第6.1节 楞次定律(1)（原卷版）

第六章·电磁感应定律第1节楞次定律（1）◎目标导航学问要点难易度1.（试验）探究影响感应电流方向的因素：阻碍磁通量变化2.楞次定律推断感应电流的方向3.推广的楞次定律：来拒去留，增缩减扩，增反减同4.楞次定律反映能量转化：机械能电能内能5.右手定则★★

★★★★★★★★★★★◎学问精讲一、探究影响感应电流方向的因素1.确定灵敏电流计电流流入方向与指针的偏转方向试触法：按下图(a)连入电源、灵敏电流计、限流电阻（几十千欧），接受瞬间闭合开关的方法，推断灵敏电流计的偏转方向和电流方向的关系。(a)(b)2.按上图(b)方式将感应线圈和灵敏电流计连成回路，将磁体插入或抽出线圈，观看电流计偏转方向。操作原磁场方向磁通量变化感应电流的磁场甲N极插入向下增加向上阻碍增加乙N极抽出向下减小向下阻碍减小丙S极插入向上增加向下阻碍增加丁S极抽出向上减小向上阻碍减小3.结论：感应电流的磁场和引起电磁感应的磁场方向可能相同，也可能相反，但总是阻碍磁通量的变化。4.铜管和塑料管中放入铝块和磁体的试验(1)试验：如下图(a)在相同外形的铜管和塑料管中分别放入铝块和磁体。(2)结果：放入铝块时同时落下，放入磁体时铜管中磁体下降明显缓慢。(2)缘由：在铜管中放入磁体，产生电磁感应，阻碍磁通量的变化，铜管上部相当于异名磁极，下部相当于同名磁极，对下降的磁体有向上的阻力，使磁体下降变慢，如下图(b)所示。(a)(b)例1.用磁铁和线圈争辩电磁感应现象试验中，已知通入灵敏电流表从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，则：甲图中电表指针偏向______；乙图中条形磁棒下方是______极。丙图中条形磁铁向______运动；丁图中线圈的绕制方法是______（在丁图中画出）【总结】（1）把线圈看成等效磁体，磁体向下靠近时，等效磁体互斥；远离时，等效磁体吸引。（2）磁极、运动方向、电流，绕向。四个中知道三个则能确定第四个。例2.（多选）如图所示，A、B为大小、外形均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是 （ ）A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的二、楞次定律1.内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（1）当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反（2）当线圈离开或拔出线圈时，线圈中感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同2.楞次定律的理解（1）“阻碍”不是阻挡。由于磁通量的变化是产生感应电流的必要条件，假如这种变化被阻挡，也就不能产生感应电流了。感应电流的磁场仅仅阻碍了原磁通量的变化速率，回路中的磁通量还是要变化的。（2）“阻碍”不是相反。楞次定律应当理解为：假如穿过闭合回路的磁通量是增加的，则感应电流的磁场与原磁场的方向相反；假如穿过闭合回路的磁通量是削减的，则感应电流的磁场与原磁场的方向相同。（增反减同）3.楞次定律判定感应电流方向的一般步骤：基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，一般步骤如下：(1)确定原磁场的方向;(2)确定穿过闭合线圈的磁通量是增加还是削减:(3)依据楞次定律确定感应电流的磁场方向；(4)利用右手螺旋定则确定感应电流的方向。4.楞次定律的推广形式楞次定律不仅要确定感应电流方向，还要求确定在电磁感应现象中产生的其他效果，如闭合导线的受力、运动趋向等，可对楞次定律的缘由和效果的含义进行推广。“缘由”可由磁通量的变化推广为引起磁通量变化的相对运动、回路的形变、导线中电流的变化等，而“效果”则可由感应电流激发的磁场推广为因感应电流的消灭而引起的机械运动、受力等。楞次定律的一个极为有用的推广形式，常见有以下几种表现：（1）阻碍导体间的相对运动：“来拒去留”。（2）就闭合电路的面积而言：“增缩减扩”。（3）磁场方向：“增反减同”。（4）环形线圈电磁感应后可当作：“等效磁体”。（5）从能量转化的角度看：都要克服阻力做功，将机械能转化为电能。例3.对楞次定律的理解下面说法中不正确的是 （ ）A．应用楞次定律本身只能确定感应电流的磁场方向B．应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后，再由安培定则确定感应电流的方向C．楞次定律中的“阻碍”是指阻碍原磁场的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同D．楞次定律中“阻碍”二字的含义是指感应电流的磁场与原磁场的方向相反例4.小明用如图所示的装置“探究影响感应电流方向的因素”，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下。