第二章 课时1 楞次定律(课件 讲义)高中物理 人教版(2019)选择性必修 第二册

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第二章 课时1 楞次定律(课件 讲义)高中物理 人教版(2019)选择性必修 第二册

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课时1 楞次定律
核心 目标 1. 理解楞次定律,会用楞次定律判断感应电流方向,知道楞次定律是能量守恒的反映.
2. 会用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向,理解右手定则的实质.
要点梳理
要点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阻碍引起感应电流的__ __.
特别提醒:“阻碍”并不意味着“相反”.感应电流产生磁场的方向和原磁场方向可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断.
2. 判断感应电流方向的“四步法”
3. 适用范围:一切电磁感应现象.
要点2 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__ __进入,并使拇指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,如图所示.
2. 适用范围
适用于闭合电路部分导体__ __产生感应电流的情况.
即学即用
1. 易错辨析
(1) 感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场
方向相反.(  )
(2) 楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗.(  )
(3) 右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况.(  )
(4) 使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心.(  )
(5) 任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则.(  )
2. (2024·惠州期末)某教室墙上有一朝南的钢窗,如图所示,当把钢窗左侧向外推开时,下列说法中正确的是(  )
A. 穿过窗户的地磁场的磁通量变大
B. 穿过窗户的地磁场的磁通量不变
C. 从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是逆时针
D. 从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是顺时针
考向1 楞次定律的理解
楞次定律中“阻碍”的含义
 在电磁感应现象中,下列说法中正确的是(  )
A. 感应电流产生的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B. 感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化
C. 闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流
D. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果,即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现.
考向2 楞次定律的应用
1. 应用楞次定律的基本思路
2. 上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系,只要知道了其中任意两个因素,就可以确定第三个因素.
 (2024·华南师范大学附属茂名滨海学校)(多选)如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd,则(  )
A. 当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
B. 若线圈在平面内上、下平动,无感应电流产生
C. 若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
D. 当线圈以导线为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
 如图所示,长直导线MN置于三角形金属线框abc上,彼此绝缘,线框被导线分成面积相等的两部分.导线通入由M到N的电流,当电流逐渐增大时,线框中(  )
A. 磁通量变化量为零 B. 没有产生感应电流
C. 感应电流方向为abca D. 感应电流方向为acba
考向3 右手定则的应用
1. 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判断.
2. 右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.
(1) 大拇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. 右手定则适用于作为闭合导体的一部分切割磁感线产生感应电流的情况,在此前提下,也可判断磁场方向或运动方向;能用右手定则判断的问题也能用楞次定律判断.
 (2025·华南师范大学附属中学)如图所示,一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中,从某时刻开始,空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则对于该圆形线圈(  )
A. 将产生恒定的逆时针方向的电流
B. 有扩张的趋势
C. 各个点所受安培力相同
D. 所受安培力合力向右
 下列选项中都表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中导体ab上的感应电流方向为a→b的是(  )
      
     A         B        C        D
1. (2024·安徽蚌埠皖北私立联考)把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示.下列说法中正确的是(  )
A. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D. 闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
2. MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则(  )
A. 若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a→b→d→c
B. 若ad、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→a
C. 若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0
D. 若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→a
配套新练案
考向1 楞次定律的理解
1. (2024·东莞外国语学校)在电磁感应现象中,下列说法中正确的是(  )
A. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化
B. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C. 闭合线框放在磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D. 感应电流的磁场总是跟原磁场的方向相同
考向2 楞次定律
2. 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2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逆时针方向感应电流的是(  )
A. 同时增大B1,减小B2
B. 同时减小B1,增大B2
C. 同时以相同的变化率增大B1和B2
D. 同时以相同的变化率减小B1和B2
3. (2024·江门期末)如图所示,闭合导线框从长直通电绝缘导线的右侧A处匀速拉到对称的左侧B处,导线框紧贴着直导线通过.导线框从A运动到B的过程,下列说法中正确的是(  )
A. 磁通量先减小,后增大
B. 磁通量先增大,后减小
C. 感应电流方向为先逆时针,后顺时针,再为逆时针
D. 感应电流方向为先顺时针,后逆时针,再为顺时针
考向3 右手定则的应用
