1、目标定位1.应用楞次定律判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.一、楞次定律的拓展应用【例1】如图1所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()图1A.向右摆动B.向左摆动C.静止 D.无法判定解析本题可用两种方法来解决：方法1(微元法)：画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象.由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，则A选项正确.方法2(等效法
2、)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁，两磁铁有排斥作用，故A正确.答案A导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时，产生感应电流的导体受到磁场的安培力，这个安培力会“阻碍”相对运动，口诀记为“来拒去留”.【例2】如图2所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()图2A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动，相互靠近D.ab和cd相背运动，相互远离解析由于ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除选项A、B
3、；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选项C正确.答案C当闭合电路中有感应电流产生时，闭合电路的各部分导体就会受到安培力作用会使闭合电路的面积有变化(或有变化趋势).(1)若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用. (2)若原磁通量减少，则通过增大有效面积起到阻碍的作用.口诀记为“增缩减扩”.【例3】一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图3所示的电路中，其中R为滑动变阻
4、器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到N向左运动的是()图3A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时解析金属环N向左运动，说明穿过N的磁通量在减少，说明线圈M中的电流在减少，只有选项C正确.答案C发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化，即：(1)若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用
5、.(2)若原磁通量减少，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.口诀记为“增离减靠”.二、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别【例4】(多选)如图4所示装置中，cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)()图4A.向右匀速运动 B.向右加速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动解析ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd杆保持静止，A错误；ab向右加速运动时，L2中的磁通量向下增加，由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向上，故通过cd的电流方向向下，cd向右移动，B
6、正确；同理可得C错误，D正确.答案BD(1)右手定则是楞次定律的特殊情况楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的所有情况.右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，仅适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动.(2)区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系因电而生磁(IB)安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)因动而生电(v、BI感)右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)因电而受力(I、BF安)左手定则.(磁场对电流有作用力)1.(楞次定律的基本应用)如图5所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环
7、中穿过且不与圆环接触.关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是()图5A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针答案C解析取导体圆环为研究对象，磁铁下落过程中原磁场方向是向上的，穿过圆环的磁通量先增加后减少，由楞次定律可判断出选项C正确.2.(楞次定律的拓展应用)如图6所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙移至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()图6A.三者同时落地B.甲、乙同时落地，丙后落地C.甲、丙同时落地，乙后落地D.乙、丙同时落地，甲后落地答案
8、D解析在下落过程中，闭合铜线框中产生感应电流，由“来拒去留”可知，故选项D正确.3.(楞次定律的拓展应用)如图7所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()图7A.S增大，l变长B.S减小，l变短C.S增大，l变短 D.S减小，l变长答案D解析当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增加，金属圆环中产生感应电流.根据楞次定律可知，感应电流要阻碍磁通量的增加：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离通电直导线的方式进行阻碍，故D正确.4.(楞次定律的拓展应用)(多选)如图8所示是某
9、电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()图8A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动答案AC解析当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，故A项正确；当开关S已经是闭合的时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C项正确.5.(“一定律三定则”的综合应用)如图9所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒MN在导轨上水平向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中(导体棒切割磁感线速度越大，感
10、应电流越大)()图9A.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排斥答案D解析MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的磁场方向水平向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向水平向右，B被A排斥.故D正确，A、B、C错误.题组一楞次定律的基本应用1.如图1所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()图1A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有aGb方向的感应电流，后有bGa方向的感应电流D.将不会产生感
