专题29电磁感应现象 楞次定律解析版Word文档下载推荐.docx

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开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通变化而产生感应电流，故选项C、D错误．

【变式2】.（2020·

佛山高三质检）如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰

和线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有（）

A．使通电螺线管中的电流发生变化B．使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动

C．使线圈a以MN为轴转动D．使线圈绕垂直于MN的直径转动

【答案】：

D

【解析】：

在A、B、C三种情况下，穿过线圈a的磁通量始终为零，因此不产生感应电流，A、B、C错误；

选项D中，当线圈绕垂直于MN的直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确．

【变式3】如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的

匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电

流的是（）

A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小

C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°

<

θ<

90°

）

A

设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，对A选项，S增大，θ减小，cosθ增大，则Φ增大，A正确．对B选项，B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错误．对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误．对D选项，S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变，D错误．故只有A正确．

热点题型二　感应电流方向的两种判断方法

1．用楞次定律判断

（1）楞次定律中“阻碍”的含义：

2．用右手定则判断

该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：

（1）掌心——磁感线垂直穿入掌心；

（2）拇指——指向导体运动的方向；

（3）四指——指向感应电流的方向．

【例2】

（多选）磁悬浮高速列车在我国已投入运行数年。

如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。

将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（　　）

A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；

当稳定后，感应电流消失

B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；

当稳定后，感应电流仍存在

C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向（从上往下看）

D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向（从上往下看）

【答案】BC　

【解析】在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产生感应电流，因为B是超导体，没有电阻，所以感应电流不会消失，故A错误，B正确；

若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，磁通量向上增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针方向，C正确，D错误。

【变式1】

（多选）（2020·

湖北宜昌市元月调考）法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置．下列说法正确的是（　　）

A．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向

B．开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动

C．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动

D．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

【答案】BC

【解析】开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈B中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，则小磁针不会偏转，故A、D错误；

开关闭合的瞬间，依据安培定则可知，线圈A中产生逆时针方向的磁场（垂直纸面向里看），再由楞次定律，因穿过线圈B的磁场向上，且增大，那么感应电流的磁场向下，因此线圈B回路中产生逆时针方向的感应电流（垂直纸面向里看），小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B正确；

开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，同理，线圈B中产生顺时针方向的感应电流（垂直纸面向里看），则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确．

【变式2】如图，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，一圆环形金属线框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

【答案】　D

【解析】　金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；

原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确．

【变式2】

（2020·

贵州遵义模拟）如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属

线圈P，AB在线圈平面内．当发现闭合线圈向右摆动时（　　）

A．AB中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流

B．AB中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流

C．AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流

D．AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流

C

根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律得到：

线框中感应电流方向为逆时针方向．根据左手定则可知线圈所受安培力指向线圈内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大；

远离导线磁场弱，则安培力较小．因此线圈离开AB直导线，即向右摆动，反之产生顺时针方向的电流，向左摆动，故C正确．

热点题型三　楞次定律推论的应用

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

阻碍原磁通量变化—“增反减同”

阻碍相对运动——“来拒去留”

使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”

阻碍原电流的变化——“增反减同”

【例3】

湖南娄底市下学期质量检测）如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　）

A．在t1时刻，FN>

G，P有收缩的趋势B．在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变

C．在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流D．在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势

【答案】ABC

【解析】当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即FN>

G，P有收缩的趋势，故A正确；

当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则t2时刻FN＝G，故B正确；

t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN＝G，故C正确；

当螺线管中电流不变时，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻FN＝G，此时P没有收缩的趋势，故D错误．

湖北宜昌市质检）如所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则（　　）

A．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；

经过位置②时，线框中感应电流沿adcb方向

B．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；

经过位置②时，线框中感应电流沿abcd方向

C．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿abcd方向

D．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向

【答案】A

【解析】当磁铁经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向．同理可判断当磁铁经过位置②时，感应电流沿adcb方向，故选A.

上海静安质检）如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN和PQ，在两导轨之间竖直放置通电螺线管，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左、右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态。

当滑动变阻器的滑片向左滑动时，两根金属棒与导轨构成的回路中感应电流方向（俯视图）及ab、cd两棒的运动情况是（　　）

A．感应电流为顺时针方向，两棒相互靠近B．感应电流为顺时针方向，两棒相互远离

C．感应电流为逆时针方向，两棒相互靠近D．感应电流为逆时针方向，两棒相互远离

【解析】　当变阻器滑片向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管的磁场增强，根据安培定则，由电流方向可确定螺线管内的磁场方向垂直导轨向下，由于螺线管处于两棒中间，所以穿过两棒与导轨所围成的回路磁通量变大，由楞次定律的“增反减同”可得，回路产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则可判断安培力的方向，故ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，两棒相互远离，故D正确，A、B、C错误。

