第1节　楞次定律

(3)实验结论①当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向是_____的，

磁通量的减小。②当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向是_____的，

磁通量的增大。2．判一判(1)感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。

(

)(2)感应电流的磁场方向可以与原磁场方向相同。

(

)(3)感应电流的磁场一定阻碍原磁通量的变化。

(

)相同相反×√√阻碍阻碍1．填一填(1)楞次定律①表述：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要

引起感应电流的

的变化。②产生感应电流的过程遵循能量守恒定律，即消耗的机械能转化为感应电流的

。阻碍磁通量电能(2)右手定则①内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从

进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时

所指的方向就是感应电流的方向。②适用范围适用于闭合电路部分导体

产生感应电流的情况。掌心四指切割磁感线2．判一判(1)楞次定律明确了感应电流的磁场方向与原磁场方向间存在的关系。

(

)(2)感应电流的磁场可以阻止产生感应电流的磁通量的变化。

(

)(3)右手定则适用于产生感应电流的各种情形。

(

)3．想一想(1)当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流的效果是阻碍线圈或磁场的运动吗？提示：感应电流的效果是阻碍线圈与磁场间的相对运动。(2)左手定则和右手定则中“四指所指的方向”表示的物理意义一样吗？提示：左手定则中“四指所指的方向”为已知电流的方向，右手定则中“四指所指的方向”表示感应电流的方向。×××在通电直导线附近有一闭合线圈abcd，如图所示。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磁场方向。提示：垂直纸面向里。[重难释解]1．因果关系闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。2．楞次定律中“阻碍”的含义[解析]条形磁铁内部磁场的方向是从S极指向N极，可知条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管的过程中磁场的方向都是向右的，当条形磁铁进入螺线管的时候，穿过螺线管的磁通量向右增大；当条形磁铁穿出螺线管时，穿过螺线管的磁通量向右减小，根据楞次定律判断条形磁铁进入和穿出螺线管的过程中，感应电流的磁场方向分别是向左和向右的，再由安培定则可以判断出，先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流，选项C正确，A、B、D错误。[答案]

C[素养训练]1．根据楞次定律可知下列关于感应电流的磁场说法正确的是

(

)A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同解析：根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量。分析易知A、B、D项错误，C项正确。答案：C

2．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是

(

)A．同时增大B1减小B2

B．同时减小B1增大B2C．同时以相同的变化率增大B1和B2D．同时以相同的变化率减小B1和B2解析：当同时增大B1减小B2时，通过金属圆环的总磁通量增加，且方向垂直纸面向里，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向应为垂直纸面向外，根据右手螺旋定则知，此时金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，A项错误；同理当同时减小B1增大B2时，金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，B项正确；当同时以相同的变化率增大或减小B1和B2时，金属圆环中的总磁通量没有变化，仍然为0，金属圆环中无感应电流产生，C、D项均错误。答案：B

3.如图所示，a、b、c三个上下平行的圆形线圈同轴水平放置，现闭合b线圈中的开关S，则在闭合S的瞬间，由上向下观察

(

)A．a、c线圈中无感应电流B．a、c线圈中的感应电流都沿顺时针方向C．a、c线圈中的感应电流都沿逆时针方向D．a、c线圈中感应电流的方向相反解析：闭合S时，b线圈中电流沿逆时针方向，根据安培定则，穿过a线圈的磁场方向向上，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则判断感应电流为顺时针方向，同理c线圈中的感应电流也为顺时针方向。故B正确，A、C、D错误。答案：B

法拉第圆盘发电机如图所示。半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω旋转，匀强磁场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的电阻。分析该发电机的工作原理，并确定流过电阻的电流方向。提示：将圆盘看作是由无数条沿半径方向的辐条组成的，圆盘转动时，辐条做切割磁感线运动，由右手定则可以判断，流过电阻R的电流方向为由b→a。

[解析]

以导体棒为研究对象，导体棒所处位置磁场的方向向下，运动方向向右，根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是N→M，再根据左手定则可知，导体棒所受安培力的方向水平向左，选项A、C正确。[答案]

AC(1)如果回路中的一部分导线做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简便，用楞次定律也能进行判断，但较为麻烦。(2)如果导线不动，而磁场相对导线运动，此时仍可用右手定则判断感应电流的方向，但是右手定则中拇指所指的方向不是磁场运动的方向，而是磁场运动的反方向，即仍然是导线相对磁场做切割磁感线运动的方向。1.如图所示，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽为L(L＞d)的匀强磁场区域到达位置B，则

(

)A．整个过程，线圈中始终有感应电流B．整个过程，线圈中始终没有感应电流C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，有感应电流，方向都是逆时针方向D．线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；穿出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向

[素养训练]解析：在线圈进入或离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，线圈完全在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，选项A、B错误；由右手定则可知，线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向，线圈离开磁场过程中，感应电流沿顺时针方向，选项C错误，D正确。答案：D

