第1讲 电磁感应现象 楞次定律高考物理总复习新教材版

第十一章

电磁感应

第令讲电磁感应现象楞次定律

［教材阅读指导］

(对应人教版新教材必修第三册、选择性必修第二册页码及相关问题)

D必修第三册P1UJ12,阅读“磁通量”这一部分内容，当匀强磁场与

所研究的面既不垂直也不平行时，怎样求穿过该面的磁通量？

提示：方法一，据。=3S,S为该面在垂直于磁场方向的投影的面积；

方法二，据。=3S,3为磁感应强度在垂直于该面方向的分量。

B必修第三册P115,阅读［实验「'探究感应电流产生的条件”这一部分

内容，图13.3-3中有几个闭合回路？

提示：两个。

IB必修第三册P117［练习与应用］T1,闭合电路在磁场中做切割磁感线运

动时，电路中一定产生感应电流吗？

提示：不一定，比如该题第(2)问。

IB选择性必修第二册P25,阅读“楞次定律”这一部分内容，感应电流

的磁场总与引起感应电流的磁场的方向相反吗？

提示：不是。

10选择性必修第二册P25［思考与讨论］,P28T5,由此可看出磁体与闭合

线圈间的力起什么作用？

提示：阻碍它们的相对运动。

物理观念回顾有重建I

物理观念1磁通量

1.磁通量

(1)定义：匀强磁场中，磁感应强度(为与质垂直磁场方向的面积(S)的乘积叫

作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的

多少来形象地理解。

(2)公式：位]。=3S。

(3)公式的适用条件：①匀强磁场；②S是画垂直磁场方向的有效面积。

(4)单位：韦伯(Wb),1Wb=[04^1T-m2o

(5)标量性：磁通量是厨标量,但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的：

任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线函从正面穿出时磁通量为正,则

磁感线丽从反面穿出时磁通量为负。

2.磁通量的变化量

在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于画末磁通量与初磁

通量©L的差值,即=。2—。

3.磁通量的变化率(磁通量的变化快慢)

磁通量的变化量与发生此变化所用时间的画比值，即等。

物理观念2电磁感应现象

1.电磁感应现象与感应电流

“画磁生电”的现象叫电磁感应，产生的电流叫作感应电流。

2.产生感应电流的条件

当穿过画闭合导体回路的画磁通量发生变化时，国闭合导体回路中就产

生感应电流。

3.电磁感应现象的两种典型情况

(1)闭合导体回路的一部分做画切割磁感线运动。

(2)穿过闭合导体回路的磁通量画发生变化。

4.电磁感应现象的实质

电磁感应现象的实质是产生函］感应电动势,如果导体回路闭合则产生国感

应电流;如果导体回路不闭合，则只产生画感应电动势,而不产生由感应电流。

5.能量转化

发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为对电能。

物理观念3楞次定律

1.楞次定律

(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要画阻瑁引起感

应电流的回磁通量的变化。

(2)适用范围：判定一切闭合导体回路画磁通量变化时产生的感应电流的方

向。

(3)本质：画能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。

2.右手定则

(1)内容：伸开国右壬，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，并使拇指指向前导线运动的方向,这时四指

