1、探究感应电流的方向1培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力2理解并掌握楞次定律的内容(重点)3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力(难点)4能利用右手定则判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向一、探究感应电流的方向1实验探究：如图所示，当条形磁铁的一极(N极或S极)靠近悬挂的铝环时，铝环将被排斥，说明铝环跟磁铁之间存在斥力作用；当磁铁离开铝环时，铝环将被吸引，说明铝环跟磁铁之间存在引力作用2分析论证：实验表明，当磁铁靠近或远离铝环时，铝环中磁通量发生变化，铝环中产生感应电流，排斥力和吸引力说明了铝环中的感应电流的方向不同实验中若选用铁
2、环，实验还能成功吗？铝环中的电流方向是怎样判断的？提示：不能成功将铝环中的环形电流的磁场等效为小磁针的磁场二、楞次定律1内容：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实验分析：当磁铁靠近铝环时，穿过铝环的磁通量增大，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，阻碍原磁场的磁通量增大；当磁铁远离铝环时，穿过铝环的磁通量减小，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同，阻碍原磁场的磁通量减小三、右手定则1内容：伸开右手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向2适用范围：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运
3、动四、电磁感应中的能量转化从能量转化和守恒的角度来看，把磁体移近线圈时，外力要克服磁体和线圈之间的排斥力做功，使外界其他形式的能转化为电能；磁体离开线圈时，外力则要克服磁体和线圈之间的吸引力做功，也使外界其他形式的能转化为电能在这两种情况下，总能量是守恒的对楞次定律的理解1楞次定律中“阻碍”的含义谁阻碍谁是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量
4、的变化快慢，这种变化将继续进行，最终结果不受影响2“阻碍”的效果体现感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的原因具体原因不同，反抗的形式也有所不同，具体情况见下表产生感应电流的原因感应电流的效果磁通量增加或减小增反减同增加时，感应电流产生反向磁场减少时，感应电流产生同向磁场磁体与回路间的相对运动来拒去留磁体靠近时，感应电流利用磁场产生斥力磁体远离时，感应电流利用磁场产生引力回路发生形变增缩减扩回路面积增大时，感应电流利用所受安培力使面积缩小；回路面积减小时，感应电流利用所受安培力使面积扩大通过线圈自身的电流发生变化增反减同原电流增大时，感应电流与之反向原电流减小时，感应电流与之同向如图所示，当
5、磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()A向右运动B向左运动C静止不动 D不能判定思路点拨 解此题注意把握两点：(1)明确磁铁运动时铜环磁通量的变化情况(2)感应电流会产生阻碍相对运动的效果以阻碍磁通量变化解析法一：躲闪法磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为阻碍原磁通量的增大，必向磁感线较疏的右方运动，即向躲开磁通量增加的方向运动故A正确法二：阻碍相对运动法产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留”磁铁向右运动时，铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用故A正确甲乙法三：电流元受力分析法如图甲所示，当磁铁向
6、环运动时，由楞次定律判断出铜环的感应电流方向，把铜环的电流等效为多段直线电流元，取上、下两小段电流元进行研究，由左手定则判断出两段电流元的受力，由此可判断整个铜环所受合力向右故A正确法四：等效法如图乙所示，磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为条形磁铁，则两磁铁有排斥作用故A正确答案A(1)“阻碍”的现象说明了两个场间的方向关系，即感应电流的磁场方向与原磁场方向“增反减同”(2)“阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律 1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
7、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左右振动的衰减最有效的方案是() 解析：选A施加磁场来快速衰减STM的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流，则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减方案A中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化；方案B中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变；方案C中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通量可能不变；方案D中，
8、当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能不变综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A应用楞次定律判断感应电流的方向1因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因2应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤(1)明确研究对象是哪一个闭合电路(2)明确原磁场的方向(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向(5)由安培定则判断感应电流的方向一般步骤也可概括为以下四句话：“明确增减和方向”，“增反减同切莫忘”，“安培定则来判断”，“四指环绕是方向”如图所示，一个N
9、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磁铁经过位置时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置时，沿adcb方向B磁铁经过位置时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置时，沿abcd方向C磁铁经过位置和时，线框中感应电流都沿abcd方向D磁铁经过位置和时，线框中感应电流都沿adcb方向解题探究 (1)磁铁经过位置向下运动，线框处的磁场方向大体向_，磁通量逐渐变_(2)磁铁经位置向下运动，线框处的磁场方向大体向_，磁通量逐渐变_解析当磁铁经过位置时，线框处磁场方向向下，穿过线框的磁通量不断增加，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，根据右手定则可判
10、定感应电流应沿abcd方向同理可判定当磁铁经过位置时，感应电流沿adcb方向答案A右手定则的理解及应用1楞次定律与右手定则的区别及联系楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导线适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例2应用右手定则判电势的高低(1)电源用来切割磁感线的“导体”(2)电流“四指”的指向为电源内部电流，即为高电势如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好
