2.1 楞次定律（原卷版）

2.1楞次定律模块一学问把握学问点一试验：探究影响感应电流方向的因素【学问梳理】1．试验原理(1)由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向．(2)通过试验，观看、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系．2．试验器材条形磁体，线圈，电流表，导线若干，滑动变阻器，开关，干电池，电池盒．3．试验过程(1)探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系．试验电路如图甲、乙所示：结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏．(指针偏转方向应由试验得出，并非全部电流表都是这样的)(2)探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向①按图连接电路，明确线圈的绕线方向．②依据把握变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的试验．③观看并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化状况，并将结果填入表格．甲乙丙丁条形磁体运动的状况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时抽出线圈S极朝下时抽出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化状况(“增加”或“削减”)感应电流的方向(在线圈上方俯视)逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)原磁场与感应电流磁场方向的关系④整理器材．4．结果分析依据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种状况下，磁通量都，感应电流的磁场方向与原磁场方向，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种状况下，磁通量都，感应电流的磁场方向与原磁场方向，阻碍磁通量的削减．试验结论：感应电流具有这样的方向，即总要引起感应电流的．5．留意事项(1)确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并留意减小电流大小，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表．(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计．(3)试验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．(4)依据把握变量的思想进行试验．（2023•海淀区校级三模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观看到灵敏电流计指针向右偏转。关于该试验，下列说法正确的是（）A．必需保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转 C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向左偏转（2023•房山区二模）如图所示，在“探究感应电流产生的条件”试验中，正确连接好电路后，关于该试验，下列说法不正确的是（）A．开关闭合瞬间，电流表的指针发生偏转 B．开关闭合后，电路达稳定状态，电流表指针不发生偏转 C．开关闭合后，线圈A从线圈B中插入与拔出时，电流表指针发生偏转 D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，电流表指针不发生偏转（2022秋•香坊区校级期末）利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流计G上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发觉闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以推断（）A．断开开关S时，电流表指针向右偏转 B．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转 C．线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转学问点二楞次定律【学问梳理】1．内容：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．2．从能量角度理解楞次定律感应电流沿着楞次定律所述的方向，是定律的必定结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使能转化为感应电流的．【重难诠释】1．对楞次定律的理解(1)楞次定律中的因果关系楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是缘由，产生感应电流是结果．(2)对“阻碍”的理解问题结论谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化为何阻碍原磁场的磁通量发生了变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场的磁通量削减时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻挡，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将连续进行，最终结果不受影响(3)“阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．2．楞次定律的应用应用楞次定律推断感应电流方向的步骤(1)明确所争辩的闭合回路，推断原磁场方向．(2)推断闭合回路内原磁场的磁通量变化．(3)依据楞次定律推断感应电流的磁场方向．(4)利用右手螺旋定则(安培定则)推断感应电流的方向．（2023春•蚌埠期末）如图所示，磁场方向垂直纸面对里，金属导轨EF、CD在竖直平面内垂直磁场平行放置，并通过绕在竖直铁芯上的导线连接，铁芯正上方有一水平放置的金属环，金属杆AB竖直放置，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，现突然用外力向右拉动金属杆AB，下列说法正确的是（）A．AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向上 B．AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向下 C．AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向上 D．AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向下（2022秋•朝阳区校级期末）如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（）A．P、Q将相互远离 B．磁铁的加速度小于g C．磁铁的加速度等于g D．磁铁下落时势能的削减量等于其动能的增加量（2023春•渝中区校级期中）某同学制作了一个简易的稳定装置，如图所示，N极朝右的条形磁铁正中心被细线悬挂在天花板下，沿条形磁铁中轴线的左右两侧放置两个完全相同的闭合圆形线圈，线圈始终与地面保持相对静止，需要稳定的试验设备悬挂于条形磁铁下方（图中未画出），当条形磁铁左右摇摆或前后转动时，可快速地回到初始的稳定状态，则（）A．当条形磁铁向右摇摆时，从右往左看，右侧线圈将产生逆时针的感应电流 B．当条形磁铁向右摇摆时，左侧线圈有收缩的趋势，右侧线圈有扩张的趋势 C．无论条形磁铁向哪边摇摆，两侧线圈总是同时对磁铁供应排斥力 D．无论条形磁铁向哪边摇摆，两侧线圈的感应电流方向总是相反学问点三右手定则的理解和应用【情境导入】如图所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动．(1)请用楞次定律推断感应电流的方向．(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？