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2.1楞次定律
回顾感应电流
1、闭合回路的磁通量发生变化时，会产生感应电流。
注意：磁通量=BS。
磁通量变化的四种情况：（1）磁场改变，闭合回路的面积不变；
（2）磁场不变，闭合回路的面积变化；
（3）B、S都变化；
（4）线框旋转。
探究感应电流方向的实验
实验如图，当磁铁靠近或原理螺线管时观察电流表的偏转。
实验结论分析：
甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少．
3、实验结论：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通量的变化．
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阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
2、作用：判断感应电流的方向
3、理解：“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”
4、判断步骤：
(1)明确所研究原磁场的方向．
(2)判断磁通量变化．
(3)依据“增反减同”判断感应电流的磁场方向．
(4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向．
四、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、作用：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断．
例题讲解
【例1】如图所示，在水平放置的条形磁体的N极附近，一个闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平，在位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离都比较小，则线圈A、B、C三个位置的感应电流方向（从上往下看）是（　　）
A．顺时针、顺时针、顺时针 B．顺时针、无电流、顺时针
C．逆时针、无电流、逆时针 D．逆时针、逆时针、逆时针
解：从A到B过程，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向斜向上，据楞次定律判断可知：线圈中感应电流方向沿逆时针（俯视）；到达B处时磁通量为零，因为还在向下运动，所以磁通量有反向增大的趋势线圈中感应电流方向沿逆时针（俯视）；从B到C过程，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向斜向下，据楞次定律判断可知：线圈中感应电流方向沿逆时针（俯视）；所以线圈A、B、C三个位置的感应电流方向都是逆时针方向，故D正确，ABC错误；
故选：D。
【例2】如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，把线圈A放进螺线管B的里面，开关闭合瞬间电流计指针向右摆动，则开关闭合以后（　　）
A．将线圈A拔出过程中指针向左偏转
B．滑片P快速向右移动指针向右偏转
C．向线圈A中插入铁芯指针向左偏转
D．再断开开关的瞬间指针不偏转
解：由题，开关闭合瞬间流过原线圈的电流增大，则原线圈内产生的磁感应强度增大，穿过副线圈B的磁通量增大，电流计指针向右摆动；
A、开关闭合后，线圈A拔出时穿过B的磁通量减小，根据楞次定律产生的感应电流方向与开始时相反，电流计指针向左摆动，故A正确；
B、开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路中的电阻值增大，则电路中电流减小，穿过B的磁通量减小，根据楞次定律产生的感应电流方向与开始时相反，电流计指针向左摆动，故B错误；
C、线圈A插入铁芯后，穿过B的磁通量增加，根据楞次定律产生的感应电流方向与开始时相同，电流计指针向右偏转，故C错误；
D、断开开关的瞬间电路中电流减小，原线圈A产生的磁通量减小，穿过B的磁通量减小，根据楞次定律产生的感应电流方向与开始时相反，电流计指针向左摆动，故D错误；
故选：A。
【例3】如图所示，虚线为区域Ⅰ和区域Ⅱ的分界线，区域Ⅰ有垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅱ有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为B，把正方形线框从区域Ⅰ拉到区域Ⅱ过程中，线框中的电流方向为（　　）
A．顺时针 B．逆时针
C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
解：把正方形线框从区域Ⅰ拉到区域Ⅱ过程中，通过线框的磁通量向外减小，向里增大，根据楞次定律可知当线框运动到虚线位置时，电流方向为逆时针，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【例4】一个椭圆形闭合金属线圈固定放置在纸面内，其左侧同一平面内固定一根直导线，给直导线通以如图1所示的电流，取该方向为电流的正方向，电流随时间变化规律的图像如图2所示，可判断（　　）
A．闭合线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里
B．闭合线圈内磁通量一直增加
C．闭合线圈内的感应电流存在情况：有、无、有顺次出现
D．闭合线圈内的感应电流存在情况：无、有、无顺次出现
解：A、根据安培定则可知，闭合线圈所在处的磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B、电流产生的磁场与电流的大小成正比，可知穿过闭合线圈的磁通量先增大再不变后减小，故B错误；
CD、穿过闭合线圈的磁通量先增大再不变后减小，根据感应电流产生的条件可知，闭合线圈内的感应电流存在情况：有、无、有顺次出现，故C正确，D错误。
故选：C。
基础练习
1、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
