C。S磁單極子靠近超導(dǎo)線圈時(shí)，線圈中磁通量向上增加，由楞次定律可以判斷，從上向下看感應(yīng)電流為順時(shí)針方向；當(dāng)S磁單極子遠(yuǎn)離超導(dǎo)線圈時(shí)，線圈中磁通量向下減少，感應(yīng)電流方向仍為順時(shí)針方向，C正確。10．物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖所示，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師不同解析：選D。閉合開關(guān)S，金屬套環(huán)跳起，是S閉合瞬間，穿過套環(huán)的磁通量發(fā)生變化，環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣故。產(chǎn)生感應(yīng)電流要具備兩個(gè)條件：回路閉合和穿過回路的磁通量發(fā)生變化。只要電路連接正確，閉合S瞬間，就會(huì)造成穿過套環(huán)的磁通量變化，與電源的交直流性質(zhì)、電壓高低、線圈匝數(shù)多少均無關(guān)。該同學(xué)實(shí)驗(yàn)失敗，可能是套環(huán)選用了非導(dǎo)電材料的緣故，故D正確。11．(多選)如圖所示，矩形閉合金屬線圈放置在固定的水平薄板上，有一塊蹄形磁鐵置于水平薄板的正下方如圖所示(磁極間距略大于矩形線圈的寬度)。當(dāng)磁鐵全部勻速向右通過線圈時(shí)，線圈始終靜止不動(dòng)，那么線圈受到薄板摩擦力的方向和線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(從上向下看)是()A．摩擦力方向一直向左B．摩擦力方向先向左、后向右C．感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針→逆時(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針D．感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針→逆時(shí)針解析：選AC?？拷鼉蓸O的磁場(chǎng)強(qiáng)，且方向從N極出S極進(jìn)，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向(從上向下看)變化為順時(shí)針→逆時(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針，線圈始終有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，摩擦力方向一直向左，A、C正確。12．當(dāng)航天飛機(jī)在環(huán)繞地球的軌道上飛行時(shí)，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機(jī)保持相對(duì)靜止，兩者用導(dǎo)電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為“繩系衛(wèi)星”。現(xiàn)有一顆衛(wèi)星在地球赤道上空運(yùn)行，衛(wèi)星位于航天飛機(jī)正上方，衛(wèi)星所在位置地磁場(chǎng)方向由南向北。下列說法正確的是()A．航天飛機(jī)和衛(wèi)星自西向東飛行時(shí)，圖中B端電勢(shì)高B．航天飛機(jī)和衛(wèi)星自西向東飛行時(shí)，圖中A端電勢(shì)高C．航天飛機(jī)和衛(wèi)星自南向北飛行時(shí)，圖中B端電勢(shì)高D．航天飛機(jī)和衛(wèi)星自南向北飛行時(shí)，圖中A端電勢(shì)高解析：選B。自西向東運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則知電流流向A點(diǎn)，即A為電源正極，因此電勢(shì)高，B正確，A錯(cuò)誤；若向北運(yùn)動(dòng)，電纜沒有切割磁感線，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，C、D錯(cuò)誤。13．(2022·湖北南漳一中期中)如圖甲所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖乙所示的變化電流，設(shè)t＝0時(shí)電流沿逆時(shí)針方向(圖中箭頭所示)。關(guān)于線圈B的電流方向和所受安培力產(chǎn)生的效果，下列說法中正確的是()A．0到t1時(shí)間內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢(shì)B．0到t1時(shí)間內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)C．t1到t2時(shí)間內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢(shì)D．t1到t2時(shí)間內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)解析：選B。0到t1時(shí)間內(nèi)A中電流沿逆時(shí)針方向減小，穿過線圈B的磁通量垂直于紙面向外減小，根據(jù)楞次定律可知線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)；t1到t2時(shí)間內(nèi)A中電流沿順時(shí)針方向增大，穿過線圈B的磁通量垂直于紙面向里增大，根據(jù)楞次定律可知線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢(shì)。綜上所述可知A、C、D錯(cuò)誤，B正確。14.(多選)如圖所示，導(dǎo)體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動(dòng)，下列說法正確的是()A．將導(dǎo)體棒CD固定，當(dāng)