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第二章 电磁感应
第一节 楞次定律
一．楞次定律
1.内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.理解：
（1）谁在阻碍：感应电流产生的磁场起阻碍作用；
（2）阻碍什么：引起感应电流的磁通量的变化；
（3）如何阻碍：增反减同
（4）阻碍结果：阻碍不是阻止，只是延缓变化；
（5）为何阻碍：能量守恒，克服阻碍作用的过程中，其它形式的能转换为电能。
例1.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，通过电流计的感应电流方向是（ ）
A.a→G→b B.b→G→a C.先a→G→b，后b→G→a D.先b→G→a，后a→G→b
二．楞次定律的广义描述
1.阻碍导体与磁场间的相对运动：来拒去留
2.使闭合回路面积有扩大或缩小的趋势：增缩减扩（单向磁场）、增扩减缩（双向磁场）
3.阻碍原电流的变化：增反减同
例2.如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过，现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（ ）
A.， B.， C.， D.，
例2题图 例3题图
例3.如图所示，MN、PQ为同一水平面内的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动，当ab沿导轨向右滑动时，则（ ）
A.cd向右滑动 B.cd不动 C.cd向左滑动 D.无法确定
例4.（多选）如图所示，一空心螺线管穿过一闭合铜环，电路接通瞬间，下列说法正确的是（ ）
A.从左往右看，铜环中有顺时针方向感应电流 C.铜环有收缩趋势
B.从左往右看，铜环中有逆时针方向感应电流 D.铜环有扩张趋势
三．右手定则
1.手势：如图
2.用途：判断部分导体切割磁感线时产生的感应电流的方向；
3.切割磁感线部分的导体相当于电源；
4.左、右手定则对比
（1）左手定则：判断受力方向→电动机→因电而动
（2）右手定则：判断感应电流→发电机→因动而电
例5.两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（ ）
A.当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
四．三个定则、一个定律的综合应用
安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律是学习电磁感应的基础和工具，解题时关键是：找到闭合电路或切割磁感线的导体并抓住因果关系；
（1）因电而生磁：安培定则； （2）因动而生电：右手定则；
（3）因电而受力：左手定则； （4）磁通量变化：楞次定律；
例6.如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中（　）
A.有感应电流，且B被A吸引 B.无感应电流
C.可能有，也可能没有感应电流 D.有感应电流，且B被A排斥
例6题图 例7题图
例7.（多选）如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来。金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中。从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于绳子的拉力，下列说法中正确的是（ ）
A.大于环的重力mg，并逐渐减小 B.小于环的重力mg，并保持恒定
C.大于环的重力mg，并保持恒定 D.环中有顺时针方向的感应电流
例8.（多选）两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是（ ）
A.导体棒CD内有电流通过，方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力向左 D.磁场对导体棒AB的作用力向左
例9.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PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A.向右匀速运动 B.向左匀速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动
巩固练习
1.如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是（ ）
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.如图所示器材可用来研究电磁感应现象及确定感应电流方向。
（1）在给出的实物图中，用笔画线作为导线将实验仪器连成实验电路；
（2）将线圈L1插入L2中，合上开关，能使感应电流的方向与原电流的绕行方向相同的实验操作是______。
A.插入软铁棒 B.拔出线圈L1 C.使变阻器阻值变大 D.断开开关
2题图 3题图
3.如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中（ ）
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
C.通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引
D.通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引
4.（多选）如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ）
A.闭合开关K B.闭合开关K后，向左移动滑片
C.闭合开关K后，从左边抽出P中的铁芯 D.闭合开关K后，把Q靠近P
4题图 5题图
5.（多选）如图所示，矩形导线圈abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上，整个装置放在如图的匀强磁场中。当线框向右运动时，下面说法正确的是（ ）
A.R中无电流 B.R中有电流，方向为E→M
C.ab中无电流 D.ab中有电流，方向为b→a
6.如图所示，铜盘水平放置，磁场竖直向下穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，从上往下看铜盘沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A.回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘
B.回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘
C.回路中有方向周期性变化的电流
D.回路中没有磁通量变化，没有电流
6题图 7题图
7.如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间中四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2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M、N分别连接O1，a位置
C.将电流表的接线端M、N分别连接O1，O2位置
D.将电流表的接线端M，N分别连接c，d位置
8.如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）
A.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右
8题图 9题图 10题图
9.（多选）绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示。线圈上端与电源负极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起。若保持开关闭合，则（ ）
A.铝环跳起到某一高度后将回落 B.铝环停留在某一高度
C.铝环不断升高 D.如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
10.如图所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是（ ）
A.a的电势始终高于b的电势
B.通过电阻的电流先由a到b，后由b到a
C.磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量
D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
11.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为、下弧长为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、下弧长为的方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，且远小于L，先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。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.金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
11题图 12题图
12.（多选）如图所示，将一条形磁铁插入一闭合螺线管中，螺线管固定在停在光滑水平面的车中，在插入过程中（ ）
A.车将向右运动 B.条形磁铁会受到向左的力
C.由于没标明条形磁铁极性，因此无法判断受力情况 D.车会受向左的力
13.长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流随时间t的变化关系如图所示。在时间内，直导线中电流向上，则在时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）
A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
13题图 14题图
14.如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，线框整个受力为（ ）
A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力为零
15.（多选）如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千，以下说法正确的是（ ）
A.P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）
B.P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D.若用手左右摆动Q，P会始终保持静止

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