当磁体向下靠近螺线管上端时（）（A）电流计指针向右偏转（B）螺线管内部的磁通量减小（C）螺线管内部的感应电流产生的磁场向下（D）磁铁受到向上的磁场力的作用例5.如图所示，导线圈A水平放置，条形磁铁在其正上方，N极向下且向下移近导线圈的过程中，导线圈A中的感应电流方向是（俯视状况）___________；若将条形磁铁S极向下，且向上远离线圈A移动时，导线框内感应电流方向是（俯视状况）____________。例6.如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的状况是 （ ）A．无感应电流B．有顺时针方向的感应电流C．有逆时针方向的感应电流D．无法确定例7.如图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N极朝下，从高处下落接近回路过程中，导体棒的运动状况是 （ ）A．保持静止B．相互靠近C．相互远离D．先靠近后远离三、右手定则1.感应电流方向——右手定则闭合电路中部分直导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流方向可由右手定则推断。（1）内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心穿入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流方向。（2）适用范围：导体切割磁感线产生感应电流的状况。（3）假如线路不闭合，不会产生感应电流，但会产生感应电动势，四指指向高电势。2.楞次定律和右手定则的区分(1)推断感应电流方向时，右手定则只适用于部分导体切割磁感线的状况，楞次定律适用于任何状况．右手定则是楞次定律的特例。(2)楞次定律争辩对象是整个回路，而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导体．但二者是统一的．(3)用到楞次定律必定要用安培定则（推断感应电流产生的磁场方向，或由磁场方向推断感应电流）．3.左手定律和右手定则的区分(1)左手定则：推断电流或运动电荷在磁场中受力方向，先有电流再有受力。(2)右手定则：推断电磁感应产生的感应电流方向，先有运动再有电流。(3)电流的磁效应（右手）安培力（左手）感应电流（右手）。例8.如图所示，推断闭合电路的部分导体在磁场中运动时产生感应电流的方向。例9.如图所示，闭合正方形导线框abcd通过一个方向与线框平面垂直的匀强磁场区域，已知磁场区域的宽大于线框的边长，则关于线框中感应电流方向，下列说法中正确的是 （ ）A．dc边进入磁场到ab边出磁场的整个过程中都是顺时针方向的B．dc边进入磁场到ab边出磁场的整个过程中都是逆时针方向的C．dc边进入磁场时逆时针方向，dc边出磁场时顺时针方向D．dc边进入磁场时顺时针方向，dc边出磁场时逆时针方向例10.如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，导体棒MN感应电流方向是_______,安培力水平________。总结：导体切割磁感线，产生感应电流，电流在磁场中又受到安培力，和导体运动或外力方向相反。◎巩固练习（A）1.关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是 （ ）A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就肯定会有感应电流B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中肯定会有感应电流C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中肯定不会产生感应电流D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中肯定会有感应电流2.如图所示，各图都是闭合电路的一部分直导线在磁场中切割磁图感线运动的示意图，在图上标出感应电流方向。3. 如图所示，标出图中闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电流方向。4.某试验小组用如图试验装置验证楞次定律。条形磁铁自上而下穿过固定线圈，下列说法正确的是（