所指的方向就是画感应电流的方向。

(2)适用范围：适用于判定导线阚切割磁感线时感应电流的方向。

物理观念4实验：探究影响感应电流方向的因素1.实验目的

探究感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系。

2.实验原理

通过实验，记录磁极进出闭合线圈运动的四种情况，分析总结感应电流的方

向与磁通量的变化之间的关系。

3.实验器材

条形磁体、线圈、电流表、导线若干、干电池一节、电池盒、滑动变阻器、

开关。

4.实验步骤

(1)确定电流表指针偏转方向与电流方向的关系。

(D--------

①按图连接电路。

②调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。

③迅速闭合开关，发现电流表指针偏转后立即断开开关。

④记录电流方向与电流表的指针偏转方向，找出它们之间的关系。

(2)确定感应电流方向与磁通量变化情况的关系。

①按图连接电路，明确线圈的绕线方向。

②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽

出线圈时的实验。

③观察并记录磁体磁场方向、感应电流方向、感应电流的磁场方向，并将结

果填入表格。

“必备知识夯实

-堵点疏通

1.磁通量等于磁感应强度3与面积S的乘积。（）

2.磁通量既有大小，又有方向，所以磁通量是矢量。（）

3.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的大小均与匝数无关。（）

4.只要回路中的磁通量变化，回路中一定有感应电流。（）

5.只要闭合回路的一部分导体切割磁感线，闭合回路中一定有感应电流。

（）

6.感应电流的磁场可能与原磁场方向相同，也可能与原磁场方向相反。（）

答案LX2.X3.V4.X5.V6.V

二对点激活

1.如图所示，正方形线圈时〃位于纸面内，边长为"匝数为N,过"中

点和cd中点的连线恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应

强度为B,若图示位置穿过线圈的磁通量为线圈从图示位置绕轴转过

60。的过程中，磁通量的变化量为A。，则。和的大小分别是（）

C.BL\萼D.NBL?,等

答案A

解析公式。=BS中，S应为有效面积，且磁通量与线圈匝数无关。初态Si

T2BL?Z/2乙2Dr2

所以。转过60。，有效面积S2=E-COS6（T=4，=丁，所以

B必

=①'-①=一~^~,A正确。

2.（人教版必修第三册Pii7-Ti改编）如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导

线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是（）

A.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动

B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动

C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线A3转动

D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线。转动

答案C

解析A、B、D中穿过线框的磁通量均不变，不会产生感应电流，而C中

穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故选C。

3.（人教版选择性必修第二册P28-T5改编）（多选）如图所示，一轻质绝缘横杆两

侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁体插向其中一个

小环，后又取出插向另一个小环，下列关于同学们看到的现象及对现象的分析说

法正确的是（）

A.磁体插向左环，横杆发生转动

B.磁体插向右环，横杆发生转动

C.磁体插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流

D.磁体插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流

答案BD

解析磁体插向左环时，通过左环的磁通量发生变化，左环中产生感应电动

势，但左环是开路的，所以没有感应电流产生，此时横杆不动，A、C错误；磁

体插向右环时，通过右环的磁通量发生变化，右环中产生感应电动势和感应电流,

感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，使右环与磁体相互排斥，则横杆会发生转动,

B、D正确。

4.（人教版选择性必修第二册P28-T2改编）如图所示，CDER是金属框，框内存

