第1講 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律高考物理總復習新教材版

第十一章

電磁感應

第令講電磁感應現(xiàn)象楞次定律

［教材閱讀指導］

(對應人教版新教材必修第三冊、選擇性必修第二冊頁碼及相關問題)

D必修第三冊P1UJ12,閱讀“磁通量”這一部分內容，當勻強磁場與

所研究的面既不垂直也不平行時，怎樣求穿過該面的磁通量？

提示：方法一，據(jù)。=3S,S為該面在垂直于磁場方向的投影的面積；

方法二，據(jù)。=3S,3為磁感應強度在垂直于該面方向的分量。

B必修第三冊P115,閱讀［實驗「'探究感應電流產(chǎn)生的條件”這一部分

內容，圖13.3-3中有幾個閉合回路？

提示：兩個。

IB必修第三冊P117［練習與應用］T1,閉合電路在磁場中做切割磁感線運

動時，電路中一定產(chǎn)生感應電流嗎？

提示：不一定，比如該題第(2)問。

IB選擇性必修第二冊P25,閱讀“楞次定律”這一部分內容，感應電流

的磁場總與引起感應電流的磁場的方向相反嗎？

提示：不是。

10選擇性必修第二冊P25［思考與討論］,P28T5,由此可看出磁體與閉合

線圈間的力起什么作用？

提示：阻礙它們的相對運動。

物理觀念回顧有重建I

物理觀念1磁通量

1.磁通量

(1)定義：勻強磁場中，磁感應強度(為與質垂直磁場方向的面積(S)的乘積叫

作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的

多少來形象地理解。

(2)公式：位]。=3S。

(3)公式的適用條件：①勻強磁場；②S是畫垂直磁場方向的有效面積。

(4)單位：韋伯(Wb),1Wb=[04^1T-m2o

(5)標量性：磁通量是廚標量,但有正負之分。磁通量的正負是這樣規(guī)定的：

任何一個平面都有正、反兩面，若規(guī)定磁感線函從正面穿出時磁通量為正,則

磁感線麗從反面穿出時磁通量為負。

2.磁通量的變化量

在某個過程中，穿過某個平面的磁通量的變化量等于畫末磁通量與初磁

通量?L的差值,即=。2—。

3.磁通量的變化率(磁通量的變化快慢)

磁通量的變化量與發(fā)生此變化所用時間的畫比值，即等。

物理觀念2電磁感應現(xiàn)象

1.電磁感應現(xiàn)象與感應電流

“畫磁生電”的現(xiàn)象叫電磁感應，產(chǎn)生的電流叫作感應電流。

2.產(chǎn)生感應電流的條件

當穿過畫閉合導體回路的畫磁通量發(fā)生變化時，國閉合導體回路中就產(chǎn)