2、如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内。当长直导线中的电流增大时，下列叙述线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是（　　）
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
3、“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示，某实验小组在实验中判断出电流从电流计正极（右）流入时，指针向右偏转。现将磁铁从线圈上方某位置向上拔出线圈时，发现电流计的指针向右偏转，则（　　）
A．条形磁铁上极是N极
B．线圈内磁通量逐渐减小，感应电流的磁场与原磁场的方向相反
C．磁铁在竖直拔出过程中，感应电流在线圈内部磁场的方向向下
D．若将磁铁竖直向下插入线圈，电流计指针仍向右偏转
提升训练
4、如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止。下列说法正确的是（　　）
A．磁铁在A、E两处的重力势能相等
B．磁铁从A到D的过程中，圆环对桌面的压力小于圆环受到的重力
C．磁铁从D到E的过程中，圆环受到的摩擦力方向水平向右
D．磁铁从A到D的过程中，从上往下看，圆环中产生逆时针方向的电流
5、如图所示，某老师上课做演示实验时，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
6、如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。则在～时间内，下列判断正确的是（　　）
A．线圈R整体所受安培力方向始终向右
B．线圈R中感应电流在t= 时改变方向
C．线圈R的面积始终有扩张的趋势
D．线圈R中感应电流的方向始终沿顺时针方向
答案详解
1、解：AD、因为条形磁铁的极性不明，穿过环的磁场方向不明确，无法根据楞次定律判断感应电流磁场方向，故A错误；
BC、当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近金属圆环时，通过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，阻碍磁铁的靠近，所以金属圆环对桌面的压力会增大，金属圆环还有收缩的趋势，以缩小面积来阻碍磁通量的增加。故B正确，C错误；
D、当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近金属圆环时，通过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍条形磁铁靠近，所以磁铁受到竖直向上的电磁作用力，故D错误。
故选：B。
2、解：直线电流方向向上，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流。
根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
3、解：AC.由于电流从电流计正极（右）流入时，指针向右偏转，可知磁铁拔出线圈时，线圈中的电流方向自上而下；根据安培定则，螺旋管下端为N极，上端为S，感应电流的磁场方向向下，由于原磁通量在减小，根据楞次定律原磁场方向向下，即磁铁下端为N极，上端为S极，故A错误，C正确；
B.磁铁拔出线圈，线圈内磁通量逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，故B错误；
D.若将磁铁竖直向下插入线圈，线圈内磁通量逐渐增大，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，即感应电流的磁场方向向上，根据安培定则，电流计指针向左偏转，故D错误。
故选：C。
4、解：A、圆环中的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流激发的磁场总是阻碍磁通量的变化，所以磁铁受到的磁场力对其做负功，所以磁铁在A、E两处不等高，故A错误。
B、磁铁从A到D的过程中，圆环对磁铁的力斜向上，根据牛顿第三定律磁铁对线圈的反作用力斜向下，所以圆环对桌面的压力大于圆环受到的重力，故B错误。
C、磁铁从D到E的过程中，圆环对磁铁的力斜向右下，根据牛顿第三定律磁铁对圆环的反作用力斜向左上，圆环处于平衡态，所以圆环受到的摩擦力方向水平向右，故C正确。
D、磁铁从A到D的过程中，圆环中的磁通量变大，根据楞次定律，所以从上往下看，圆环中产生顺时针方向的电流，故D错误。
故选：C。
5、解：AB、磁铁靠近铝环，铝环中的磁通量变大，根据楞次定律可知，要想阻碍铝环中磁通量变化，铝环会有缩小趋势，且远离磁铁，故A错误，B正确；
C、磁铁N极靠近铝环，铝环中磁感线方向向右，磁通量增大，根据楞次定律及右手螺旋定则可知，要想阻碍磁通量变化，铝环中应产生逆时针方向电流（从A向B看），故C错误；
D、能量是守恒的，不可能凭空产生，故D错误。
故选：B。
6、解：AC、因为通电导线的磁感应强度大小正比于电流大小，故线框R中的磁感应强度与时间变化的关系与导线PQ中电流变化类似。在～时间内，导线PQ中电流从Q到P，电流逐渐减小，根据右手螺旋定则，此时导线在线框R处产生的磁场垂直向里，且磁场强度逐渐减小，根据楞次定律，线圈R感应电流产生的磁场方向也垂直向里（减同），且线圈R有扩展和向左运动的趋势，即线圈R整体所受安培力方向向左，根据右手螺旋定则，线圈R中的电流方向为顺时针方向。在～时间内，导线中电流从P到Q，电流逐渐增大，根据右手螺旋定则，此时导线在线框R处产生的磁场垂直向外，且磁场强度逐渐增大，根据楞次定律，线圈R感应电流产生的磁场方向为垂直向里（增反），且线圈R有紧缩和向右运动的趋势，即线圈R整体所受安培力方向向右，根据右手螺旋定则，线圈R中的电流方向为顺时针方向，故AC错误：
BD、综合上述分析，在～T时间内，线圈R中感应电流的方向始终沿顺时针方向，故C错误，D正确。
故选：D。

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