2023届高三物理一轮复习75磁通量 磁通量的变化量 产生感应电流的条件 楞次定律、右手定则及综合应用（解析版）

专题75磁通量磁通量的变化量产生感应电流的条件

楞次定律、右手定则及综合应用

考点一产生感应电流的条件（1-4T）

考点二楞次定律、右手定则及综合应用（5-24T）

考点一产生感应电流的条件

1.磁通量磁通量的变化量

1）磁通量的公式：0=把单位：韦伯，符号：Wb.

公式的适用条件：①S为垂直磁场的有效面积。②磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数

2）磁通量的变化量：△①=Φ2-应=5S—5S。

2.产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化.

3.产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感

应电动势产生.

1.（2023•全国•高三专题练习）如图所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强

度为反方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此

过程中磁通量的改变量的大小为（）

A.-SSB.-ASS

22

C.-BSD.-NBS

22

【答案】C

【解析】矩形线圈如图所示放置，匀强磁场方向向左上方，

平面水平放置时通过线圈的磁通量为中1=BSsinθ=BSSin300=^BS

当规定此时穿过线圈为正面，则当线圈绕轴转90°角时，穿过线圈反面,

则其的磁通量①2=-BScosθ=—BScos30°=—岑BS

因此穿过线圈平面的磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φι=一粤BS

故选c。

2.（2022•全国•高三专题练习）如图所示,在上下无边界的匀强磁场中放一矩形金属线框，且磁场的方

向与矩形金属线框垂直，其中。。’为中轴线,矩形金属线框开始有一半在匀强磁场中，要使矩形金属线框

中产生感应电流，下列措施可行的是（）

O.

jXX

d------------------------a

≡XX

:X×

c≈b

O'∖×X

A.将矩形金属线框沿垂直纸面方向向外平移B.以ab边为轴转动，且转过的角度小于60°

C.将矩形金属线框在纸面内向上平移D.矩形金属线框以。。’为轴转动

【答案】1）

【解析】A.将矩形金属线框沿垂直纸面方向向外平移时，穿过矩形金属线框的磁通量不变，不能产生感应

电流，故A措施不可行；

B.当矩形金属线框以ab边为轴转动，且转动的角度小于60。时，Cd边不会越过如'，穿过矩形金属线框的

磁通量不变，不能产生感应电流，故B措施不可行；

C.将矩形金属线框在纸面内向上平移时，穿过矩形金属线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故C措施

不可行；

D.以。。为轴转动时，穿过矩形金属线框的磁通量发生变化，能够产生感应电流，故D措施可行。

故选Do

3.如图所示，一正方形金属导线框a6cd,始终处于垂直纸面向里的匀强磁场中，以速度/向右做匀速直线

运动.下列说法正确的是（

A.线框中有从a→6的感应电流B.线框中有从Aa的感应电流

C.a、6两点间电势差等于0D.从6两点间电势差不等于0

【答案】D

【解析】AB∙线框中在磁场中运动过程中的磁通量不变，所以回路中无感应电流，故AB错误；

CI）.线框切割磁感应线产生感应电动势，根据右手定则可得a端的电势高于。，C错误D正确。

故选D。

4.如图所示，在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一电阻不计的〃形金属导轨与纸面平行，金属棒助V置

于导轨上并与导轨构成闭合回路，一圆环形金属线圈P置于闭合回路中并与〃形导轨共面，下列说法正确

的是（）

A.当P向右匀速运动时，P中有感应电流B.当P向右加速运动时，产中有感应电流

C.当助V向右匀速运动时，P中有感应电流D.当期V向右加速运动时，一中有感应电流

【答案】D

【解析】AB.当〃向右匀速运动时，或〃向右加速运动时，户内的磁通量都不发生变化，所以"中没有感应

电流.故A错误，B错误.

C.当MV向右匀速运动时，上产生稳定的感应电动势，所以例V所在的回路内产生稳定的电流，而稳定的

电流产生稳定的磁场，则户内的磁通量仍然不变，不能产生感应电流.故C错误.

I）.当〃V'向右加速运动时，，麻上产生逐渐增大的感应电动势，所以助V所在的回路内产生逐渐增大的电流,

逐渐增大的电流产生逐渐增大的磁场，则。内的磁通量逐渐增大，所以夕内能产生感应电流.故D正确.