）（A）条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从负极进入电流表（B）条形磁铁离开线圈时，线圈产生的电流从正极进入电流表（C）条形磁铁进入线圈时，线圈施加给磁铁的力向上（D）条形磁铁离开线圈时，线圈施加给磁铁的力向下5.用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”试验。磁体从靠近螺线管的上方由静止开头下落，当磁体运动到如图所示的位置时，流过螺线管的感应电流方向从________（选填“a”到“b”或“b”到“a”）。6.探究楞次定律的试验中，某同学记录了试验过程的三个情境图，其中有两个记录不全，请将其补充完整。7.如图所示，甲、乙都是铝环，甲环是闭合的，乙环是断开的。横梁可以绕中间的支点转动。用磁铁的任一极去靠近或远离铝环，发生的现象是：（1）磁铁N极靠近甲环的的过程中，甲环将___________（选填“靠近”“远离”“不动”）（2）磁铁S极从乙环移开的过程中，乙环将___________（选填“靠近”“远离”“不动”）8.如图所示，从左向右4个电流表的电流方向推断正确的是（）（A）第一个从右向左 （B）其次个从下向上（C）第三个从下向上 （D）第四个从上向下9.如图所示，一矩形导线框与长直通电导线在同一平面内，且长直导线正好位于线框的正中间，现将线框向右平移，此时线框中的感应电流及线框所受磁场力的方向分别是（ ）A．顺时针，向右B．顺时针，向左C．逆时针，向右D．逆时针，向左aa/b10.如图所示，同一绝缘水平面内，一个小金属环a和一个大金属环b的圆心在同一点。a中通有顺时针方向的恒定电流I，b环中不通电。在将a环移沿半径向图中a/位置的过程中，关于b环中的感应电流的说法正确的是（aa/bA．b环中无感应电流B．b环中有顺时针方向的感应电流C．b环中有逆时针方向的感应电流D．b环中先有逆时针方向、后有顺时针方向的感应电流11.如图，同一绝缘光滑水平地面上，一个小金属环a和一个大金属环b的圆心在同一点。a环中通有逆时针方向的恒定电流I，b环中不通电。现将a环沿直线移向图中a＇位置，则b环中感应电流i的方向和b环的运动状况分别为（）（A）i为顺时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动（B）i为顺时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动（C）i为逆时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动（D）i为逆时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动甲乙12.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流渐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是 （ 甲乙A．指向圆心 B．背离圆心C．垂直纸面对内 D．垂直纸面对外13.如图所示，一矩形导线框右边部分在一有界匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，现移动线框，此时线框右边受到向左的磁场力，则线框的运动状况可能是 （ ）A．向上平移B．向下平移C．向右平移D．向左平移14.如图所示，某老师上课做演示试验时，用绳吊起一个铝环，用手拿住磁铁使其N极去靠近铝环。下列说法正确的是（）（A）铝环有扩大的趋势（B）铝环将会远离磁铁（C）从A向B看，铝环中有顺时针方向电流（D）铝环中的电能是凭空产生的15.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则流过G表的感应电流方向是（）A．始终由a流向bB．始终由b流向aC．先由a流向b，再由b流向aD．先由b流向a，再由a流向b16.如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是 （ ）A．有顺时针方向的感应电流B．有逆时针方向的感应电流C．先逆时针后顺时针方向的感应电流D．无感应电流17.“磁单极子”是指只有S极或N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。物理学家们长期以来始终用试验试图证明自然界中存在磁单极子，如图所示的试验就是用于检测磁单极子的试验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路旋转在防磁装置中，可认为不受四周其它磁场的作用。设想有一个S极磁单极子沿回路的轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（）A．回路中无感应电流B．回路中形成持续的abcda流向的感应电流C．回路中形成持续的adcba流向的感应电流D．回路中形成先abcda流向而后adcba流向的感应电流18.如图所示，当磁场的磁感应强度B在渐渐增加的过程中，内外金属环上的感应电流的方向应为（）A．内环顺时针方向，外环逆时针方向B．内环逆时针方向，外环顺时针方向C．内外环均顺时针方向D．内外环均逆时针方向19.某磁场的磁感线如图所示，有线圈自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上而下看，线圈中的感应电流方向是（ ）A．始终沿顺时针方向B．始终沿逆时针方向C．先沿顺时针再沿逆时针方向D．先沿逆时针再沿顺时针方向20.如图，一光滑水平桌面上放着两个完全相同的金属圆环，彼此绝缘，静止在桌面上，当一个条形磁铁的N极竖直向下向着它们运动时，a、b两线圈的运动状况是 （ ）A．