热点题型四楞次定律在生产、生活中的应用

【例4】

（多选）（2020·

山东威海市联考）高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场，如图所示。

探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；

靠近非金属物体时则不发出警报。

关于探测器工作原理，下列说法正确的是（　　）

A．金属探测器利用的是电磁感应现象

B．金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用

C．金属探测器利用的是静电感应现象

D．金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化

【答案】　AD

【解析】　线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，由此判断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，故选项A、D正确。

湖南衡阳市第一次联考）如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害．关于该装置，下列说法正确的是（　　）

A．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中

B．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中的电流方向相反

C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍电梯下落

D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落

【答案】　B

【解析】　若电梯突然坠落，闭合线圈A、B内的磁通量发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，但不能阻止磁铁的运动，故A错误；

当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反，故B正确；

结合A的分析可知，当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C、D错误．

【变式2】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。

为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。

无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；

出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是（　　）

【解析】　感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。

在A图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的震动；

在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；

在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选项A正确，B、C、D错误。

【变式3】为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图15甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（测量记录仪未画出）。

当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。

若俯视轨道平面磁场垂直地面向下（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向（　　）

A．始终沿逆时针方向B．先沿逆时针，再沿顺时针方向

C．先沿顺时针，再沿逆时针方向D．始终沿顺时针方向

【解析】　列车通过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确。

【变式4】．（多选）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有（　　）

A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作

C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化

【答案】　BCD

【解析】　铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A项错误；

若取走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，B项正确；

由E＝n

可知，C项正确；

弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变化，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变化，D项正确。

热点题型五　三定则一定律的应用

1.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比

基本现象

因果关系

应用规律

运动电荷、电流产生磁场

因电生磁

安培定则

磁场对运动电荷、电流有作用力

因电受力

左手定则

部分导体做切割磁感线运动

因动生电

右手定则

闭合回路磁通量变化

因磁生电

楞次定律

2.“三个定则”和“一个定律”的因果关系

（1）因电而生磁（I→B）→安培定则；

（2）因动而生电（v、B→I安）→右手定则；

（3）因电而受力（I、B→F安）→左手定则；

（4）因磁而生电（S、B→I安）→楞次定律．

【例6】

贵州五校联考）（多选）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的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）

A．向右加速运动B．向左加速运动

C．向右减速运动D．向左减速运动

【解析】MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里

MN中的感应电流方向为M→N

L1中感应电流的磁场方向向上

若L2中磁场方向向上减弱

PQ中电流方向为Q→P且减小

向右减速运动；

若L2中磁场方向向下增强

PQ中电流方向为P→Q且增大

向左加速运动。

【技巧总结】左、右手定则巧区分

（1）区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：

“因电而动”——用左手，“因动生电”——用右手。

（2）使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于记忆，可把两个定则简单地总结为通电受力，“力”的最后一笔“丿”向左，用左手；

运动生电，“电”的最后一笔“乚”向右，用右手。

楞次定律、安培定则及左手定则的综合应用

【例7】．（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

【答案】AB　

【解析】P向右摆动的过程中，线框中的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看），选项A正确；

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），Q中的电流方向也为顺时针方向（从右向左看），Q线圈下侧将受到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动，选项B正确，C错误；

若用手左右摆动Q，切割磁感线产生感应电动势，在P线圈中将产生感应电流，受到安培力作用，由左手定则可判断出P将摆动，不会保持静止，选项D错误。

【变式】．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是（　　）

A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动

C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止

【答案】A　

【解析】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑片向左滑动时，螺线管中电流大小增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动。

只有A正确。

楞次定律、安培定则及右手定则的综合应用

【例8】．（多选）如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　）

A．向右做匀速运动B．向左做减速运动

C．向右做减速运动D．向右做加速运动

【解析】当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错；

当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B对；

同理可判定C对，D错。

【变式】．（多选）置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。

套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。

导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。

下列说法正确的是（　　）

A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动

B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动

C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动

D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动

【答案】CD　

【解析】由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强；

由楞次定律知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b；

由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动，故A错误，D正确。

同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，选项C正确。

当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，故B错误。

故选C、D。

楞次定律与法拉第电磁感应定律的综合应用

【例8】．（多选）一个水平固定的金属大圆环A，通有恒定的电流，方向如图所示。

现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环，B环在下落过程中始终保持水平，并与A环共轴，那么在B环下落过程中（　　）

A．B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反

B．B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同

C．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流最大

D．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流为零

【答案】BD　

【解析】刚开始的下落过程，穿过B环的磁通量增加，由楞次定律可知，B环中应产生与A环中方向相反的感应电流。

当B环运动到A环下方后，随着B环的下落，穿过B环的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知，此时B环中将产生与A环中方向相同的感应电流，故选项A错误，B正确；

当B环经过A环所在平面的瞬间，此时穿过B环的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故此时B环中的感应电流为零，选项C错误，D正确。

【变式】．（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。

实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。

实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动