考点二楞次定律、右手定则及综合应用

1.楞次定律

I）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁逋量的变化.

2）适用范围：一切电磁感应现象.

3）楞次定律的推广：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。

“增反减同”——阻碍原磁通量的变化

“来拒去留”一一阻碍磁场与回路间的相对运动

“增缩减扩”——使回路面积有扩大或缩小的趋势（此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境）

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；让磁感线从掌心进

入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向.

（2）适用情况：导线切割磁感线产生感应电流

3.三定则一定律的比较

比较项目安培定则左手定则右手定则楞次定律

判断通电导线在磁判断导体切割磁感判断回路中磁通量

判断电流周围的磁

适用场合场中所受的安培力线时产生的感应电变化时产生的感应

感线方向

方向流方向电流方向

因电而受力（/、B因动而生电（八B因磁通量变化而生

因果关系因电而生磁（人③

f尸安）-"Is）电（A0-∕eg）

5.闭合电路中的一部分导体a8在磁场中做切割磁感线运动的情境如图所示，导体a6上的感应电流方向为a

的是（）

ABCD

【答案】A

【解析】a8棒顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体数上的感应电

流方向为a~6,故A项正确；a6向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导

体a。上的感应电流方向为fr→a,故B项错误：线框向右运动穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路

中感应电流方向为〜a-d,则导体a6上的感应电流方向为⅛-a,故C项错误；aZ?棒沿导轨向下运动，由

右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为一,故D项错误。

6.（2022•广东•模拟预测）如图（a）所示，导体棒甲、导轨、硬金属环乙构成闭合回路，硬金属环丙

放在乙的正中央，导棒甲在匀强磁场中向右做加速运动：把导棒甲和磁场去掉，如图（b）所示在导轨的两

端加上电源，下列说法正确的是（）

ʌ.对图（a）,乙丙两金属环的电流方向相同

B.对图（a）,丙有扩张的趋势

C.对图（b）,若电源是直流电源，则丙没有电能生成

D.对图（b）,若电源是正弦交流电，则每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期

【答案】D

【解析】A.根据右手定则判断可知，图（a）中金属环乙中感应电流方向沿顺时针方向。根据安培定则可

知，穿过金属丙的磁通量垂直纸面向里增加，则根据楞次定律判断可知，金属环丙中感应电流方向沿逆时

针方向，故A错误;

B.由于图（a）中乙丙两金属环的电流方向相反，则根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，图

（a）中金属环丙有收缩的趋势，故B错误；

C.在导轨的两端加上电源瞬间，金属环丙中的磁通量会突然增大，则金属环丙中也会产生感应电流，故C

错误；

D.正弦交流电在每个周期内有半个周期电流在增强，半个周期电流在减弱，则金属环乙产生的磁场有半个

周期在增强，半个周期在减弱，根据楞次定律判断可知，乙丙两金属环的电流在半个周期内方向相同，半

个周期内方向相反。所以每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期，故D正确。

故选D.

7.（2020•全国）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（）

W

IΛ7^I'-

rKl-

ʌ.拨至"端或A'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A'端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动，拨至“端时向左运动

【答案】B

【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上

的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了

与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动。

故选B0

8.一长直铁芯上绕有线圈只将一单匝线圈0用一轻质绝缘丝线悬挂在尸的左端，线圈户的中轴线通过线

圈。的中心，且与线圈。所在的平面垂直.将线圈〃连接在如图所示的电路中，其中A为滑动变阻器，£为

直流电源，S为开关.下列情况中，可观测到0向右摆动的是（）

B.S断开的瞬间

C.在S闭合的情况下，将彳的滑片向6端移动时D.在S闭合的情况下，保持电阻的阻值不变

【答案】B

【解析】A.由楞次定律的第二种描述：“来拒去留”可知要使0向右运动，通过0、p的磁通量应减小，

所以流过户的电流需减小；而S闭合过程中电流增大，磁通量增大.故A不符合题意.

B.S断开的瞬间，流过，的电流减小，磁通量减小，所以0将向右运动.，故B符合题意.