生感應電流。

3.電磁感應現(xiàn)象的兩種典型情況

(1)閉合導體回路的一部分做畫切割磁感線運動。

(2)穿過閉合導體回路的磁通量畫發(fā)生變化。

4.電磁感應現(xiàn)象的實質

電磁感應現(xiàn)象的實質是產(chǎn)生函］感應電動勢,如果導體回路閉合則產(chǎn)生國感

應電流;如果導體回路不閉合，則只產(chǎn)生畫感應電動勢,而不產(chǎn)生由感應電流。

5.能量轉化

發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉化為對電能。

物理觀念3楞次定律

1.楞次定律

(1)內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要畫阻瑁引起感

應電流的回磁通量的變化。

(2)適用范圍：判定一切閉合導體回路畫磁通量變化時產(chǎn)生的感應電流的方

向。

(3)本質：畫能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的體現(xiàn)。

2.右手定則

(1)內容：伸開國右壬，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一

個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向前導線運動的方向,這時四指

所指的方向就是畫感應電流的方向。

(2)適用范圍：適用于判定導線闞切割磁感線時感應電流的方向。

物理觀念4實驗：探究影響感應電流方向的因素1.實驗目的

探究感應電流的方向與磁通量的變化之間的關系。

2.實驗原理

通過實驗，記錄磁極進出閉合線圈運動的四種情況，分析總結感應電流的方

向與磁通量的變化之間的關系。

3.實驗器材

條形磁體、線圈、電流表、導線若干、干電池一節(jié)、電池盒、滑動變阻器、

開關。

4.實驗步驟

(1)確定電流表指針偏轉方向與電流方向的關系。

(D--------

①按圖連接電路。

②調節(jié)滑動變阻器，使接入電路的電阻最大。

③迅速閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉后立即斷開開關。

④記錄電流方向與電流表的指針偏轉方向，找出它們之間的關系。

(2)確定感應電流方向與磁通量變化情況的關系。

①按圖連接電路，明確線圈的繞線方向。

②按照控制變量的方法分別進行N極(S極)向下插入線圈和N極(S極)向上抽

出線圈時的實驗。

③觀察并記錄磁體磁場方向、感應電流方向、感應電流的磁場方向，并將結

果填入表格。

“必備知識夯實

-堵點疏通

1.磁通量等于磁感應強度3與面積S的乘積。（）

2.磁通量既有大小，又有方向，所以磁通量是矢量。（）

3.磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的大小均與匝數(shù)無關。（）

4.只要回路中的磁通量變化，回路中一定有感應電流。（）

5.只要閉合回路的一部分導體切割磁感線，閉合回路中一定有感應電流。

（）

6.感應電流的磁場可能與原磁場方向相同，也可能與原磁場方向相反。（）

答案LX2.X3.V4.X5.V6.V

二對點激活

1.如圖所示，正方形線圈時〃位于紙面內，邊長為"匝數(shù)為N,過"中

點和cd中點的連線恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁感應

強度為B,若圖示位置穿過線圈的磁通量為線圈從圖示位置繞軸轉過

60。的過程中，磁通量的變化量為A。，則。和的大小分別是（）

C.BL\萼D.NBL?,等

答案A

解析公式。=BS中，S應為有效面積，且磁通量與線圈匝數(shù)無關。初態(tài)Si

T2BL?Z/2乙2Dr2

所以。轉過60。，有效面積S2=E-COS6（T=4，=丁，所以

B必

=①'-①=一~^~,A正確。

2.（人教版必修第三冊Pii7-Ti改編）如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導

線框，在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應電流的是（）

A.如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動

B.如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動

C.如圖丙所示，線框繞位于線框平面內且與磁感線垂直的軸線A3轉動

D.如圖丁所示，線框繞位于線框平面內且與磁感線平行的軸線。轉動

答案C

解析A、B、D中穿過線框的磁通量均不變，不會產(chǎn)生感應電流，而C中

穿過線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流，故選C。

3.（人教版選擇性必修第二冊P28-T5改編）（多選）如圖所示，一輕質絕緣橫桿兩

側各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁體插向其中一個

小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，下列關于同學們看到的現(xiàn)象及對現(xiàn)象的分析說

法正確的是（）

A.磁體插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉動

B.磁體插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉動

C.磁體插向左環(huán)，左環(huán)中不產(chǎn)生感應電動勢和感應電流

D.磁體插向右環(huán)，右環(huán)中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流

答案BD

解析磁體插向左環(huán)時，通過左環(huán)的磁通量發(fā)生變化，左環(huán)中產(chǎn)生感應電動

勢，但左環(huán)是開路的，所以沒有感應電流產(chǎn)生，此時橫桿不動，A、C錯誤；磁

體插向右環(huán)時，通過右環(huán)的磁通量發(fā)生變化，右環(huán)中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流,