4. 导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨运动时,棒中的感应电流方向如图所示,则ab棒的运动方向和螺线管内部磁场方向分别为(  )
A. 向左,M指向N B. 向右,M指向N
C. 向左,N指向M D. 向右,N指向M
5. (2024·安徽省涡阳二中)(多选)如图所示,矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中,导轨左侧接有定值电阻R. 当线框向右运动时,下列说法中正确的是(  )
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,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS.一圆环形金属框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法中正确的是(  )
A. PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B. PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C. PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D. PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
7. (多选)如图所示,电阻R与水平放置的线圈M相连,M放在垂直于环面的磁场中.要使流经电阻R的电流方向为a到b,下列关于线圈M中磁场的方向及变化的说法中,正确的是(  )
A. 垂直环面向上,减弱 B. 垂直环面向上,增强
C. 垂直环面向下,减弱 D. 垂直环面向下,增强
8. 如图所示,磁场方向垂直纸面向里,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,下列说法中正确的是(  )
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
9. 如图所示,匀强磁场B中有一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟导体框M相连,导轨上放有一根导体棒ab,磁场方向垂直于导轨所在平面.若导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动,且不考虑ab中电流对导体环的影响,则关于此过程,下列说法中正确的是(  )
A. 导体环N中的电流表示数为零
B. 导体环N中电流方向为顺时针方向
C. 导体环M中电流方向为逆时针方向
D. 导体棒ab受到的安培力水平向右
10. (2025·汕头潮阳期末)(多选)如图甲所示,列车车头底部安装强磁铁,线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出),P、Q为接测量仪器的端口,磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同,俯视图如图乙所示.当列车经过线圈时,下列说法中正确的是(  )
甲 乙
A. 线圈的磁通量一直增加
B. 线圈的磁通量先增大,后减小
C. 列车匀速运动时,线圈没有感应电流
D. 列车加速运动时,线圈有感应电流课时1 楞次定律
核心 目标 1. 理解楞次定律,会用楞次定律判断感应电流方向,知道楞次定律是能量守恒的反映.
2. 会用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向,理解右手定则的实质.
要点梳理
要点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阻碍引起感应电流的__磁通量的变化__.
特别提醒:“阻碍”并不意味着“相反”.感应电流产生磁场的方向和原磁场方向可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断.
2. 判断感应电流方向的“四步法”
3. 适用范围:一切电磁感应现象.
要点2 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,如图所示.
2. 适用范围
适用于闭合电路部分导体__切割磁感线__产生感应电流的情况.
即学即用
1. 易错辨析
(1) 感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场
方向相反.( × )
(2) 楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗.( √ )
(3) 右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况.( √ )
(4) 使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心.( × )
(5) 任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则.( × )
2. (2024·惠州期末)某教室墙上有一朝南的钢窗,如图所示,当把钢窗左侧向外推开时,下列说法中正确的是( C )
A. 穿过窗户的地磁场的磁通量变大
B. 穿过窗户的地磁场的磁通量不变
C. 从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是逆时针
D. 从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是顺时针
解析:地磁场由南向北,当朝南的钢窗向外推开时,穿过窗框的磁通量减少.根据楞次定律,穿过窗框的磁通量减少时,产生的感应电流的方向为逆时针.故选项A、B、D错误,C正确.故选C.
考向1 楞次定律的理解
楞次定律中“阻碍”的含义
 在电磁感应现象中,下列说法中正确的是( B )
A. 感应电流产生的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B. 感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化
C. 闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流
D. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
解析:感应电流产生的磁场可能跟原来的磁场方向相反,也可能相同,A错误;根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化,B正确;如果闭合线框全部在匀强磁场中做切割磁感线运动,磁通量不发生变化,不产生感应电流,C错误;闭合线框放在变化的磁场中,若穿过线圈的磁通量没有发生变化,则不能产生感应电流,D错误.
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果,即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现.
考向2 楞次定律的应用
1. 应用楞次定律的基本思路
2. 上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系,只要知道了其中任意两个因素,就可以确定第三个因素.
 (2024·华南师范大学附属茂名滨海学校)(多选)如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd,则( AB )
A. 当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
B. 若线圈在平面内上、下平动,无感应电流产生
C. 若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
D. 当线圈以导线为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
解析:当线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,产生感应电流为逆时针,感应电流方向是a→b→c→d,A正确;若线圈在平面内上、下平动,穿过线圈的磁通量不变,根据感应电流产生条件得无感应电流产生,B正确;若线圈向右平动,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,产生感应电流为顺时针,感应电流方向是a→d→c→b,C错误;当线圈以通电导线为轴转动时,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,D错误.故选A、B.