【学问梳理】如图所示，内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使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．【重难诠释】1．右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的推断．2．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动．(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源．3．楞次定律与右手定则的比较规律比较内容楞次定律右手定则区分争辩对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的状况联系右手定则是楞次定律的特例（2023春•拉萨期末）如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是（）A．导体棒中的电流方向由B→A B．电流表A2中的电流方向由D→C C．电流表A1中的电流方向由E→F D．电流表A1中的电流方向由F→E（2022秋•清远期末）家住合肥的张同学周末来到郊外的公园游玩，一架飞机由西向东匀速飞过张同学的头顶。下列说法正确的是（）A．两机翼电势一样高 B．南边的机翼电势高 C．北边的机翼电势高 D．无法推断（2021秋•杨浦区校级期中）如图，两金属棒ab、cd分别置于两个异名磁极之间，组成闭合回路。能使cd棒受到向下磁场力的状况是（）A．磁极I为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向左运动 B．磁极I为S极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向左运动 C．磁极I为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向上运动 D．磁极I为N极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向下运动模块二巩固提高（2020春•河南月考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步争辩表明，地球四周地磁场的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（）A．赤道上方的磁感应强度大于两极 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极四周 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．飞机来回于北京和上海时，总是左机翼的电势更高（2023春•渝中区校级月考）自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是试验物理学家都始终在努力查找，但迄今仍旧没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些分散态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子困难的探究之路消灭了一丝新的曙光。假如有一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将消灭（）A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向，再是顺时针方向的感应电流 C．逆时针方向的持续流淌的感应电流 D．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流（2023春•马鞍山期末）纸面内固定有并排放置的正方形线框A和B，虚线区域内有垂直纸面对里的匀强磁场，该磁场区域从图示位置开头沿纸面运动后，B中产生了顺时针方向的感应电流，则匀强磁场区域可能的运动状况是（）A．向左匀速运动 B．向左加速运动 C．向右匀速运动 D．向右加速运动（2023•海南）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）​A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同（2023春•荔湾区校级月考）某争辩性学习小组的同学设计的电梯坠落应急平安装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设闭合线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对电梯内乘客的损害。当电梯中的永久磁铁坠落至图示位置时（）A．该平安装置使电梯停在空中 B．线圈A、B中的感应电流方向相反 C．只有线圈A在阻碍电梯下落 D．只有线圈B在阻碍电梯下落（2023春•湖北期中）如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（）A．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 B．t2到t3时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 C．在t2时刻，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右 D．在t3时刻，线框内电流最大，线框受力最大（2023•西城区三模）竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图所示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（）A．不动 B．顺时针转动，同时靠近导线 C．顺时针转动，同时离开导线 D．逆时针转动，同时靠近导线（2023•武汉模拟）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一正方形导线框abcd，ab边与直导线平行。调整电流I的大小，使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A．导线框中产生的感应电流渐渐增大 B．导线框中产生的感应电流沿顺时针方向 C．导线框的bc边受到的安培力大小恒定 D．导线框整体受到的安培力方向水平向右（2023春•通州区期中）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极四周，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极四周的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（）A．线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视） B．线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视） C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小 D．线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大（2023春•兰州期中）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面对里的匀强磁场，且d0≪L。先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽视空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（）​A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D．金属线框最终将在磁场内左右摇摆（2023•梅河口市校级三模）如图所示的是某教学楼西面墙上的一扇钢窗，将钢窗右侧向外匀速打开，推窗人正好观察夕阳落下。以推窗人的视角来看，在钢窗中地磁场磁通量增大的过程中（）A．钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势的大小不变 B．钢窗中产生了逆时针电流，感应电动势的大小是变化的 C．钢窗竖直边框受到地磁场