感應電流的磁場阻礙磁通量的變化，使右環(huán)與磁體相互排斥，則橫桿會發(fā)生轉動,

B、D正確。

4.（人教版選擇性必修第二冊P28-T2改編）如圖所示，CDER是金屬框，框內存

在著垂直紙面向里的勻強磁場。當導體A3向右移動時,金屬框中CD、ER邊的

感應電流的方向為（）

XXXXXX

XXXXXX

)XXWx(

XXXXXX

XXXXXX

Eu4D

A.C—D,E—FB.D—C,EfF

C.C—D,"ED.D—C,IE

答案C

解析根據(jù)右手定則可以判斷，A3中感應電流的方向為A-3,貝IJ在ABCD

回路中，S的感應電流方向為。一。，在A3RE回路中，ER的感應電流方向為

FT,C正確。

核心素養(yǎng)發(fā)展與提升卜

考點1電磁感應現(xiàn)象的判斷S

［科學思維梳理］

1.感應電流能否產(chǎn)生的判斷

2.磁通量變化的常見情況

變化情形舉例磁通量變化量

磁感應永磁體靠近或遠離線圈、電磁鐵

強度變化（螺線管）內電流發(fā)生變化

有磁感

匚XX

線穿過

的回路XX

閉合線圈的部分導線做切割磁

有效面積變

感線運動，如圖

面積化A0=BAS

變化回路平XX

m

面與磁X口*X

場夾角XXX

變化線圈在磁場中轉動，如圖

磁感應強度斗

和有效面積彈性線圈在向外拉的過程中，如N①=孰—①1

同時變化圖

例1（2021.北京高考）某同學搬運如圖所示的磁電式電流表時，發(fā)現(xiàn)表針晃

動劇烈且不易停止。按照老師建議，該同學在兩接線柱間接一根導線后再次搬運,

發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱且能很快停止。下列說法正確的是（）

A.未接導線時，表針晃動過程中表內線圈不產(chǎn)生感應電動勢

B.未接導線時，表針晃動劇烈是因為表內線圈受到安培力的作用

C.接上導線后，表針晃動過程中表內線圈不產(chǎn)生感應電動勢

D.接上導線后，表針晃動減弱是因為表內線圈受到安培力的作用

［答案］D

［解析］未接導線時，表針晃動過程中表內線圈切割磁感線，會產(chǎn)生感應電

動勢，但因未連成閉合回路，沒有感應電流，所以線圈不受安培力，故A、B錯

誤；接上導線后，表針晃動過程中表內線圈產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律可知，

表針晃動減弱是因為表內線圈受到阻礙線圈轉動的安培力的作用，故C錯誤，D

正確。

［關鍵能力升華］

判斷是否產(chǎn)生感應電流的方法

①確定所研究回路；②看。是否變化；③回路是否閉合；②③同時滿足可產(chǎn)

生感應電流。

［對點跟進訓練］

L（電磁感應現(xiàn)象的分析）（多選）如圖所示，矩形閉合線圈豎直放置，

00,是它的對稱軸，通電直導線A3與平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應電流,

可行的做法是（）

A.A3中電流/逐漸增大

B.A3中電流/先增大后減小

C.以A3為軸，線圈繞A3順時針轉90。（俯視）

D.線圈繞軸逆時針轉動90。（俯視）

答案ABD

解析只要A3中電流發(fā)生變化，無論是大小變，還是方向變，還是大小和

方向同時變，都可以使線圈內的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應電流，A、B正

確；以A3為軸，線圈繞A3順時針轉90。的過程中，磁感應強度的大小和線圈的

有效面積都沒變，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應電流，C錯誤；以為軸逆時

針轉90。的過程中，線圈的有效面積發(fā)生了變化，磁通量變化，能產(chǎn)生感應電流,

D正確。

2.（電磁感應現(xiàn)象的分析）如圖所示為感應式發(fā)電機，。、b、c、d是空間四

個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，。、Q是銅盤軸線導線的接線端，M、N是電

流表的接線端，現(xiàn)在將銅盤轉動，能觀察到感應電流的是（）

A.將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置

B.將電流表的接線端V、N分別連接。1、a位置

C.將電流表的接線端V、N分別連接。、。2位置

D.將電流表的接線端”、N分別連接久d位置

答案B

解析將銅盤看成無數(shù)個軸向銅條組成，當銅盤轉動時，其切割磁感線產(chǎn)生

感應電動勢，此時銅條相當于電源，銅盤邊緣和中心相當于電源的兩個極，則想

要觀察到感應電流，M、N應分別接電源的兩個極，故B正確。

考點2楞次定律的理解及應用S

［科學思維梳理］

1.用楞次定律判斷感應電流方向

S研

閉

體

盆判定感應

電流方向

2.楞次定律中“阻礙”的含義

當磁通量增加時,感應電流產(chǎn)生的磁場

方向與原磁場的方向相反；當磁通量減

如何阻礙少時，感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁

場的方向相同，即“增反減同”

阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的

阻礙效果

變化,這種變化將繼續(xù)進行

例2（2021.上海市嘉定區(qū)高三一模）磁單極子自1932年被狄拉克提出以來，

科學家們一直都在努力尋找其存在的確鑿證據(jù)。如果一個只有S極的磁單極子從

上向下穿過如圖所示的閉合超導線圈，則從上向下看，這個線圈中將出現(xiàn)（）

A.先逆時針后順時針的感應電流

B.先順時針后逆時針的感應電流

C.逆時針方向的持續(xù)流動的感應電流

D.順時針方向的持續(xù)流動的感應電流

［答案］D

［解析］只有S極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導線圈時，穿

過線圈的磁通量先向上增加，后向下減小，根據(jù)楞次定律可知，從上向下看線圈

中產(chǎn)生順時針方向的持續(xù)流動的感應電流。故選Do

［關鍵能力升華］

電磁感應現(xiàn)象中的兩個磁場和一^1K電流

（1）原磁場：引起電磁感應現(xiàn)象的磁場。做題時需要首先明確原磁場分布特點

（大小、方向）以及穿過閉合回路的磁場變化情況。

（2）感應電流磁場：感應電流產(chǎn)生的磁場，阻礙原磁場的磁通量變化，根據(jù)“增

反減同”可以判斷出感應電流產(chǎn)生的磁場方向。

（3）感應電流：在確定感應電流產(chǎn)生的磁場方向后，再由安培定則判斷感應電

流的方向。

［對點跟進訓練］

1.（楞次定律的應用）（2020.江蘇高考）如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度

B和比大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會

在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應電流的是（）

XXXXXX

A.同時增大Bi減小及

B.同時減小31增大歷

C.同時以相同的變化率增大R和及

D.同時以相同的變化率減小B和及

答案B

解析同時增大B減小瓦，穿過圓環(huán)的總磁通量垂直紙面向里且增多，由

楞次定律可知，環(huán)中感應電流的磁場垂直紙面向外，由安培定則可知，會在環(huán)中

產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，同理可知，同時減小為增大外,會在環(huán)中產(chǎn)生順