 如图所示,长直导线MN置于三角形金属线框abc上,彼此绝缘,线框被导线分成面积相等的两部分.导线通入由M到N的电流,当电流逐渐增大时,线框中( C )
A. 磁通量变化量为零 B. 没有产生感应电流
C. 感应电流方向为abca D. 感应电流方向为acba
解析:虽然线框被导线分成面积相等的两部分,但离导线越远,磁场越弱.所以根据磁通量相互抵消一部分可得,当电流逐渐增大时,通过金属线框的磁通量向里增大,会产生感应电流,A、B错误;根据MN中电流的方向,结合楞次定律可判断abc中电流的方向为abca,C正确,D错误.
考向3 右手定则的应用
1. 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判断.
2. 右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.
(1) 大拇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. 右手定则适用于作为闭合导体的一部分切割磁感线产生感应电流的情况,在此前提下,也可判断磁场方向或运动方向;能用右手定则判断的问题也能用楞次定律判断.
 (2025·华南师范大学附属中学)如图所示,一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中,从某时刻开始,空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则对于该圆形线圈( A )
A. 将产生恒定的逆时针方向的电流
B. 有扩张的趋势
C. 各个点所受安培力相同
D. 所受安培力合力向右
解析:空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则穿过该圆形线圈的磁通量向里增加,由楞次定律增反减同,可知该圆形线圈将产生恒定的逆时针方向的电流;由楞次定律增缩减扩推论可知,该圆形线圈有收缩的趋势,A正确,B错误;由于安培力是矢量,所以该圆形线圈各个点所受安培力大小相等,方向不同;该圆形线圈所受安培力合力为0,C、D错误.故选A.
 下列选项中都表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中导体ab上的感应电流方向为a→b的是( D )
      
     A         B        C        D
解析:A图中,穿过回路的磁通量减小,由楞次定律知,回路中感应电流方向由b→a→d→c,则导体ab上的感应电流方向为b→a,A错误;B图中,ab向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,拇指指向纸外,则知导体ab上的感应电流方向为b→a,B错误;C图中,ab棒沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a,C错误;D图中,ab棒顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向顺时针方向,则导体ab上的感应电流方向为a→b,D正确.
1. (2024·安徽蚌埠皖北私立联考)把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示.下列说法中正确的是( D )
A. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D. 闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
解析:闭合开关S的瞬间,通过B线圈的磁通量不发生变化,B线圈中不产生感应电流,A、B错误;闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,A线圈中的电流逐渐减小,即B线圈处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可知,电流表G中的感应电流方向为b→a,C错误,D正确.故选D.
2. MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则( D )
A. 若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a→b→d→c
B. 若ad、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→a
C. 若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0
D. 若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→a
解析:若固定ab,使cd向右滑动,由右手定则知应产生顺时针方向的电流,A错误;若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围的面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,B错误;若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中有顺时针方向的电流,C错误;若ab、cd都向右运动,且vcd>vab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,故由楞次定律可判断出产生由c→d→b→a的电流,D正确.
配套新练案
考向1 楞次定律的理解
1. (2024·东莞外国语学校)在电磁感应现象中,下列说法中正确的是( A )
A. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化
B. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C. 闭合线框放在磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D. 感应电流的磁场总是跟原磁场的方向相同
解析:根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化,A正确;当闭合线框放在变化的磁场中,不一定能产生感应电流,如果线圈与磁场平行时,穿过线圈的磁通量不变,线圈中不能产生感应电流,B错误;闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,如果磁通量没有变化,线圈没有感应电流产生,C错误;感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化,方向可能与原磁场方向相同,也可能相反,D错误.故选A.
考向2 楞次定律
2. 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2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逆时针方向感应电流的是( A )
A. 同时增大B1,减小B2
B. 同时减小B1,增大B2
C. 同时以相同的变化率增大B1和B2
D. 同时以相同的变化率减小B1和B2
解析:由于两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合,变化前金属圆环的磁通量为0,要使环中产生感应电流,金属圆环的磁通量一定增大,并且环中产生逆时针方向感应电流,则感应电流产生的感应磁场方向垂直纸面向外,根据楞次定律可知,金属圆环的磁通量变化只能向里增大,可能的变化如下:①B1和B2同时增大,B1增大比B2增大快;②B1和B2同时减小,B1减小比B2减小慢;③同时增大B1,减小B2,故A正确,B错误;同时以相同的变化率增大B1和B2或同时以相同的变化率减小B1和B2,金属圆环的磁通量始终为0,不会产生感应电流,C、D错误.