11、；匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b思路点拨 解此题要把握住原磁场方向、导体棒的运动方向及右手放置方式解析依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q，Q处电势最高，P处电势最低，由P到Q电势依次升高外电路中的电流方向总是从高电势处流向低电势处，因此流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，选项B正确答案B右手定则的使用技巧(1)右手定则是楞次定律
12、的特例用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解但对导体切割磁感线的问题，用右手定则判断更方便(2)如果电路不闭合时，若穿过电路的磁通量变化或导体切割磁感线运动时，虽然无感应电流，但仍有感应电动势产生，此时仍可假设电路闭合，应用楞次定律或右手定则来判断感应电动势的高低 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()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，
13、T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析：选D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项正确二次感应问题的分析1二次感应：闭合回路中的磁通量发生变化时会产生感应电流，该电流产生的磁场若是变化的，则在另一个回路中产生感应电流，即二次感应2注意的问题：要能产生二次感应，第一个回路中产生的电流必须是变化的，若第一次感
14、应是切割类的，导体切割的磁感线的速度必须是变化的，即导体棒做变速运动若第一次感应是磁场变化引起的，磁通量的变化必须是非均匀的如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动 B向左匀速运动C向右减速运动 D向左减速运动解析当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QP，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流方向是从NM的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选
15、项A错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的；同理可判断D项是错误的PQ匀速运动时，MN中无感应电流，MN不受安培力，B项错误答案C二次感应问题是右手定则、楞次定律、左手定则的综合应用，注意正确使用左、右手定则随堂检测1关于楞次定律，下列说法中正确的是()A感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析：选D楞次定律内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，阻碍的不是磁通量，而是磁通量的变化2如图所示
16、，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是()AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad解析：选B如题图，磁场方向向上，开始磁通量减小，后来磁通量增大由“增反减同”可知电流方向是dcbadB项正确3如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有()A闭合电键S的瞬间B闭合电键S后，把R的滑动头向右移C闭合电键S后
17、，把P中的铁心从左边抽出D闭合电键S后，把Q远离P解析：选A闭合电键S时，线圈中电流从无到有，铁心中产生向右的磁场，穿过Q的磁通量增加，根据楞次定律，Q中产生图示方向的电流，A对；R的滑动头向右移时，P中电流减小，穿过Q的磁通量减小，根据楞次定律，Q中产生与图示相反方向的电流，B错；将铁心抽出或Q远离P时，穿过Q的磁通量都减小根据楞次定律，Q中产生与图示相反方向的电流，C、D错4(多选)如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道，轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流，导线ab的运动情况可能是()A匀速向右运动B加速向右运动C减速
18、向右运动 D加速向左运动解析：选CD要使Q中产生电流，P中的感应电流必须是变化的，导体ab必须做变速运动，故A错误Q中产生顺时针电流，由“增反减同”知，P中感应电流有两种情况：故C、D正确，B错误5如图所示，当圆环向右运动时acb、adb、elf中有电流的是_，它们的方向分别为_，a、b两点相比较_点电势高解析：当圆环向右运动时，acb、adb同时向右做切割磁感线运动，这种切割方式等效于在a、b间连两条直导线切割由右手定则判定，感应电流的方向是bcaelfb和bdaelfb，相当于acb、adb两个相同电源并联，外电路是线圈elf，圆环是电源，故a点电势高答案：acb、adb、elfbca、b
19、da、elfa课时作业一、单项选择题1一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下过程中，导线上各点的电势()A东端最高B西端最高C中点最高 D各点一样高解析：选A赤道上空地磁场方向是由南向北，则根据右手定则不难判断导线的东端电势最高，故答案为A2如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁；磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，下列说法中正确的是()A线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引B线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引D线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方
20、向相反，磁铁与线圈相互排斥解析：选B磁铁N极朝下，且向下运动，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，感应电流的磁场方向与原磁场(条形磁铁的磁场)相反，即上端为N极，由安培定则确定出电流方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈之间有相互排斥的磁力作用，故答案B正确，其他选项错误3如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中()A线圈中将产生abcd方向的感应电流B线圈中将产生adcb方向的感应电流C线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcbD线圈
21、中无感应电流产生解析：选A在线圈发生形变的过程中，闭合回路的面积减小根据楞次定律可知感应电流的方向为abcd，所以选项A正确4如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0L先将线框拉开到如图所示的位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦下列说法正确的是()A金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcdaB金属线框离开磁场时感应电流的方向为adcbaC金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D金属线框最终将在磁场内做往复运动解析：选D