時針方向的感應電流，A錯誤，B正確。同時以相同的變化率增大5和比,或同

時以相同的變化率減小用和B2,兩個磁場穿過圓環(huán)的磁通量總保持大小相同，

所以穿過圓環(huán)的總磁通量總為0,不會在環(huán)中產(chǎn)生感應電流，C、D錯誤。

2.（楞次定律的應用）汽車自動控制剎車系統(tǒng)（ABS）的原理如圖所示。鐵質齒輪

P與車輪同步轉動，右端有一個繞有線圈的磁體（極性如圖），M是一個電流檢測

器。當車輪帶動齒輪P轉動時，靠近線圈的鐵齒被磁化，使通過線圈的磁通量增

大，鐵齒離開線圈時又使通過線圈的磁通量減小，從而能使線圈中產(chǎn)生感應電流,

感應電流經(jīng)電子裝置放大后即實現(xiàn)自動控制剎車。齒輪從圖示位置開始轉到下一

個鐵齒正對線圈的過程中，通過M的感應電流的方向（）

A.總是從左向右的

B.總是從右向左的

C.先從右向左，然后從左向右

D.先從左向右，然后從右向左

答案C

解析穿過線圈的磁通量方向與磁體內部的磁場方向相同，均從右指向左。

鐵齒靠近線圈時，鐵齒的右端是S極，鐵齒在線圈處產(chǎn)生的磁場方向指向鐵齒，

即與原磁場同向，所以在圖示時刻，穿過線圈的磁通量最大，隨著齒輪的轉動，

磁通量先減小后增大，當下一個鐵齒正對線圈時，磁通量又達到最大。結合楞次

定律可知，該過程線圈中感應電流在線圈軸線上的磁場方向先向左后向右，由安

培定則可知，通過M的感應電流的方向先從右向左，然后從左向右，C正確。

考點3楞次定律推論的應用S

［科學思維梳理］

楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應電流的效果總是阻礙引起感應

電流的原因。列表說明如下：

內容例證

磁體靠近線圈，

阻礙原磁通量變化——“增反減同”

［B感與B原反向

3原

G+工磁體靠近，

是斥力

阻礙相對運動——“來拒去留”1K

，磁體遠離，

喧

IS是引力

sn，P、Q是光滑固定導

「軌，a、b是可動金屬

Q/棒，磁體下移，回路面

使回路面積有擴大或縮小的趨勢

ab積應減小,a、b靠近

——“增縮減擴”

XXXXO

x(<33B減小，線圈擴張

XXXX

通過導體遠離或靠近來阻礙原磁通量的

)'i增大,B遠離A

變化——“增離減靠”

\1靠近A

例3某同學設想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應急安全裝置如圖所

示，在電梯轎廂底部安裝永久強磁體，磁體N極朝上，電梯井道內壁上鋪設若干

金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時能自動閉合，從而減小對箱內人員的傷害。當

轎廂墜落到圖示位置時，關于該裝置，以下說法正確的是（）

A.從下往上看，金屬線圈A中的感應電流沿逆時針方向

B.從下往上看，金屬線圈B中的感應電流沿順時針方向

C.金屬線圈B對轎廂下落有阻礙作用，A對轎廂下落沒有阻礙作用

D.金屬線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢

［答案］D

［解析］當電梯墜落至如題圖所示位置時，金屬線圈A中向上的磁場減弱，

感應電流的方向從下往上看沿順時針方向，B中向上的磁場增強，感應電流的方

向從下往上看沿逆時針方向，故A、B錯誤；根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”