3. (2024·江门期末)如图所示,闭合导线框从长直通电绝缘导线的右侧A处匀速拉到对称的左侧B处,导线框紧贴着直导线通过.导线框从A运动到B的过程,下列说法中正确的是( C )
A. 磁通量先减小,后增大
B. 磁通量先增大,后减小
C. 感应电流方向为先逆时针,后顺时针,再为逆时针
D. 感应电流方向为先顺时针,后逆时针,再为顺时针
解析:导线框从位置A运动到B的过程中,磁通量先增大,再减小到零,再反向增大,最后逐渐减小,A、B错误;根据右手螺旋定则可知,导线左侧的磁场垂直纸面向外,右侧的磁场垂直纸面向内;根据楞次定律可知,导线框内的感应电流方向先逆时针,后顺时针,再为逆时针,C正确,D错误.
考向3 右手定则的应用
4. 导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨运动时,棒中的感应电流方向如图所示,则ab棒的运动方向和螺线管内部磁场方向分别为( C )
A. 向左,M指向N B. 向右,M指向N
C. 向左,N指向M D. 向右,N指向M
解析:根据右手定则可知导体棒向左运动,螺线管的电流从N端环绕向上,根据安培定则可知螺线管内部磁场方向由N指向M,C正确,A、B、D错误.
5. (2024·安徽省涡阳二中)(多选)如图所示,矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中,导轨左侧接有定值电阻R. 当线框向右运动时,下列说法中正确的是( BD )
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
解析:由于线框向右运动,切割磁感线,所以ab两端和dc两端存在着相同大小的电势差,ab中有电流,由右手定则可知方向为b→a,cd中也有电流,方向为c→d,C错误,D正确;由上述分析可知,回路内有电流,R中电流方向为E→M,则B正确,A错误.
6. 如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS.一圆环形金属框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法中正确的是( D )
A. PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B. PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C. PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D. PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
解析:PQ突然向右运动,导体切割磁感线,根据右手定则,可知电流由Q流向P,PQRS中电流沿逆时针方向,PQRS中的电流产生的磁场向外增强,则T中的合磁场向里减弱,根据楞次定律可知T的感应电流产生的磁场应指向纸面内,则T中感应电流方向为顺时针方向.故A、B、C错误,D正确.
7. (多选)如图所示,电阻R与水平放置的线圈M相连,M放在垂直于环面的磁场中.要使流经电阻R的电流方向为a到b,下列关于线圈M中磁场的方向及变化的说法中,正确的是( BC )
A. 垂直环面向上,减弱 B. 垂直环面向上,增强
C. 垂直环面向下,减弱 D. 垂直环面向下,增强
解析:由题知,要使流经电阻R的电流方向为a到b,根据右手螺旋定则可知,感应磁场垂直环面向下,故原磁场可能是垂直环面向上,不断增强,或者是垂直环面向下,不断减弱.故选B、C.
8. 如图所示,磁场方向垂直纸面向里,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,下列说法中正确的是( C )
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
解析:突然用外力向右拉动金属杆AB,AB向右加速切割磁感线,根据右手定则判断,可知AB中感应电流方向为B→A,因穿过金属环的磁通量突然增加,根据楞次定律推论可知,金属环受到的安培力向上,A、B、D错误,C正确.
9. 如图所示,匀强磁场B中有一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟导体框M相连,导轨上放有一根导体棒ab,磁场方向垂直于导轨所在平面.若导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动,且不考虑ab中电流对导体环的影响,则关于此过程,下列说法中正确的是( A )
A. 导体环N中的电流表示数为零
B. 导体环N中电流方向为顺时针方向
C. 导体环M中电流方向为逆时针方向
D. 导体棒ab受到的安培力水平向右
解析:导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动,在导体框M中产生稳定的感应电流,感应电流产生稳定的磁场,则导体环N中磁通量不发生变化,所以导体环N中无感应电流产生,电流表示数为零,A正确,B错误;根据右手定则,导体环M中感应电流方向为顺时针方向,C错误;根据左手定则,导体棒ab受到的安培力水平向左,D错误.