C.在S闭合的情况下，若将移动滑动头向。端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中电流增大，磁

通量增大，故会使0左移.故C不符合题意.

I）.在S闭合的情况下，保持电阻『的阻值不变，则电路中的电流不变，所以穿过0的磁通量不变，所以。

内不能产生感应电流，。不动.故D不符合题意.

9.（2022•全国•高三课时练习）如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，甲线圈与电源、

滑动变阻器〃组成一个回路，乙线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。通过多次实验，法拉第终于总结

出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（）

A.闭合开关S的瞬间，电流表G中有a-。的感应电流

B.闭合开关S的瞬间，电流表G中有〜a的感应电流

C.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有a-6的感应电流

D.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有〜a的感应电流

【答案】D

【解析】AB.若滑动变阻器滑片不动，则甲线圈中电流恒定，产生的磁场恒定，所以乙线圈中磁通量恒定，

不会产生感应电动势，闭合开关S的瞬间，电流表G中没有感应电流，故AB错误；

CD.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，甲线圈中电流减小，根据安培定则可知甲线圈中磁通

量向上减小，则乙线圈中磁通量向下减小，根据楞次定律可知电流表G中有Afa的感应电流，故C错误,

D正确。

故选Do

10.如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下

落时，可以判定（）

A.环中将产生俯视顺时针的感应电流B.环对桌面的压力将增大

C.环有面积增大的趋势D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力

【答案】B

【解析】A.因为条形磁铁极性不明，只知道磁通量在增大，故无法确定感应电流的方向，A错误；

BD.条形磁铁下落时磁通量增大，故在金属圆环中会产生与条形磁铁磁场方向相反的磁场，二者互相排斥，

故环对桌面的压力将增大，同时磁铁受到向上的作用力，也就是“来拒去留”。B正确、D错误；

C.因为磁通量在增大，根据楞次定律，圆环需要缩小面积才能阻碍磁通量的增大，也就是“增缩减扩”，

C错误；

故选B.

11.（2022•江苏南通•高三阶段练习）如图所示，一正电粒子从直径上方掠过金属圆环表面，粒子与圆

A.线圈内磁通量一定不变B.环中一定有感应电流

C.金属环有扩张趋势D.粒子与金属环无相互作用

【答案】B

【解析】ABC.正电粒子从直径上方掠过金属圆环表面时，等效电流方向从左往右，环中净磁通量为垂直直

面向里，且净磁通量先增后减，环中产生感应电流，金属环先有缩收后有扩张趋势，故Ae错误，B正确，

D.环中产生感应电流后周围会有磁场，且在环内磁场方向垂直于环所在的平面，正电荷从左往右运动时会

受到洛伦兹力，所以粒子与金属环有相互作用，故D错误。

故选B。

12.（2022•广东•模拟预测）如图所示，导线力6与5平行。若电流从a端流入时，电流表指针左偏，

下列说法正确的是（）

ɑzɪʌb

A.断开开关瞬间，电流表指针向右偏转

B.闭合开关瞬间，电流表指针向右偏转

C.闭合开关后，由于互感使得电流表保持有示数

D.闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，电流表指针向左偏转

【答案】A

【解析】A.断开开关瞬间，导线切与电流表形成的回路的磁通量（穿过纸面向上）会减小，根据楞次定

律可知，此时产生的感应电流方向为逆时针方向，即电流从8端流入，电流表指针右偏，故A正确：

B.闭合开关瞬间，导线4?通过向右的电流，则根据安培定则可知I,导线⑺与电流表形成的回路会产生一

个垂直纸面向外的磁场，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为顺时针方向，即电流从a端流入，

电流表指针左偏，故B错误；

C.由于图中电源为直流电，所以闭合开关后，导线切与电流表形成的回路磁通量不会发生变化，则电流

表不会有示数，故C错误；

D.闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，则电路中的电流减小，导线49产生的磁场减弱，导线切