可知，當電梯墜落至如題圖所示位置時，金屬線圈A、B都在阻礙電梯下落，故

C錯誤；金屬線圈A中向上的磁場減弱，B中向上的磁場增強，根據(jù)楞次定律的

推論“增縮減擴”可知，線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢，故D正確。

［關鍵能力升華］

利用楞次定律的推論可以速解電磁感應問題。

［對點跟進訓練］

L（推論應用）（多選）如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右

運動，則可能是（）

sK

A.開關S閉合瞬間

B.開關S由閉合到斷開的瞬間

C.開關S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動

D.開關S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動

答案AC

解析鉆頭M向右運動，是遠離左邊的線圈，依據(jù)楞次定律的推論“增離減

靠”，說明左邊線圈中的電流增大，故A、C正確，B、D錯誤。

2.（推論應用）（多選）如圖所示，M為水平放置的橡膠圓盤，在其外側面均勻

地帶有負電荷。在M正上方用絕緣絲線懸掛一個閉合鋁環(huán)N,鋁環(huán)也處于水平面

中，且M盤和N環(huán)的中心在同一條豎直線上，現(xiàn)讓橡膠圓盤由靜止開始繞

。1。2軸按圖示逆時針方向加速轉動，下列說法正確的是（）

a

A.鋁環(huán)N有沿逆時針方向的感應電流

B.鋁環(huán)N有擴張的趨勢

C.橡膠圓盤M對鋁環(huán)N的作用力方向豎直向下

D.橡膠圓盤M對鋁環(huán)N的作用力方向豎直向上

答案AD

解析橡膠圓盤M由靜止開始繞軸按圖示逆時針方向加速轉動時，穿

過環(huán)N的磁通量向下且增大，依據(jù)楞次定律可知，鋁環(huán)N有沿逆時針方向的感應

電流，故A正確；根據(jù)楞次定律的推論，知鋁環(huán)N的面積有縮小的趨勢，且有向

上運動的趨勢，所以，橡膠圓盤M對鋁環(huán)N的作用力方向豎直向上，且鋁環(huán)N

有收縮的趨勢，故D正確，B、C錯誤。

對比

考點4三定則一定律的綜合應用

［科學思維梳理］

1.“三定則一定律”的用途

基本現(xiàn)象應用的定則或定律

電流的運動電荷、

安培定則

磁效應電流產(chǎn)生磁場

洛倫茲力、磁場對運動電荷、

左手定則

安培力電流有作用力

部分導體做切割

右手定則

磁感線運動

電磁感應

閉合回路

楞次定律

磁通量變化

以上定則或定律中，“因電而動”用左手定則，“因動生電”用右手定則;

“因電生磁”用安培定則，“因磁生電”用楞次定律或右手定貝上

2.左手定則與右手定則的比較

定則

定則示意圖共同點區(qū)別

名稱

左手大拇指指向安培力（洛倫茲

定則B磁感線都從掌心垂力）的方向

1直進入，四指都指向

1電流（正電荷定向運

右手動）的方向大拇指指向導體棒切割磁感

定則線運動的方向

說明：右手定i則中1。的方向與左手定則中歹的方向相反，是能量守恒定律的

必然結果。

3.相互聯(lián)系

（1）應用楞次定律時，一般要用到安培定則。

（2）研究感應電流受到的安培力時，一般先用楞次定律或右手定則確定電流方

向，再用左手定則確定安培力的方向，有時也可以直接應用楞次定律的推論確定。

例4（多選）如圖，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒尸。、

MN,的左邊有一閉合電路。當尸。在外力的作用下運動時，向右運動，

則PQ所做的運動可能是（）

A.向右加速運動B.向右減速運動

C.向左加速運動D.向左減速運動

［答案］BC

［解析］根據(jù)安培定則可知，MN處于ab產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，MN在