10. (2025·汕头潮阳期末)(多选)如图甲所示,列车车头底部安装强磁铁,线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出),P、Q为接测量仪器的端口,磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同,俯视图如图乙所示.当列车经过线圈时,下列说法中正确的是( BD )
甲 乙
A. 线圈的磁通量一直增加
B. 线圈的磁通量先增大,后减小
C. 列车匀速运动时,线圈没有感应电流
D. 列车加速运动时,线圈有感应电流
解析:当列车经过线圈的过程中,线圈的磁通量先增大,后减小,根据电磁感应规律可知,线圈会有感应电流.故选B、D.(共47张PPT)
第二章
课时1 楞次定律
电磁感应
核心 目标 1. 理解楞次定律,会用楞次定律判断感应电流方向,知道楞次定律是能量守恒的反映.
2. 会用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向,理解右手定则的实质.
必备知识 记忆理解
楞次定律
要点
1
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______ __________.
特别提醒:“阻碍”并不意味着“相反”.感应电流产生磁场的方向和原磁场方向可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断.
磁通
量的变化
2. 判断感应电流方向的“四步法”
3. 适用范围:一切电磁感应现象.
右手定则
要点
2
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________进入,并使拇指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,如图所示.
2. 适用范围
适用于闭合电路部分导体______________产生感应电流的情况.
掌心
四指
切割磁感线
1. 易错辨析
(1) 感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场
方向相反. (  )
(2) 楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗. (  )
(3) 右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况. (  )
(4) 使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心. (  )
(5) 任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则. (  )
×


×
×
2. (2024·惠州期末)某教室墙上有一朝南的钢窗,如图所示,当把钢窗左侧向外推开时,下列说法中正确的是 (  )
A. 穿过窗户的地磁场的磁通量变大
B. 穿过窗户的地磁场的磁通量不变
C. 从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是逆时针
D. 从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是顺时针
C
解析:地磁场由南向北,当朝南的钢窗向外推开时,穿过窗框的磁通量减少.根据楞次定律,穿过窗框的磁通量减少时,产生的感应电流的方向为逆时针.故选项A、B、D错误,C正确.故选C.
把握考向 各个击破
楞次定律的理解
考向
1
楞次定律中“阻碍”的含义
在电磁感应现象中,下列说法中正确的是 (  )
A. 感应电流产生的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B. 感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化
C. 闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流
D. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
1
B
解析:感应电流产生的磁场可能跟原来的磁场方向相反,也可能相同,A错误;根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化,B正确;如果闭合线框全部在匀强磁场中做切割磁感线运动,磁通量不发生变化,不产生感应电流,C错误;闭合线框放在变化的磁场中,若穿过线圈的磁通量没有发生变化,则不能产生感应电流,D错误.
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果,即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现.
楞次定律的应用
考向
2
1. 应用楞次定律的基本思路
2. 上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系,只要知道了其中任意两个因素,就可以确定第三个因素.
(2024·华南师范大学附属茂名滨海学校)(多选)如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd,则 (  )
A. 当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
B. 若线圈在平面内上、下平动,无感应电流产生
C. 若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
D. 当线圈以导线为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
2
AB
解析:当线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,产生感应电流为逆时针,感应电流方向是a→b→c→d,A正确;若线圈在平面内上、下平动,穿过线圈的磁通量不变,根据感应电流产生条件得无感应电流产生,B正确;若线圈向右平动,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,产生感应电流为顺时针,感应电流方向是a→d→c→b,C错误;当线圈以通电导线为轴转动时,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,D错误.故选A、B.
如图所示,长直导线MN置于三角形金属线框abc上,彼此绝缘,线框被导线分成面积相等的两部分.导线通入由M到N的电流,当电流逐渐增大时,线框中 (  )
A. 磁通量变化量为零
B. 没有产生感应电流
C. 感应电流方向为abca
D. 感应电流方向为acba
3
C
解析:虽然线框被导线分成面积相等的两部分,但离导线越远,磁场越弱.所以根据磁通量相互抵消一部分可得,当电流逐渐增大时,通过金属线框的磁通量向里增大,会产生感应电流,A、B错误;根据MN中电流的方向,结合楞次定律可判断abc中电流的方向为abca,C正确,D错误.
右手定则的应用
考向
3
1. 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判断.
2. 右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.