在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体A3向右移动时,金属框中CD、ER边的

感应电流的方向为（）

XXXXXX

XXXXXX

)XXWx(

XXXXXX

XXXXXX

Eu4D

A.C—D,E—FB.D—C,EfF

C.C—D,"ED.D—C,IE

答案C

解析根据右手定则可以判断，A3中感应电流的方向为A-3,贝IJ在ABCD

回路中，S的感应电流方向为。一。，在A3RE回路中，ER的感应电流方向为

FT,C正确。

核心素养发展与提升卜

考点1电磁感应现象的判断S

［科学思维梳理］

1.感应电流能否产生的判断

2.磁通量变化的常见情况

变化情形举例磁通量变化量

磁感应永磁体靠近或远离线圈、电磁铁

强度变化（螺线管）内电流发生变化

有磁感

匚XX

线穿过

的回路XX

闭合线圈的部分导线做切割磁

有效面积变

感线运动，如图

面积化A0=BAS

变化回路平XX

m

面与磁X口*X

场夹角XXX

变化线圈在磁场中转动，如图

磁感应强度斗

和有效面积弹性线圈在向外拉的过程中，如N①=孰—①1

同时变化图

例1（2021.北京高考）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃

动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,

发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（）

A.未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势

B.未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用

C.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势

D.接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用

［答案］D

［解析］未接导线时，表针晃动过程中表内线圈切割磁感线，会产生感应电

动势，但因未连成闭合回路，没有感应电流，所以线圈不受安培力，故A、B错

误；接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电流，根据楞次定律可知，

表针晃动减弱是因为表内线圈受到阻碍线圈转动的安培力的作用，故C错误，D

正确。

［关键能力升华］

判断是否产生感应电流的方法

①确定所研究回路；②看。是否变化；③回路是否闭合；②③同时满足可产

生感应电流。

［对点跟进训练］

L（电磁感应现象的分析）（多选）如图所示，矩形闭合线圈竖直放置，

00,是它的对称轴，通电直导线A3与平行。若要在线圈中产生感应电流,

可行的做法是（）

A.A3中电流/逐渐增大

B.A3中电流/先增大后减小

C.以A3为轴，线圈绕A3顺时针转90。（俯视）

D.线圈绕轴逆时针转动90。（俯视）

答案ABD

解析只要A3中电流发生变化，无论是大小变，还是方向变，还是大小和

方向同时变，都可以使线圈内的磁通量发生变化，从而产生感应电流，A、B正

确；以A3为轴，线圈绕A3顺时针转90。的过程中，磁感应强度的大小和线圈的

有效面积都没变，磁通量不变，不能产生感应电流，C错误；以为轴逆时

针转90。的过程中，线圈的有效面积发生了变化，磁通量变化，能产生感应电流,

D正确。

2.（电磁感应现象的分析）如图所示为感应式发电机，。、b、c、d是空间四

个可用电刷与铜盘边缘接触的点，。、Q是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电

流表的接线端，现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是（）

A.将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置

B.将电流表的接线端V、N分别连接。1、a位置

C.将电流表的接线端V、N分别连接。、。2位置

D.将电流表的接线端”、N分别连接久d位置

答案B

解析将铜盘看成无数个轴向铜条组成，当铜盘转动时，其切割磁感线产生

感应电动势，此时铜条相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则想

要观察到感应电流，M、N应分别接电源的两个极，故B正确。

考点2楞次定律的理解及应用S

［科学思维梳理］

1.用楞次定律判断感应电流方向

S研

闭

体

盆判定感应

电流方向

2.楞次定律中“阻碍”的含义

当磁通量增加时,感应电流产生的磁场

方向与原磁场的方向相反；当磁通量减

如何阻碍少时，感应电流产生的磁场方向与原磁

场的方向相同，即“增反减同”

阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的

阻碍效果

变化,这种变化将继续进行

例2（2021.上海市嘉定区高三一模）磁单极子自1932年被狄拉克提出以来，

科学家们一直都在努力寻找其存在的确凿证据。如果一个只有S极的磁单极子从

上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现（）

A.先逆时针后顺时针的感应电流

B.先顺时针后逆时针的感应电流

C.逆时针方向的持续流动的感应电流

D.顺时针方向的持续流动的感应电流

［答案］D

［解析］只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈时，穿

过线圈的磁通量先向上增加，后向下减小，根据楞次定律可知，从上向下看线圈

中产生顺时针方向的持续流动的感应电流。故选Do

［关键能力升华］

电磁感应现象中的两个磁场和一^1K电流

（1）原磁场：引起电磁感应现象的磁场。做题时需要首先明确原磁场分布特点

（大小、方向）以及穿过闭合回路的磁场变化情况。

（2）感应电流磁场：感应电流产生的磁场，阻碍原磁场的磁通量变化，根据“增

反减同”可以判断出感应电流产生的磁场方向。

（3）感应电流：在确定感应电流产生的磁场方向后，再由安培定则判断感应电

流的方向。

［对点跟进训练］

1.（楞次定律的应用）（2020.江苏高考）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度

B和比大小相等、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（）

XXXXXX

A.同时增大Bi减小及

B.同时减小31增大历

C.同时以相同的变化率增大R和及

D.同时以相同的变化率减小B和及

答案B

解析同时增大B减小瓦，穿过圆环的总磁通量垂直纸面向里且增多，由

楞次定律可知，环中感应电流的磁场垂直纸面向外，由安培定则可知，会在环中

产生逆时针方向的感应电流，同理可知，同时减小为增大外,会在环中产生顺

时针方向的感应电流，A错误，B正确。同时以相同的变化率增大5和比,或同

时以相同的变化率减小用和B2,两个磁场穿过圆环的磁通量总保持大小相同，

所以穿过圆环的总磁通量总为0,不会在环中产生感应电流，C、D错误。

2.（楞次定律的应用）汽车自动控制刹车系统（ABS）的原理如图所示。铁质齿轮

P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体（极性如图），M是一个电流检测

器。当车轮带动齿轮P转动时，靠近线圈的铁齿被磁化，使通过线圈的磁通量增

大，铁齿离开线圈时又使通过线圈的磁通量减小，从而能使线圈中产生感应电流,

感应电流经电子装置放大后即实现自动控制刹车。齿轮从图示位置开始转到下一

个铁齿正对线圈的过程中，通过M的感应电流的方向（）

A.总是从左向右的

B.总是从右向左的

C.先从右向左，然后从左向右

D.先从左向右，然后从右向左

答案C

解析穿过线圈的磁通量方向与磁体内部的磁场方向相同，均从右指向左。

铁齿靠近线圈时，铁齿的右端是S极，铁齿在线圈处产生的磁场方向指向铁齿，

即与原磁场同向，所以在图示时刻，穿过线圈的磁通量最大，随着齿轮的转动，

磁通量先减小后增大，当下一个铁齿正对线圈时，磁通量又达到最大。结合楞次

定律可知，该过程线圈中感应电流在线圈轴线上的磁场方向先向左后向右，由安

培定则可知，通过M的感应电流的方向先从右向左，然后从左向右，C正确。

考点3楞次定律推论的应用S

［科学思维梳理］

楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应

电流的原因。列表说明如下：

内容例证

磁体靠近线圈，

阻碍原磁通量变化——“增反减同”

［B感与B原反向

3原

G+工磁体靠近，

是斥力

阻碍相对运动——“来拒去留”1K

，磁体远离，

喧

IS是引力

sn，P、Q是光滑固定导

「轨，a、b是可动金属

Q/棒，磁体下移，回路面

使回路面积有扩大或缩小的趋势

ab积应减小,a、b靠近

——“增缩减扩”

XXXXO

x(<33B减小，线圈扩张

XXXX

通过导体远离或靠近来阻碍原磁通量的

)'i增大,B远离A

变化——“增离减靠”

\1靠近A

例3某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所

示，在电梯轿厢底部安装永久强磁体，磁体N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干

金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当

轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（）

A.从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向

B.从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向

C.金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A对轿厢下落没有阻碍作用

D.金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势

［答案］D

［解析］当电梯坠落至如题图所示位置时，金属线圈A中向上的磁场减弱，

感应电流的方向从下往上看沿顺时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方

向从下往上看沿逆时针方向，故A、B错误；根据楞次定律的推论“来拒去留”

可知，当电梯坠落至如题图所示位置时，金属线圈A、B都在阻碍电梯下落，故

C错误；金属线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律的

推论“增缩减扩”可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。

［关键能力升华］

利用楞次定律的推论可以速解电磁感应问题。

［对点跟进训练］

L（推论应用）（多选）如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右

运动，则可能是（）

sK

A.开关S闭合瞬间

B.开关S由闭合到断开的瞬间

C.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动

D.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动

答案AC

解析钻头M向右运动，是远离左边的线圈，依据楞次定律的推论“增离减

靠”，说明左边线圈中的电流增大，故A、C正确，B、D错误。

2.（推论应用）（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正上方用绝缘丝线悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面

中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线上，现让橡胶圆盘由静止开始绕

。1。2轴按图示逆时针方向加速转动，下列说法正确的是（）

a

A.铝环N有沿逆时针方向的感应电流

B.铝环N有扩张的趋势

C.橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下

D.橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上

答案AD

解析橡胶圆盘M由静止开始绕轴按图示逆时针方向加速转动时，穿

过环N的磁通量向下且增大，依据楞次定律可知，铝环N有沿逆时针方向的感应

电流，故A正确；根据楞次定律的推论，知铝环N的面积有缩小的趋势，且有向

上运动的趋势，所以，橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上，且铝环N

有收缩的趋势，故D正确，B、C错误。

对比

考点4三定则一定律的综合应用

［科学思维梳理］

1.“三定则一定律”的用途

基本现象应用的定则或定律

电流的运动电荷、

安培定则

磁效应电流产生磁场

洛伦兹力、磁场对运动电荷、

左手定则

安培力电流有作用力

部分导体做切割

右手定则

磁感线运动

电磁感应

闭合回路

楞次定律

磁通量变化

以上定则或定律中，“因电而动”用左手定则，“因动生电”用右手定则;