与电流表形成的回路的磁通量会减小，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为逆时针方向，即电

流从6端流入，电流表指针右偏，故D错误。

故选Ao

13.（2022•湖北模拟）（多选）如图1所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线

圈A中通以如图2所示的周期性变化的电流，t=0时刻电流方向为顺时针方向（如图1中箭头所示）。在

ʌ.线圈B内有顺时针方向的感应电流B.线圈B内有逆时针方向的感应电流

C.线圈B有扩张的趋势D.线圈B有收缩的趋势

【答案】AD

【解析】在:〜T的时间段内，线圈A中的电流减小，通过线圈B内的磁通量减小，根据楞次定律中的''增

反减同”判断知，线圈B内有顺时针方向的感应电流产生；根据“增缩减扩”可知线圈B有收缩的趋势。

故选ADo

14.（2022•上海市杨浦高级中学高二期中）金属圆环的圆心为。，金属棒Oa、Ob可绕。在环上转动，如

图所示。当外力使Oa逆时针方向转动时，Ob将（）

A.不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.无法确定

【答案】B

【解析】当外力使金属棒Oa逆时针方向加速转动时，根据右手定则可以判断出导体棒中的电流的方向从α向

0,该电流到环上后，又从。流向b,金属棒Ob受到的安培力的方向，根据左手定则可得安培力的方向向右

上，所以金属棒Ob沿逆时针方向转动，故B正确，A、C、D错误；

故选B。

15.（2022•全国•高三课时练习）（多选）如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负

电荷.在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环爪铝环也处于水平面中，且材盘和川环的中心在同一条竖直线

。1。2上，现让橡胶盘由静止开始绕。1。2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是

A.铝环/V有沿逆时针方向的感应电流B.铝环N有扩大的趋势

C.橡胶圆盘材对铝环川的作用力方向竖直向下D.橡胶圆盘材对铝环N的作用力方向竖直向上

【答案】AD

【解析】A、依据楞次定律，可知，穿过环JV的磁通量，向上且增大，因此环/V有沿逆时针方向的感应电流，

故A正确；B、C、D、胶木盘也由静止开始绕其轴线例'按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电

流的大小增大；橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过川线圈的磁通量向

下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的

趋势，且有向上的运动趋势，所以，橡胶圆盘."对铝环'的作用力方向竖直向上，且铝环押有收缩的趋势.故

D正确，B、C错误.故选AD.

【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向，以及掌握楞次定律的另一种表述，

即感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化.