磁場力作用下向右運動，說明"N受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M

指向N,Li中感應電流的磁場向上，由楞次定律可知，L2中感應電流產(chǎn)生的磁場

應該是向上減弱，或向下增強；再由右手定則可知PQ可能是向右減速運動或向

左加速運動。故B、C正確，A、D錯誤。

［關鍵能力升華］

利用程序法和逆向推理法分析二次感應問題

如果要判斷二次感應后的現(xiàn)象或結果，選擇程序法；如果已知二次感應后的

結果，要判斷導體棒的運動情況或磁場的變化，需選擇逆向推理法。

（1）程序法（正向推理法）

①依據(jù)導體切割磁感線運動的方向（或原磁感應強度方向及大小的變化），判

斷一次感應電流的方向。

②依據(jù)導體切割磁感線的速度大小的變化

（或原磁感應強度變化率等隨時間的變化），判斷一次感應電流的大小變化情況。

③依據(jù)一次感應電流的方向及大小變化情況，判斷一次感應電流的磁通量方

向及大小變化情況。

④依據(jù)一次感應電流的磁通量變化情況，判斷二次感應電流的方向及產(chǎn)生的

現(xiàn)象。

（2）逆向推理法

①依據(jù)二次感應產(chǎn)生的現(xiàn)象，判斷二次感應電流的方向。

②依據(jù)二次感應電流的方向，應用安培定則，判定二次感應電流的磁場的方

向，明確它是阻礙一次感應電流產(chǎn)生的磁場的磁通量變化的。

③依據(jù)楞次定律，得出一次感應電流的磁場的方向及相應的變化的可能情況,

從而得到引起磁場變化的一次感應電流的方向與大小變化情況。

④依據(jù)一次感應電流的方向及大小變化情況，判斷導體切割磁感線運動的方

向與速度變化情況（或原磁感應強度的方向、大小變化及等的變化）。

［對點跟進訓練］

（三定則一定律的應用）如圖甲，螺線管內有平行于軸線的外加磁場，以圖中

箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框MM相連，導線框內有一固定的閉合

小金屬圓環(huán)，圓環(huán)與導線框在同一平面內。當螺線管內的磁感應強度3隨時間按

如圖乙所示規(guī)律變化時（）

A.在0?九時間內，金屬圓環(huán)中有恒定的電流

B.在九?這時間內，金屬環(huán)先有擴張的趨勢再有收縮的趨勢

C.在九?力時間內，金屬環(huán)內一直有逆時針方向的感應電流

D.在念?/3時間內，金屬環(huán)內有逆時針方向的感應電流

答案C

解析在0?%時間內，B均勻增大，則在螺線管中產(chǎn)生恒定不變的感生電動

勢，則在導線框時加中形成穩(wěn)定的電流，則導線框內的磁場也穩(wěn)定不變，此時環(huán)

中無感應電流產(chǎn)生，故A錯誤；在九?力時間內，3先向上減小后向下增大，且3

的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應電流方向為從下到上且逐漸減小，在導線

框Med中的磁通量為向外減小，穿過金屬環(huán)的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律可

知，金屬環(huán)內有逆時針方向的感應電流，且有擴張趨勢，故B錯誤，C正確；在

念?/3時間內，3向下減小，且3的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應電流方向

為從上到下且逐漸減小，在導線框Med中的磁通量為向里減小，穿過金屬環(huán)的磁

通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，金屬環(huán)內有順時針方向的感應電流，故D錯

誤。

考點5實驗：探究影響感應電流方向的因素

［科學探究梳理］

1.數(shù)據(jù)處理

（1）實驗結果示意圖

（2）數(shù)據(jù)記錄

表1磁通量增大時的情況

磁體磁場感應電流感應電流

圖號

的方向的方向的磁場方向

甲向下逆時針（俯視）向上

乙向上順時針（俯視）向下

表2磁通量減小時的情況

磁體磁場感應電流感應電流

圖號

的方向的方向的磁場方向

丙向下順時針（俯視）向下

T向上逆時針(俯視)向上

(3)根據(jù)數(shù)據(jù)記錄表格，歸納出影響感應電流方向的因素，并得出實驗結論。

2.注意事項

(1)確定電流方向與電流表指針偏轉方向的關系時，要用試觸法，并注意減小

電流強度，防止電流過大或通電時間過長而損壞電流表。

(2)電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計。

(3)實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向。

(4)按照控制變量的思想進行實驗。

(5)進行完一種磁極運動情況的操作后，等電流表指針回零后再進行下一種情

況的操作。

例5在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中：

(1)先觀察電流表指針偏轉方向與方向的對應關系，查明線圈中導線

的繞向，以便從指針的偏轉方向確定感應電流的磁場方向。

(2)下表為某同學記錄的實驗現(xiàn)象：

磁體磁場的磁體運指針偏感應電流的磁

序號

方向(正視)動情況轉情況場方向(正視)

1向下插入線圈向左向上

2向下拔出線圈向右向下

3向上插入線圈向右向下

4向上拔出線圈向左向上

①由實驗記錄1、3得出的結論：穿過閉合回路的磁通量________時，感應電

流的磁場與原磁場方向O

②由實驗記錄2、4得出的結論：穿過閉合回路的磁通量________時，感應電

流的磁場與原磁場方向O

③由實驗1、2、3、4得出的結論是__________________________________O

(3)本實驗涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應用有

。(舉一例)

［答案】(1)電流(2)①增大相反②減小相同③感應電流的磁場總要

阻礙引起感應電流的磁通量的變化(3)發(fā)電機(其他答案合理也可)

［解析］(1)應該先觀察電流表指針偏轉方向與電流方向對應的關系，查明線

圈中導線的繞向，以便從指針的偏轉方向確定感應電流的磁場方向。

(2)①由實驗記錄1、3可知，磁體插入線圈，穿過閉合回路的磁通量增大，

感應電流的磁場與原磁場方向相反。

②由實驗記錄2、4可知，磁體從線圈中拔出，穿過閉合回路的磁通量減小,

感應電流的磁場與原磁場方向相同。

③根據(jù)①、②可得出結論：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量

的變化。

(3)本實驗涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應用有：發(fā)電機、變壓器、無線

充電器等。

［關鍵能力升華］

在分析“探究影響感應電流方向的因素”的實驗結果時，發(fā)現(xiàn)感應電流的方

向與磁通量變化不容易建立起直接的聯(lián)系，關鍵是引入“感應電流的磁場”這個

中介，從而分析感應電流磁場的方向與引起感應電流的磁通量變化的關系。

［對點跟進訓練］

某實驗小組利用如圖所示的條形磁體和楞次環(huán)“探究影響感應電流方向的因

素”。

(1)用磁體磁極靠近和遠離A環(huán)，觀察實驗現(xiàn)象，完成下表。

實驗操作磁體N極磁體s極磁體N極磁體s極

靠近A環(huán)靠近A環(huán)遠離A環(huán)遠離A環(huán)