“因电生磁”用安培定则，“因磁生电”用楞次定律或右手定贝上

2.左手定则与右手定则的比较

定则

定则示意图共同点区别

名称

左手大拇指指向安培力（洛伦兹

定则B磁感线都从掌心垂力）的方向

1直进入，四指都指向

1电流（正电荷定向运

右手动）的方向大拇指指向导体棒切割磁感

定则线运动的方向

说明：右手定i则中1。的方向与左手定则中歹的方向相反，是能量守恒定律的

必然结果。

3.相互联系

（1）应用楞次定律时，一般要用到安培定则。

（2）研究感应电流受到的安培力时，一般先用楞次定律或右手定则确定电流方

向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。

例4（多选）如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒尸。、

MN,的左边有一闭合电路。当尸。在外力的作用下运动时，向右运动，

则PQ所做的运动可能是（）

A.向右加速运动B.向右减速运动

C.向左加速运动D.向左减速运动

［答案］BC

［解析］根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在

磁场力作用下向右运动，说明"N受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M

指向N,Li中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2中感应电流产生的磁场

应该是向上减弱，或向下增强；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向

左加速运动。故B、C正确，A、D错误。

［关键能力升华］

利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题

如果要判断二次感应后的现象或结果，选择程序法；如果已知二次感应后的

结果，要判断导体棒的运动情况或磁场的变化，需选择逆向推理法。

（1）程序法（正向推理法）

①依据导体切割磁感线运动的方向（或原磁感应强度方向及大小的变化），判

断一次感应电流的方向。

②依据导体切割磁感线的速度大小的变化

（或原磁感应强度变化率等随时间的变化），判断一次感应电流的大小变化情况。

③依据一次感应电流的方向及大小变化情况，判断一次感应电流的磁通量方

向及大小变化情况。

④依据一次感应电流的磁通量变化情况，判断二次感应电流的方向及产生的

现象。

（2）逆向推理法

①依据二次感应产生的现象，判断二次感应电流的方向。

②依据二次感应电流的方向，应用安培定则，判定二次感应电流的磁场的方

向，明确它是阻碍一次感应电流产生的磁场的磁通量变化的。

③依据楞次定律，得出一次感应电流的磁场的方向及相应的变化的可能情况,

从而得到引起磁场变化的一次感应电流的方向与大小变化情况。

④依据一次感应电流的方向及大小变化情况，判断导体切割磁感线运动的方

向与速度变化情况（或原磁感应强度的方向、大小变化及等的变化）。

［对点跟进训练］

（三定则一定律的应用）如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加磁场，以图中

箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框MM相连，导线框内有一固定的闭合

小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度3随时间按

如图乙所示规律变化时（）

A.在0〜九时间内，金属圆环中有恒定的电流

B.在九〜这时间内，金属环先有扩张的趋势再有收缩的趋势

C.在九〜力时间内，金属环内一直有逆时针方向的感应电流

D.在念〜/3时间内，金属环内有逆时针方向的感应电流

答案C

解析在0〜%时间内，B均匀增大，则在螺线管中产生恒定不变的感生电动

势，则在导线框时加中形成稳定的电流，则导线框内的磁场也稳定不变，此时环

中无感应电流产生，故A错误；在九〜力时间内，3先向上减小后向下增大，且3

的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从下到上且逐渐减小，在导线

框Med中的磁通量为向外减小，穿过金属环的磁通量向外减小，根据楞次定律可

知，金属环内有逆时针方向的感应电流，且有扩张趋势，故B错误，C正确；在

念〜/3时间内，3向下减小，且3的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向

为从上到下且逐渐减小，在导线框Med中的磁通量为向里减小，穿过金属环的磁

通量向里减小，根据楞次定律可知，金属环内有顺时针方向的感应电流，故D错

误。

考点5实验：探究影响感应电流方向的因素

［科学探究梳理］

1.数据处理

（1）实验结果示意图

（2）数据记录

表1磁通量增大时的情况

磁体磁场感应电流感应电流

图号

的方向的方向的磁场方向

甲向下逆时针（俯视）向上

乙向上顺时针（俯视）向下

表2磁通量减小时的情况

磁体磁场感应电流感应电流

图号

的方向的方向的磁场方向

丙向下顺时针（俯视）向下

T向上逆时针(俯视)向上

(3)根据数据记录表格，归纳出影响感应电流方向的因素，并得出实验结论。

2.注意事项

(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，并注意减小

电流强度，防止电流过大或通电时间过长而损坏电流表。

(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。

(3)实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。

(4)按照控制变量的思想进行实验。

(5)进行完一种磁极运动情况的操作后，等电流表指针回零后再进行下一种情

况的操作。

例5在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：

(1)先观察电流表指针偏转方向与方向的对应关系，查明线圈中导线

的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。

(2)下表为某同学记录的实验现象：

磁体磁场的磁体运指针偏感应电流的磁

序号

方向(正视)动情况转情况场方向(正视)