22、金属线框进入磁场时穿过线框的磁通量增加，线框中产生的感应电流的方向为adcba，而金属线框离开磁场时穿过线框的磁通量减少，线框中产生的感应电流的方向为abcda金属线框每次进出磁场时，都有一定的机械能转化为电能，表现为线框进出磁场的速率逐渐减小，摆起的高度有所下降，最终线框将在磁场内做往复运动，机械能保持不变，选项D正确5如图所示，线框平面与磁场方向垂直，现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中，穿过线框磁通量的变化情况是()A变小 B变大C不变 D先变小后变大解析：选A线框平面与磁场方向垂直，故磁通量为BS；将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中，在磁场中的面积S减小，故BS减小；故选A6如图，
23、均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转解析：选B由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部磁场向里故选项B符合7如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近在这个过程中，线圈中感应电流()A沿abcd流动B
24、沿dcba流动C由到是沿abcd流动，由到是沿dcba流动D由到是沿dcba流动，由到是沿abcd流动解析：选A矩形线圈由位置到位置和由位置到位置两过程中，穿过线圈的磁感线方向相反由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置时穿过闭合线圈的磁通量最少为零，线圈从位置到位置，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置到位置，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd二、多项选择题8关于楞次定律，可以理解为()A感应电流的磁场总是阻碍原磁场B感应电流的磁场总要阻碍导体相对于原磁场运动C若原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场反向；若原磁通量减少，感应电流的磁场跟原磁场同向D感应电流
25、的磁场总是与原磁场反向解析：选BC感应电流的磁场不是总是阻碍原磁场，而是阻碍原磁场磁通量的变化根据楞次定律，这种“阻碍”可表现为阻碍导体相对于原磁场的运动感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同，也有可能与原磁场方向相反9如图，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丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()A感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B感应电流方向一直是逆时针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解析：选AD圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通
26、量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以A正确，B错误；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故C错误，D正确10一位同学按照如图所示连接电路，并做如下操作：让螺线管A的轴线和线圈C的平面垂直，闭合开关的瞬间，发现电流表的指针向右偏转，则下列说法正确的是()A断开开关的瞬间，电流表的指针将向左偏转B断开开关的瞬间，电流表的指针将向右偏转C闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向左移动，电流表的指针将向左偏转D闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向左移动，电流表的指针将向右偏转解析：选AD闭合开关的
27、瞬间，穿过线圈C的磁通量增加，线圈会产生阻碍其磁通量增加的反向磁场，相应会产生感应电流，使得电流表的指针向右偏转在断开开关的瞬间，穿过线圈C的磁通量减小，和闭合开关的情况相反，即电流表指针向左偏转闭合开关后，电路中有稳定的电流，而若将滑动变阻器的滑片迅速向左移动，电路中的电阻减小，电流增大，穿过线圈C的磁通量增大，其产生的感应电流的方向与闭合开关的瞬间相同，电流表的指针向右偏转三、非选择题11如图所示，试判断当开关闭合和断开瞬间，矩形线圈ABCD中的电流方向解析：根据楞次定律按步骤判断如下：当S闭合瞬间：研究回路ABCD，穿过回路的原磁场由电流I产生，在回路ABCD中其磁场方向指向纸外接通瞬间
28、，回路ABCD中的磁通量增加由楞次定律得知，感应电流的磁场方向与B原相反，指向纸内由右手定则得知，感应电流方向为：ADCBA当S断开瞬间：研究回路仍为闭合线圈ABCD，穿过回路的原磁场仍由I产生，由安培定则可知，在回路ABCD内的原磁场方向指向纸外S断开时，穿过回路ABCD的原磁场的磁通量减小由楞次定律可知，感应电流的磁场方向应和B原相同，即指向纸外由右手定则知，感应电流方向是ABCDA答案：闭合瞬间感应电流方向ADCBA断开瞬间感应电流方向ABCDA12在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路
29、，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路在甲图中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)在乙图中：(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将如何偏转？(2)线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针如何偏转？(4)线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针如何偏转？解析：由甲图可知，电流从接线柱“”流入电流表时，指针向左偏转，则电流从接线柱“”流入电流表时，指针将向右偏转(1)在乙图中，S闭合后，通电的线圈A相当于一根条形磁铁(S极在下，N极在上)，A插入B中时，穿过B的方
30、向朝上的磁通量增加，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用安培定则可判断，B中感应电流从接线柱“”流入电流表，电流表指针向右偏转(2)A在B中不动时，穿过B的磁通量(实际上是通电的A线圈的磁场)不变化，B中没有电流通过，这时电流表的指针不偏转(3)A在B中不动，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的电阻减小，通过A的电流增大，磁场增强，穿过B的方向朝上的磁通量增大，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用安培定则，B中产生的感应电流从接线柱“”流入电流表，电流表指针向右偏转(4)A在B中不动，突然切断S，B中方向朝上的磁通量突然消失，这时将发生电磁感应现象，B中感应电流的磁场方向应朝上，感应电流将从接线柱“”流入电流表，电流表指针将向左偏转答案：(1)向右偏(2)不偏转(3)向右偏(4)向左偏