a、b均静止不动B．a、b相互远离C．a、b相互靠近D．a、b受到向上有吸引而跳起◎巩固练习（B）21.（多选）如图所示，通电直导线cd，右侧有一金属线框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，ab棒受磁场力向左，则cd棒中电流变化的状况是 （ ）A．cd棒中通有d→c方向渐渐减小的电流B．cd棒中通有d→c方向渐渐增大的电流C．cd棒中通有c→d方向渐渐增大的电流D．cd棒中通有c→d方向渐渐减小的电流22.（多选）如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开头在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面对外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列推断正确的是（ ）A．感应电流的方向始终是由P→QB．感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→PC．PQ受磁场力的方向垂直杆向左D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右23.如图所示，竖直平面内过O点的竖直虚线左右两侧有垂直纸面大小相等、方向相反的水平匀强磁场，一导体圆环用绝缘细线悬挂于O点，将导体圆环拉到图示a位置静止释放，圆环绕O点摇摆，则（）（A）导体环从a运动到b位置的过程中，有顺时针方向电流（B）导体环从b运动到c位置的过程中，电流总是顺时针方向（C）导体环在b位置和c位置速度大小相等（D）导体环向右最多能摆到与a位置等高的位置24.如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（）A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向始终是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向25.如图所示，a、b、c为同一平面内的线圈，其中a、b为同心圆，现给a中通以顺时针方向的电流，在a中的电流渐渐增大的过程中，b、c中产生的感应电流方向为（）（A）b、c中均为顺时针方向（B）b、c中均为逆时针方向（C）b为逆时针方向，c为顺时针方向（D）b为顺时针方向，c为逆时针方向26.（多选）如图所示，矩形线框abcd通过与之相连的硬导线搭接在金属导轨MEFN上，整个装置放在与之垂直的匀强磁场中，当线框向右运动时（）（A）R中无电流通过 （B）R中有电流通过，方向为E→F（C）R中有电流通过，方向为F→E （D）线框边ab与cd中的电流方向相同27. 如图所示，一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极上方较远位置1处开头下落，位置2位于S极四周，位置3与磁场中轴线齐平。从位置1到位置3的下落过程中，线圈磁通量在如何变化：_________；从上往下看，位置2到位置3线框内的感应电流方向为_____（填“顺时针”或“逆时针”）。28. 如图所示，一正电粒子从直径上方拂过金属圆环表面，粒子与圆环不接触，该过程中（）（A）线圈内磁通量肯定不变 （B）环中肯定有感应电流（C）金属环有扩张趋势 （D）粒子与金属环无相互作用29.磁铁在线圈中心上方开头运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁的运动可能是（）（A）向上运动 （B）向下运动（C）向左运动 （D）向右运动30.（多选）在空间消灭如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是由于（）A.沿AB方向磁场在快速减弱B.沿AB方向磁场在快速增加C.沿BA方向磁场在快速减弱D.沿BA方向磁场在快速增加adcbadcbAB31.如图所示，导线框abcd与导线adcbadcbABA．是沿abcd方向流淌，然后沿adcb方向流淌B．先是沿adcb方向流淌，后沿abcd方向流淌，再沿adcb方向流淌C．感应电流始终是沿abcd方向流淌D．感应电流始终是沿adcb方向流淌32.一平面线圈用细杆悬于P点，开头时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置1和位置2时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（ ）A．逆时针方向，逆时针方向B．逆时针方向，顺时针方向C．顺时针方向，顺时针方向D．顺时针方向，逆时针方向33.如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向 （ ）A．向左B．向右C．垂直纸面对外D．垂直纸面对里34.如图所示，水平放置的光