1向下插入线圈向左向上

2向下拔出线圈向右向下

3向上插入线圈向右向下

4向上拔出线圈向左向上

①由实验记录1、3得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电

流的磁场与原磁场方向O

②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电

流的磁场与原磁场方向O

③由实验1、2、3、4得出的结论是__________________________________O

(3)本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有

。(举一例)

［答案】(1)电流(2)①增大相反②减小相同③感应电流的磁场总要

阻碍引起感应电流的磁通量的变化(3)发电机(其他答案合理也可)

［解析］(1)应该先观察电流表指针偏转方向与电流方向对应的关系，查明线

圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。

(2)①由实验记录1、3可知，磁体插入线圈，穿过闭合回路的磁通量增大，

感应电流的磁场与原磁场方向相反。

②由实验记录2、4可知，磁体从线圈中拔出，穿过闭合回路的磁通量减小,

感应电流的磁场与原磁场方向相同。

③根据①、②可得出结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量

的变化。

(3)本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有：发电机、变压器、无线

充电器等。

［关键能力升华］

在分析“探究影响感应电流方向的因素”的实验结果时，发现感应电流的方

向与磁通量变化不容易建立起直接的联系，关键是引入“感应电流的磁场”这个

中介，从而分析感应电流磁场的方向与引起感应电流的磁通量变化的关系。

［对点跟进训练］

某实验小组利用如图所示的条形磁体和楞次环“探究影响感应电流方向的因

素”。

(1)用磁体磁极靠近和远离A环，观察实验现象，完成下表。

实验操作磁体N极磁体s极磁体N极磁体s极

靠近A环靠近A环远离A环远离A环

实验现象排斥排斥吸引吸引

磁通量变化增加增加减少—

指向指向指向

原磁场方向—

A环磁体A环

感应电流

磁场的方

向与原磁相反相反相同—

场方向的

关系

感应电

指向

流磁场指向A环指向A环—

磁体

的方向

感应电流

的方向（在

A环靠近逆时针顺时针顺时针—

磁体一侧

观察）

（2）根据上表总结关于感应电流方向的实验结论：

答案（1）减少指向磁体相同指向磁体逆时针

（2）感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

解析（1）使条形磁体S极远离A环时，穿过A环的磁通量减少，原磁场方

向指向磁体；由实验现象S极吸引A环，结合磁极间的相互作用规律可知，A环

靠近S极的一侧相当于小磁针的N极，因此感应电流的磁场方向指向磁体，则感

应电流磁场的方向与原磁场的方向相同，由安培定则可知感应电流的方向为逆时

针（在A环靠近磁体一侧观察）。

（2）结论是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

课时作业|

一、选择题（本题共10小题，其中第1〜6题为单选，第7〜10题为多选）

1.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B,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是（）

小+1

-2

答案C

解析磁通量与匝数无关，。=抽中，3与S必须垂直。初态。1=厌诂30。5

末态02=-Bcos30°S,磁通量的变化量大小A0=|02-0i|=\BS（-cos30°-

sin30°）|=^—BS,所以C正确。

2.下列图中能产生感应电流的是（）

答案B

解析根据产生感应电流的条件可知，A中，电路没闭合，无感应电流产生;