(1) 大拇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. 右手定则适用于作为闭合导体的一部分切割磁感线产生感应电流的情况,在此前提下,也可判断磁场方向或运动方向;能用右手定则判断的问题也能用楞次定律判断.
(2025·华南师范大学附属中学)如图所示,一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中,从某时刻开始,空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则对于该圆形线圈 (  )
A. 将产生恒定的逆时针方向的电流
B. 有扩张的趋势
C. 各个点所受安培力相同
D. 所受安培力合力向右
4
A
解析:空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则穿过该圆形线圈的磁通量向里增加,由楞次定律增反减同,可知该圆形线圈将产生恒定的逆时针方向的电流;由楞次定律增缩减扩推论可知,该圆形线圈有收缩的趋势,A正确,B错误;由于安培力是矢量,所以该圆形线圈各个点所受安培力大小相等,方向不同;该圆形线圈所受安培力合力为0,C、D错误.故选A.
下列选项中都表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中导体ab上的感应电流方向为a→b的是 (  )
5
D
解析:A图中,穿过回路的磁通量减小,由楞次定律知,回路中感应电流方向由b→a→d→c,则导体ab上的感应电流方向为b→a,A错误;B图中,ab向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,拇指指向纸外,则知导体ab上的感应电流方向为b→a,B错误;C图中,ab棒沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a,C错误;D图中,ab棒顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向顺时针方向,则导体ab上的感应电流方向为a→b,D正确.
随堂内化 即时巩固
1. (2024·安徽蚌埠皖北私立联考)把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示.下列说法中正确的是 (  )
A. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,
电流表G中有a→b的感应电流
D. 闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
D
解析:闭合开关S的瞬间,通过B线圈的磁通量不发生变化,B线圈中不产生感应电流,A、B错误;闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,A线圈中的电流逐渐减小,即B线圈处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可知,电流表G中的感应电流方向为b→a,C错误,D正确.故选D.
2. MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则 (  )
A. 若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电
流方向由a→b→d→c
B. 若ad、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路
有电流,电流方向由c→d→b→a
C. 若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0
D. 若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→a
D
解析:若固定ab,使cd向右滑动,由右手定则知应产生顺时针方向的电流,A错误;若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围的面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,B错误;若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中有顺时针方向的电流,C错误;若ab、cd都向右运动,且vcd>vab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,故由楞次定律可判断出产生由c→d→b→a的电流,D正确.
配套新练案
考向1 楞次定律的理解
1. (2024·东莞外国语学校)在电磁感应现象中,下列说法中正确的是 (  )
A. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化
B. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C. 闭合线框放在磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D. 感应电流的磁场总是跟原磁场的方向相同
A
解析:根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化,A正确;当闭合线框放在变化的磁场中,不一定能产生感应电流,如果线圈与磁场平行时,穿过线圈的磁通量不变,线圈中不能产生感应电流,B错误;闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,如果磁通量没有变化,线圈没有感应电流产生,C错误;感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化,方向可能与原磁场方向相同,也可能相反,D错误.故选A.
考向2 楞次定律
2. 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2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逆时针方向感应电流的是 (  )
A. 同时增大B1,减小B2
B. 同时减小B1,增大B2
C. 同时以相同的变化率增大B1和B2
D. 同时以相同的变化率减小B1和B2
A
解析:由于两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合,变化前金属圆环的磁通量为0,要使环中产生感应电流,金属圆环的磁通量一定增大,并且环中产生逆时针方向感应电流,则感应电流产生的感应磁场方向垂直纸面向外,根据楞次定律可知,金属圆环的磁通量变化只能向里增大,可能的变化如下:①B1和B2同时增大,B1增大比B2增大快;②B1和B2同时减小,B1减小比B2减小慢;③同时增大B1,减小B2,故A正确,B错误;同时以相同的变化率增大B1和B2或同时以相同的变化率减小B1和B2,金属圆环的磁通量始终为0,不会产生感应电流,C、D错误.