16.（多选）如图，倾角为α的斜面上放置着间距为总的平行光滑导轨（电阻不计），导轨下端与一电阻"相

连，电阻为r的金属棒的「置于导轨上，在以瑟和Cd为边界的区域内存在磁感应强度为8的匀强磁场，磁

场方向垂直导轨平面向上。在Cd左侧的无磁场区域CM”内有一半径很小的金属圆环，圆环与导轨在同一

平面内。已知ab∕∕dc∕/PM,金属棒与导轨接触良好。将金属棒心,从磁场右边界a6处由静止自由释放，向

下运动的小段时间内，下列说法正确的是（）

B.圆环有扩张趋势

C.金属棒&V做匀加速直线运动D.金属棒KA，做变加速直线运动

【答案】AD

【解析】AB.金属棒例，沿导轨向下运动的一小段时间内，重力沿导轨平面的分力大于安培力，金属棒向下

加速运动，人制仍回路中产生的感应电动势增大，感应电流增大，产生的磁场增强，通过圆环的磁通量增加，

依据楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，故A正确，B错误。

CD.金属棒向下运动的一小段时间内，由牛顿第二定律有mgsinα-F安=ma

又F女=BIL=匕1

交r+R

解得金属棒的加a=gs∖na--ɪʌɪ

Jm（r+Λ）

/速度增大，加速度a减小，速度的变化率减小，故D正确，C错误。

故选AD0

17.如图所示，α和C分别是线圈的两个端点，b是线圈的中心抽头，α和b分别与平行金属导轨连接，导轨平

面垂直于匀强磁场。导轨上的金属杆MN贴着导轨向左加速切割磁感线时，设a、b、C三点的电势各为以、

Ψb'Ψc'则（）

A∙φa>Ψb<Vb><PcB∙φa>Ψb<Vb<Ψc

C-%<%，Vb<ψcD∙φa<Ψb<Vb>Vc

【答案】C

【解析】由右手定则可知φh>φa

当MN加速运动时,在线圈ab中产生变大的感应电流，则通电螺线管的磁场增强,在儿线圈产生感应电动势，

根据楞次定律可知φc>φb,故C正确，ABD错误。

故选C。

18.（2022•安徽马鞍山•三模）（多选）如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下

的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终处于纸面内。不

计空气阻力，以下说法正确的是（）

oʌ

V

A.圆环中会产生顺时针方向的电流B.圆环中感应电流的大小始终不变

C.圆环的水平速度一直在减小D.圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度

【答案】CD

【解析】A∙根据右手螺旋定则可知导线右边的磁场方向垂直纸面向外，圆环水平向右的速度抛出，离通电

直导线越远，磁场强度越小，故线圈中的磁通量向外变小，根据楞次定律，可判断出圆环的感应电流为逆

时针方向的电流，A错误；

C.圆环在水平向右运动的过程中，根据楞次定律的推论“来阻去留”，可知圆环水平速度一直在减小，C

正确；

B.竖直方向的分运动不改变线圈的磁通量，通电直导线周围的磁感应强度随距离越远，磁感应强度越小，

由直线电流外磁感应强度变化规律知磁感应强度随距离的增大变化的越来越慢，且圆环水平方向的速度也

越来越小，故圆环的磁通量的变化率越来越小，圆环中感应电流的大小不断减小，B错误；

I）.圆环抛出后，圆环的感应电流在竖直方向上的安培力合力为零，故圆环在竖直方向的加速度始终等于重

力加速度，D正确。

故选CD。

19.（2022•山东•及第中学模拟预测）（多选）空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度8随时间变化的图

像如图所示，以磁场方向向下为正。零时刻，从静止开始自由释放一水平放置的硬质闭合金属小圆环，圆

环下落过程中未翻转。则（）

A.在。〜匕时间内，圆环有扩张的趋势

B.在tι~t2时间内，从上向下看圆环内有逆时针方向的感应电流

C.在tι~t3时间内，圆环内的感应电流方向不变

D.圆环被释放后将做自由落体运动

【答案】CD

【解析】A.在O〜S时间内，穿过圆环的磁通量增加，圆环有收缩的趋势，故A错误：

B-在q~t2时间内，由楞次定律得感应磁场的方向与原磁场方向相同，阻碍原磁通量的减小，从上向下看，

圆环内有顺时针方向的感应电流，故B错误；

C.在J时间内，8随时间变化的图线的斜率正负保持一致，感应电流方向不变，故C正确；

I）.圆环所受安培力的方向沿圆环所在平面，在竖直方向上，圆环只受重力，初速度为零，故圆环将做自由

落体运动，故D正确。

故选CDo

20.（多选）在如右图所示的电路中，放在光滑金属导轨上的劭导体向右移动，这可能发生在（）

断开S的瞬间

C.闭合S后，减小电阻A时D.闭合S后，增大电阻斤时

【答案】AC

【解析】金属杆向右运动则说明金属杆受到向右的作用力，由左手定则可知电流的方向；由楞次定律可知

左侧产生的磁通量的变化；则可知左侧电流的变化情况，金属杆向右运动说明金属杆受到向右的安培力,

由左手定则可知，金属杆中的电流由a到左右侧线框中产生的磁通量向匕则由楞次定律可知，左侧线框

中的磁场可能向下减小，也可能向上增加；左侧电流由上方进入，由安培定则可知，内部磁场方向向上;

故产生以上现象只能是磁通量突然增加；故ΛC正确BD错误;

故选AC.

21.（多选）如图所示，导体ZI6、缪可在水平光滑轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处不连通.当

导体棒46向左移动时（）

A./16中感应电流的方向为4到6B.46中感应电流的方向为6到4

C.G9向左移动D,而向右移动

【答案】AD

【解析】由右手定则可知4?中感应电流的方向由/到6,A正确，B错误；切中电流方向由C到〃，由左手

定则知》所受安培力方向向右，故切向右移动，C错误，D正确.

22.（2023•全国•高三专题练习）（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒

尸0、朗忆网:的左边有一如图所示的闭合电路，当尸。在一外力的作用下运动时，也V向右运动，则尸。所做的

运动可能是（）

A.向右加速运动B.向左加速运动

C.向右减速运动D.向左减速运动

【答案】BC

【解析】根据安培定则可知，a