B中，电路闭合，且垂直磁感线的闭合回路的面积增大，则穿过闭合回路的磁通

量增大，有感应电流产生；C中，穿过闭合线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为

零，无感应电流产生；D中，闭合回路中的磁通量不发生变化，无感应电流产生。

故选Bo

3.（2019•全国卷III）楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？

（）

A.电阻定律B.库仑定律

C.欧姆定律D.能量守恒定律

答案D

解析楞次定律表述了感应电流的磁场方向，同时也体现了不同能量间的关

系。总能量是守恒的，感应电流产生电能，电能是“阻碍”的结果，D正确。

4.如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺

线管b,二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路，若

将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（）

A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B.穿过线圈a的磁通量变小

C.线圈a有收缩的趋势

D.线圈a对水平桌面的压力K将减小

答案C

解析根据安培定则可知，螺线管b在其内部产生向下的磁场，当滑动变阻

器的滑片P向下滑动时，电路中总电阻减小，电流增大，磁感应强度变大，穿过

线圈a的磁通量变大，根据楞次定律，线圈a中会产生阻碍磁通量变大的感应电

流，即产生俯视逆时针方向的感应电流，故A、B错误；根据楞次定律的推论“增

缩减扩”可知，线圈a有收缩的趋势，故C正确；根据楞次定律的推论“增离减

靠”可知，线圈a有远离螺线管b的趋势，因此线圈a对水平桌面的压力人将增

大，故D错误。

5.为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的

现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，水平横梁两端各固定一个铝环，其

中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装

置静止不动时，用一磁体的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）

方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确

的是（）

A.若用磁体的S极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针（俯视）方向转动

B.制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实

验效果

C.制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果

D.磁体接近A环的过程中，A环将有扩张的趋势

答案A

解析当磁体N极向A环靠近时，穿过A环的磁通量增加，A环是闭合的，

会产生感应电流，磁体对A环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此为阻碍磁体

靠近，A环出现绕支点顺时针（俯视）转动现象；同理，磁体S极接近A环时，A

环也将绕支点顺时针（俯视）转动，故A正确。制作A、B环的材料必须是金属导

体，很薄的铁环电阻较大，产生的感应电流较小，且会被磁化吸引，不能得到相

同的实验效果，故B错误。若制作A、B环的材料用绝缘材料，则在A环中不会

产生感应电流，则磁体对A环无安培力作用，A环不会绕支点转动，故C错误。

磁体接近A环的过程中，穿过A环的磁通量增加，根据楞次定律可知，A环将有

收缩的趋势，故D错误。

6.如图甲所示，线圈仍中通有如图乙所示的电流，电流从。到人为正方向，

那么在0〜加这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，贝义）

M

0\

aoi）b^\：

甲乙

A.从左向右看感应电流的方向为顺时针

B.从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针

C.感应电流的大小先减小后增加

D.铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右

答案A

解析电流从。到6为正方向，由图乙可知，开始时电流为正且逐渐减小，

由右手螺旋定则可知，铝环M中的磁场水平向右，由于电流减小，所以磁通量变

小，根据楞次定律可得，铝环M中产生的感应电流方向为顺时针（从左向右看）；

由图乙可知，电流减小到零后反向增大，电流从6流向由右手螺旋定则可知,

铝环M中的磁场水平向左，电流增大，则通过铝环M的磁通量变大，根据楞次

定律可得，铝环M中产生的感应电流方向为顺时针（从左向右看），故A正确，B

错误。由图乙可知，湖内的电流的变化率不变，则产生的磁场的磁感应强度的变

化率不变,根据法拉第电磁感应定律可知,铝环M产生的感应电动势的大小不变,

所以感应电流的大小也不变，故C错误。当线圈。。中电流为零时，铝环M和线

圈之间无磁场力作用，故D错误。

7.研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。

具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的

线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在

圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，下列说

法正确的是（）

B

A.B线圈一定有收缩的趋势

B.B线圈一定有扩张的趋势

C.B线圈中感应电流产生的磁场阻止了B线圈内磁通量的增加

D.若从右向左看B中产生顺时针方向的电流，则A左端是强磁性合金的S

极

答案BD

解析现对A进行加热，其磁感应强度增大，A内部磁场与外部磁场方向相

反，B线圈的总磁通量与A内部磁场方向相同，由楞次定律可知，B线圈一定有

扩张的趋势，所以A错误，B正确；根据楞次定律可知，B线圈中感应电流产生

的磁场阻碍了B线圈内磁通量的增加，而非阻止，C错误；根据右手螺旋定则和

楞次定律可知，若从右向左看B中产生顺时针方向的电流，则A中原磁场方向向

右，即A左端是强磁性合金的S极，D正确。

8.匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B

随时间/变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属矩形回路，回路平面位于纸

面内，如图乙所示。令11、上、上分别表示。ab、。。段的感应电流，Fi、仍、

仍分别表示。八ab、A段回路右侧PQ边受到的安培力。贝女)

A.沿逆时针方向，/2沿顺时针方向

B.12沿逆时针方向，/3沿顺时针方向

C.八方向向左，人方向向右

D.尸2方向向右，方向向右

答案AC

解析由楞次定律可知，段感应电流/1沿逆时针方向，曲、税段感应电

流上、/3沿顺时针方向，故A正确，B错误。。。段回路右侧PQ边中电流由。流

向P,磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定