實驗現(xiàn)象排斥排斥吸引吸引

磁通量變化增加增加減少—

指向指向指向

原磁場方向—

A環(huán)磁體A環(huán)

感應電流

磁場的方

向與原磁相反相反相同—

場方向的

關系

感應電

指向

流磁場指向A環(huán)指向A環(huán)—

磁體

的方向

感應電流

的方向（在

A環(huán)靠近逆時針順時針順時針—

磁體一側

觀察）

（2）根據(jù)上表總結關于感應電流方向的實驗結論：

答案（1）減少指向磁體相同指向磁體逆時針

（2）感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化

解析（1）使條形磁體S極遠離A環(huán)時，穿過A環(huán)的磁通量減少，原磁場方

向指向磁體；由實驗現(xiàn)象S極吸引A環(huán)，結合磁極間的相互作用規(guī)律可知，A環(huán)

靠近S極的一側相當于小磁針的N極，因此感應電流的磁場方向指向磁體，則感

應電流磁場的方向與原磁場的方向相同，由安培定則可知感應電流的方向為逆時

針（在A環(huán)靠近磁體一側觀察）。

（2）結論是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

課時作業(yè)|

一、選擇題（本題共10小題，其中第1?6題為單選，第7?10題為多選）

1.如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S,勻強磁場的磁感應強度

為B,方向斜向上，與水平面成30。角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉到

豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是（）

小+1

-2

答案C

解析磁通量與匝數(shù)無關，。=抽中，3與S必須垂直。初態(tài)。1=厭詁30。5

末態(tài)02=-Bcos30°S,磁通量的變化量大小A0=|02-0i|=\BS（-cos30°-

sin30°）|=^—BS,所以C正確。

2.下列圖中能產(chǎn)生感應電流的是（）

答案B

解析根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知，A中，電路沒閉合，無感應電流產(chǎn)生;

B中，電路閉合，且垂直磁感線的閉合回路的面積增大，則穿過閉合回路的磁通

量增大，有感應電流產(chǎn)生；C中，穿過閉合線圈的磁感線相互抵消，磁通量恒為

零，無感應電流產(chǎn)生；D中，閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化，無感應電流產(chǎn)生。

故選Bo

3.（2019?全國卷III）楞次定律是下列哪個定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？

（）

A.電阻定律B.庫侖定律

C.歐姆定律D.能量守恒定律

答案D

解析楞次定律表述了感應電流的磁場方向，同時也體現(xiàn)了不同能量間的關

系?？偰芰渴鞘睾愕?，感應電流產(chǎn)生電能，電能是“阻礙”的結果，D正確。

4.如圖，圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺

線管b,二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路，若

將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列說法正確的是（）

A.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應電流

B.穿過線圈a的磁通量變小

C.線圈a有收縮的趨勢

D.線圈a對水平桌面的壓力K將減小

答案C

解析根據(jù)安培定則可知，螺線管b在其內部產(chǎn)生向下的磁場，當滑動變阻

器的滑片P向下滑動時，電路中總電阻減小，電流增大，磁感應強度變大，穿過

線圈a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，線圈a中會產(chǎn)生阻礙磁通量變大的感應電

流，即產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應電流，故A、B錯誤；根據(jù)楞次定律的推論“增