2.如图所示，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

(

)A．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解析：由右手定则知ef上的电流方向由e→f，故环的右侧的电流方向为逆时针，环的左侧的电流方向为顺时针，故D正确。答案：D

如图甲所示，磁铁插入线圈，电流表指针偏转；如图乙所示，磁铁靠近闭合金属圆环，圆环远离磁铁。请解释图中“阻碍”的表现形式。提示：甲图“增反减同”，乙图“来拒去留”。

[重难释解]1．楞次定律的一般表述感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”。2．“阻碍”的表现形式楞次定律中的“阻碍”作用，正是能量转化和守恒定律的反映，在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，常见的情况有以下四种：(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。(2)阻碍导线的相对运动(来拒去留)。(3)通过改变线圈面积来“阻碍”(增缩减扩)。(4)阻碍自身电流的变化(自感现象将在后面学习到)。[解析]可以假设磁铁的下端为N极，当条形磁铁插入回路之间时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断出回路中产生感应电流的方向为逆时针方向(俯视)，再依据左手定则判断出a杆受到安培力将向右运动，b杆受到安培力将向左运动，可知a、b两杆将分别向O点靠近。然后再假设磁铁的下端为S极，用同样的方法判断可知a、b两杆也分别向O点靠近。本题也可根据楞次定律中“阻碍”的表现形式——“增缩减扩”，可知当条形磁铁插入回路时，穿过回路的磁通量增大，a、b两杆将分别向O点靠近。故C正确。[答案]

C[素养训练]1．如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到

(

)A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动解析：将开关S由断开状态拨至M端或N端，都会使线圈中的电流突然增大，穿过右边圆环的磁通量突然增大，由楞次定律可知，圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大，选项B正确，A、C、D均错误。答案：B

2.如图所示，圆形闭合线圈a平放在绝缘水平桌面上，在a的中心静止放置一条形磁铁。把条形磁铁竖直向上移走的过程中，下列说法正确的是(

)A．穿过线圈a的磁通量增加B．线圈a中不会产生感应电流C．线圈a中将产生从上往下看顺时针方向的感应电流D．线圈a对水平桌面的压力小于其重力解析：线圈a中磁感应强度方向向上，当把条形磁铁竖直向上移走时，线圈a内的磁通量减小，根据楞次定律及右手螺旋定则可知，线圈a中一定产生从上往下看逆时针方向的感应电流，线圈a有扩张的趋势，同时有向上靠近磁铁的趋势，则线圈a对桌面的压力减小，压力小于其重力，故D正确。答案：D

3.如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的O轴转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，导线框的运动情况是

(

)A．保持静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动的方向解析：根据楞次定律的广义“阻碍”作用，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，外电路的总电阻增大，通过电磁铁的电流减小，穿过导线框ab的磁通量减少，为了阻碍磁通量减少，只能增大穿过导线框的有效面积，ab必做顺时针方向转动，故C正确。分析过程并未涉及电源的极性，所以结论与电源的极性无关。答案：C

一、培养创新意识和创新思维1．(选自鲁科版新教材“迷你实验室”)如图所示，将内径一样的铝管(或铜管)和塑料管竖直放置在垫有毛巾的桌面上方，从同一高度同时释放两块磁性很强的磁体，一块从铝管内下落，另一块从塑料管内下落。进入铝管的磁体将会滞后一段时间落到桌面。做一做，并说明这是为什么。提示：强磁体在铝管中下落时，铝管中的磁通量发生变化，产生感应电流，阻碍强磁体下落，而塑料管为绝缘体，无感应电流产生，强磁体将做自由落体运动，故铝管中的强磁体将会滞后一段时间落到桌面。二、注重学以致用和思维建模2．研究人员发现一种具有独特属性的新型合金，只要略微提高其温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使它旁边的线圈中产生感应电流。如图所示，一圆形线圈放在圆柱形该合金材料下方，现对该合金材料进行加热，则

(

)A．线圈中将产生逆时针方向的电流B．线圈中将产生顺时针方向的电流C．线圈将有收缩的趋势D．线圈将有扩张的趋势解析：对该合金材料进行加热，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在线圈中产生感应电流，由于磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向，故A、B错误；当合金材料的磁场增大时，穿过线圈的磁通量增大，则线圈产生的感应电流将阻碍磁通量的增大，线圈面积有缩小的趋势，故C正确，D错误。答案：C

3．如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的

应急安全装置，在电梯轿厢上安装永久磁铁，并在电梯

的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对

人员的伤害，关于该装置，下列说法正确的是

(

)A．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B．当电梯坠落磁铁到达图示位置时，闭合线圈A、B中的电流方向相反C．当电梯坠落磁铁到达图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D．当电梯坠落磁铁到达图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落解析：若电梯突然坠落，线圈中会产生感应电流，感应电流会阻碍电梯与井壁的相对运动，可起到应急避险作用，但不能使电梯停在空中，故A错误；当电梯坠落磁铁到达题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A、B中感应电流方向相反，故B正确；结合B项的分析可