11、应电流答案C解析当条形磁铁进入螺线管时，闭合螺线管中的磁通量增加，当穿出时，磁通量减少，由楞次定律可知C正确.2.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面内静止不动，如图2甲所示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，it图象如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()图2A.由顺时针方向变为逆时针方向B.由逆时针方向变为顺时针方向C.由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D.由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向答案D解析将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：时间段长直导线中电流线框中磁感
12、线感应电流的磁场感应电流的方向0向上，逐渐变大向纸里、变大垂直纸面向外逆时针方向向上，逐渐变小向纸里、变小垂直纸面向里顺时针方向向下，逐渐变大向纸外、变大垂直纸面向里顺时针方向T向下，逐渐变小向纸外、变小垂直纸面向外逆时针方向看上表的最后一列，可知选项D正确.题组二楞次定律的拓展应用3.如图3所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是()图3A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还
13、是右环，横杆都发生转动答案B解析左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动.右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动.4.如图4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.现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则()图4A.FT1mg，FT2mgB.FT1mg，FT2mg，FT2mgD.FT1mg答案A解析当圆环经过磁铁上端时，磁通量增加，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有FT1mg.当圆
14、环经过磁铁下端时，磁通量减少，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有FT2mg，所以只有A正确.5.如图5所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将()图5A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向答案C解析滑片P向右滑动过程中，电流增大，线圈处的磁场变强，磁通量增加，根据“阻碍”含义，线圈将阻碍磁通量增加而顺时针转动，故C正确.6.如图6所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线框.当一竖直放置的条形磁铁从线框中线A
15、B正上方等高快速经过时，若线框始终不动，则关于线框受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的判断正确的是()图6A.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，运动趋势向右答案D7.(多选)如图7所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形，则磁场()图7A.逐渐增强，方向向外B.逐渐增强，方向向里C.逐渐减弱，方向向外D.逐渐减弱，方向向里答案CD解析对于导线回路来说，圆形面积最大，即由于磁场变化，导致导线回路面积变大，根据楞次定律“增缩减扩”
16、，可判断磁场在减弱，可能是方向垂直软导线回路平面向外的磁场逐渐减弱，也可能是方向垂直软导线回路平面向里的磁场逐渐减弱，选项C、D正确.8.如图8所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO重合，现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，则()图8A.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大答案B解析胶木圆盘A由静止开
17、始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B的磁通量向下，且增大，根据楞次定律，感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小.故B正确，A、C、D错误.9.(多选)如图9所示，一根长导线弯曲成“”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中，下列判断正确的是()图9A.金属环中无感应电流产生B.金属环中有逆时针方向的感应电流C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力D.悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力答案BC解析BS，S不变
18、，I增大，B增大，所以有感应电流产生，A错误；由楞次定律得，感应电流方向沿逆时针，B正确；由圆的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圆为主，I方向向左，B垂直纸面向里，F安方向向下，所以F拉mgF安，拉力大于重力，C正确，D错误.10.如图10所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b.当一条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时，则()图10A.a、b两环均静止不动B.a、b两环互相靠近C.a、b两环互相远离D.a、b两环均向上跳起答案 C解析据题意，由楞次定律可知，当条形磁铁N极向下靠近两环时，穿过两环的磁通量都增加，根据“增离减靠”可知两环将向两边运动，故选项C正确.11.(多
19、选)如图11所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布.一铜制圆环用细线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中()图11A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流的方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向答案AD12.如图12所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关S闭合瞬间，两铜环的运动情况是()图12A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正、负极未知，无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正、负极未知，无法
20、具体判断答案A解析当开关S闭合瞬间，小铜环中磁通量从无到有逐渐增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将向两侧运动，故A正确.题组三“一定律三定则”的综合应用13.如图13所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连.当圆盘a转动时()图13A.圆盘b总是与a沿相同方向转动B.圆盘b总是与a沿相反方向转动C.若B1、B2同向，则a、b转向相同D.若B1、B2反向，则a、b转向相同答案D解析当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动.但若不知B1、B2的方向关系，则b盘与a盘的转向关系将无法确定.故A、B错误；设B1、B2同向且向上，a盘逆时针转动，则由右手定则可知a盘中的感应电流由aa，b盘受力将顺时针转动，故C错误；同理可判定D项正确.14.(多选)如图14所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两导线圈共面放置)是()图14A.向右匀速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向右加速运动答案BC