縮減擴”可知，線圈a有收縮的趨勢，故C正確；根據(jù)楞次定律的推論“增離減

靠”可知，線圈a有遠離螺線管b的趨勢，因此線圈a對水平桌面的壓力人將增

大，故D錯誤。

5.為了演示“感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”的

現(xiàn)象，老師做了這樣的演示實驗：如圖所示，水平橫梁兩端各固定一個鋁環(huán)，其

中A環(huán)是閉合的，B環(huán)是斷開的，橫梁可以繞中間的支點在水平面內轉動。當裝

置靜止不動時，用一磁體的N極去接近A環(huán)，發(fā)現(xiàn)A環(huán)繞支點沿順時針（俯視）

方向轉動。若不考慮空氣流動對實驗結果的影響，關于該實驗，下列說法中正確

的是（）

A.若用磁體的S極接近A環(huán)，A環(huán)也將繞支點沿順時針（俯視）方向轉動

B.制作A、B環(huán)的材料只要是金屬就行，很薄的鐵環(huán)也可以得到相同的實

驗效果

C.制作A、B環(huán)的材料用絕緣材料也可以得到相同的實驗效果

D.磁體接近A環(huán)的過程中，A環(huán)將有擴張的趨勢

答案A

解析當磁體N極向A環(huán)靠近時，穿過A環(huán)的磁通量增加，A環(huán)是閉合的，

會產(chǎn)生感應電流，磁體對A環(huán)產(chǎn)生安培力，阻礙兩者相對運動，因此為阻礙磁體

靠近，A環(huán)出現(xiàn)繞支點順時針（俯視）轉動現(xiàn)象；同理，磁體S極接近A環(huán)時，A

環(huán)也將繞支點順時針（俯視）轉動，故A正確。制作A、B環(huán)的材料必須是金屬導

體，很薄的鐵環(huán)電阻較大，產(chǎn)生的感應電流較小，且會被磁化吸引，不能得到相

同的實驗效果，故B錯誤。若制作A、B環(huán)的材料用絕緣材料，則在A環(huán)中不會

產(chǎn)生感應電流，則磁體對A環(huán)無安培力作用，A環(huán)不會繞支點轉動，故C錯誤。

磁體接近A環(huán)的過程中，穿過A環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，A環(huán)將有

收縮的趨勢，故D錯誤。

6.如圖甲所示，線圈仍中通有如圖乙所示的電流，電流從。到人為正方向，

那么在0?加這段時間內，用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應電流，貝義）

M

0\

aoi）b^\：

甲乙

A.從左向右看感應電流的方向為順時針

B.從左向右看感應電流的方向為先順時針后逆時針

C.感應電流的大小先減小后增加

D.鋁環(huán)與線圈之間一直有磁場力的作用，作用力先向左后向右

答案A

解析電流從。到6為正方向，由圖乙可知，開始時電流為正且逐漸減小，

由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)M中的磁場水平向右，由于電流減小，所以磁通量變

小，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針（從左向右看）；

由圖乙可知，電流減小到零后反向增大，電流從6流向由右手螺旋定則可知,

鋁環(huán)M中的磁場水平向左，電流增大，則通過鋁環(huán)M的磁通量變大，根據(jù)楞次

定律可得，鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針（從左向右看），故A正確，B

錯誤。由圖乙可知，湖內的電流的變化率不變，則產(chǎn)生的磁場的磁感應強度的變

化率不變,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,鋁環(huán)M產(chǎn)生的感應電動勢的大小不變,

所以感應電流的大小也不變，故C錯誤。當線圈。。中電流為零時，鋁環(huán)M和線

圈之間無磁場力作用，故D錯誤。

7.研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有獨特屬性的新型合金能夠將內能直接轉化為電能。

具體而言，只要略微提高溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使環(huán)繞它的

線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖所示。A為圓柱形合金材料，B為線圈，套在

圓柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑?，F(xiàn)對A進行加熱，下列說

法正確的是（）

B

A.B線圈一定有收縮的趨勢

B.B線圈一定有擴張的趨勢

C.B線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場阻止了B線圈內磁通量的增加

D.若從右向左看B中產(chǎn)生順時針方向的電流，則A左端是強磁性合金的S

極

答案BD

解析現(xiàn)對A進行加熱，其磁感應強度增大，A內部磁場與外部磁場方向相

反，B線圈的總磁通量與A內部磁場方向相同，由楞次定律可知，B線圈一定有

擴張的趨勢，所以A錯誤，B正確；根據(jù)楞次定律可知，B線圈中感應電流產(chǎn)生

的磁場阻礙了B線圈內磁通量的增加，而非阻止，C錯誤；根據(jù)右手螺旋定則和

楞次定律可知，若從右向左看B中產(chǎn)生順時針方向的電流，則A中原磁場方向向

右，即A左端是強磁性合金的S極，D正確。

8.勻強磁場方向垂直紙面，規(guī)定垂直紙面向里的方向為正，磁感應強度B

隨時間/變化規(guī)律如圖甲所示。在磁場中有一細金屬矩形回路，回路平面位于紙

面內，如圖乙所示。令11、上、上分別表示。ab、。。段的感應電流，F(xiàn)i、仍、

仍分別表示。八ab、A段回路右側PQ邊受到的安培力。貝女)

A.沿逆時針方向，/2沿順時針方向

B.12沿逆時針方向，/3沿順時針方向

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，段感應電流/1沿逆時針方向，曲、稅段感應電

流上、/3沿順時針方向，故A正確，B錯誤。。。段回路右側PQ邊中電流由。流

向P,磁感應強度方向垂直紙面向里，由左手定