3. (2024·江门期末)如图所示,闭合导线框从长直通电绝缘导线的右侧A处匀速拉到对称的左侧B处,导线框紧贴着直导线通过.导线框从A运动到B的过程,下列说法中正确的是 (  )
A. 磁通量先减小,后增大
B. 磁通量先增大,后减小
C. 感应电流方向为先逆时针,后顺时针,再为逆时针
D. 感应电流方向为先顺时针,后逆时针,再为顺时针
C
解析:导线框从位置A运动到B的过程中,磁通量先增大,再减小到零,再反向增大,最后逐渐减小,A、B错误;根据右手螺旋定则可知,导线左侧的磁场垂直纸面向外,右侧的磁场垂直纸面向内;根据楞次定律可知,导线框内的感应电流方向先逆时针,后顺时针,再为逆时针,C正确,D错误.
考向3 右手定则的应用
4. 导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨运动时,棒中的感应电流方向如图所示,则ab棒的运动方向和螺线管内部磁场方向分别为 (  )
A. 向左,M指向N
B. 向右,M指向N
C. 向左,N指向M
D. 向右,N指向M
C
解析:根据右手定则可知导体棒向左运动,螺线管的电流从N端环绕向上,根据安培定则可知螺线管内部磁场方向由N指向M,C正确,A、B、D错误.
5. (2024·安徽省涡阳二中)(多选)如图所示,矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中,导轨左侧接有定值电阻R. 当线框向右运动时,下列说法中正确的是 (  )
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
BD
解析:由于线框向右运动,切割磁感线,所以ab两端和dc两端存在着相同大小的电势差,ab中有电流,由右手定则可知方向为b→a,cd中也有电流,方向为c→d,C错误,D正确;由上述分析可知,回路内有电流,R中电流方向为E→M,则B正确,A错误.
6. 如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS.一圆环形金属框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法中正确的是 (  )
A. PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B. PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C. PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D. PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
D
解析:PQ突然向右运动,导体切割磁感线,根据右手定则,可知电流由Q流向P,PQRS中电流沿逆时针方向,PQRS中的电流产生的磁场向外增强,则T中的合磁场向里减弱,根据楞次定律可知T的感应电流产生的磁场应指向纸面内,则T中感应电流方向为顺时针方向.故A、B、C错误,D正确.
7. (多选)如图所示,电阻R与水平放置的线圈M相连,M放在垂直于环面的磁场中.要使流经电阻R的电流方向为a到b,下列关于线圈M中磁场的方向及变化的说法中,正确的是 (  )
A. 垂直环面向上,减弱
B. 垂直环面向上,增强
C. 垂直环面向下,减弱
D. 垂直环面向下,增强
BC
解析:由题知,要使流经电阻R的电流方向为a到b,根据右手螺旋定则可知,感应磁场垂直环面向下,故原磁场可能是垂直环面向上,不断增强,或者是垂直环面向下,不断减弱.故选B、C.
8. 如图所示,磁场方向垂直纸面向里,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,下列说法中正确的是 (  )
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
C
解析:突然用外力向右拉动金属杆AB,AB向右加速切割磁感线,根据右手定则判断,可知AB中感应电流方向为B→A,因穿过金属环的磁通量突然增加,根据楞次定律推论可知,金属环受到的安培力向上,A、B、D错误,C正确.
9. 如图所示,匀强磁场B中有一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟导体框M相连,导轨上放有一根导体棒ab,磁场方向垂直于导轨所在平面.若导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动,且不考虑ab中电流对导体环的影响,则关于此过程,下列说法中正确的是 (  )
A. 导体环N中的电流表示数为零
B. 导体环N中电流方向为顺时针方向
C. 导体环M中电流方向为逆时针方向
D. 导体棒ab受到的安培力水平向右
A
解析:导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动,在导体框M中产生稳定的感应电流,感应电流产生稳定的磁场,则导体环N中磁通量不发生变化,所以导体环N中无感应电流产生,电流表示数为零,A正确,B错误;根据右手定则,导体环M中感应电流方向为顺时针方向,C错误;根据左手定则,导体棒ab受到的安培力水平向左,D错误.
10. (2025·汕头潮阳期末)(多选)如图甲所示,列车车头底部安装强磁铁,线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出),P、Q为接测量仪器的端口,磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同,俯视图如图乙所示.当列车经过线圈时,下列说法中正确的是 (  )
A. 线圈的磁通量一直增加
B. 线圈的磁通量先增大,后减小
C. 列车匀速运动时,线圈没有感
应电流
D. 列车加速运动时,线圈有感应电流
BD


解析:当列车经过线圈的过程中,线圈的磁通量先增大,后减小,根据电磁感应规律可知,线圈会有感应电流.故选B、D.
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