第1講實驗十五探究影響感應電流方向的因素電磁感應現象楞次定律學習目標1.通過實驗探究影響感應電流方向的因素。2.知道電磁感應現象的產生條件并會分析解決實際問題。3.會根據楞次定律判斷感應電流的方向，會應用楞次定律的推論分析問題。4.能夠綜合應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題。eq\a\vs4\al(1.,,)eq\a\vs4\al(2.)eq\a\vs4\al(3.,,,)1.思考判斷(1)閉合電路內只要有磁通量，就一定有感應電流產生。(×)(2)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數無關。(√)(3)當導體切割磁感線時，一定產生感應電動勢。(√)(4)感應電流的磁場總是與原磁場方向相反。(×)(5)感應電流的磁場一定阻止引起感應電流的磁場的磁通量的變化。(×)2.如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ。下列一定能在軌道回路里產生感應電流的是()A.ab向左運動，同時增大磁感應強度BB.使磁感應強度B減小，θ角同時也減小C.ab向右運動，同時使θ減小D.ab向右運動，同時增大磁感應強度B和θ角(0°<θ<90°)答案C考點一實驗：探究影響感應電流方向的因素1.實驗原理改變穿過閉合回路的磁通量，回路中有感應電流，利用電流表指針偏轉方向確定影響感應電流方向的因素。2.實驗操作(1)探究電流表指針偏轉方向與電流方向的關系，電路圖如圖所示。(2)查明線圈繞向：觀察線圈，查明線圈繞向。(3)按如圖所示連接線圈和電流表，將磁體插入或抽出，觀察電流方向。①磁體N極向下插入或向上拔出，觀察并記錄電流表指針偏轉方向和電流方向。②磁體S極向下插入或向上拔出，觀察并記錄電流表指針偏轉方向和電流方向。3.實驗記錄與分析(1)以下面四種情況為例，實驗結果如下：圖號磁場方向及磁通量變化感應電流的方向(從上往下看)感應電流的磁場方向甲磁場方向向下，磁通量增加逆時針向上乙磁場方向向上，磁通量增加順時針向下丙磁場方向向下，磁通量減少順時針向下丁磁場方向向上，磁通量減少逆時針向上(2)實驗結論當線圈中磁通量增加時，感應電流的磁場方向跟磁體的磁場方向相反。當線圈中磁通量減少時，感應電流的磁場方向跟磁體的磁場方向相同。4.注意事項(1)靈敏電流表滿偏電流很小，查明電流表指針的偏轉方向和電流方向的關系時，應使用一節干電池。(2)電流表選用零刻度在中間的靈敏電流表，實驗前要弄清線圈導線的繞向。(3)為了使實驗現象更加明顯，磁體要快速插入或抽出；進行一種操作后等電流表指針回零后再進行下一步操作。例1為探究“影響感應電流方向的因素”，某同學實驗如下：圖1(1)首先按圖1甲所示連接電路，閉合開關后，發現靈敏電流表指針向左偏轉；再按圖乙所示連接電路，閉合開關后，發現電流表指針向右偏轉。進行上述實驗的目的是檢驗________。A.各儀器及導線是否完好B.干電池是否為新電池C.電流表測量的電流是否準確D.電流表指針偏轉方向與電流方向的關系(2)接下來用如圖2所示的裝置做實驗，圖中螺線管上的粗線標示的是導線的繞行方向。某次實驗中在條形磁體插入螺線管的過程中，觀察到電流表指針向右偏轉，說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿________(選填“順時針”或“逆時針”)方向，由此可推斷磁體下端的磁極為________極。圖2(3)用通電螺線管代替條形磁體，實驗器材如圖3所示，請完善實物連接圖。圖3(4)連好電路，并將B線圈插入A線圈中。在閉合開關瞬間，發現靈敏電流表的指針向右偏了一下，若要使靈敏電流表的指針向左偏轉，滑動變阻器的滑片應向________滑動。答案(1)D(2)順時針S(3)見解析圖(4)右解析(1)進行上述實驗的目的是檢驗電流表指針偏轉方向與電流方向的關系，故D正確。(2)觀察到電流表指針向右偏轉，說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿順時針方向，根據右手螺旋定則可知磁體下端的磁極為S極。(3)根據實驗原理連接實物圖如圖所示。(4)在閉合開關瞬間，發現靈敏電流表的指針向右偏了一下，可知電流增大時，靈敏電流表的指針向右偏，若要使靈敏電流表的指針向左偏轉，需減小電流，則滑動變阻器的滑片應向右滑動。1.如圖4所示是“研究電磁感應現象”的實驗裝置。圖4(1)如果在閉合開關時發現靈敏電流表的指針向右偏了一下，那么合上開關后，將A線圈迅速插入B線圈中，電流表指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉。(2)連接好電路后，并將A線圈插入B線圈中，若要使靈敏電流表的指針向左偏轉，可采取的操作是________(多選)。A.插入鐵芯B.拔出A線圈C.變阻器的滑片向左滑動D.斷開開關S瞬間(3)G為指針零刻度在中央的靈敏電流表，連接在直流電路中時的偏轉情況如圖5甲所示，即電流從電流表G的左接線柱進入時，指針也從中央左偏。今把它與一線圈串聯進行電磁感應實驗，則圖乙中的條形磁體的運動方向是向________(選填“上”或“下”)；圖丙中的條形磁體下端為________(選填“N”或“S”)極。圖5答案(1)向右(2)BD(3)下S解析(1)已知閉合開關瞬間，B線圈中的磁通量增加，產生的感應電流使靈敏電流表的指針向右偏轉；當開關閉合后，將A線圈迅速插入B線圈中時，B線圈中的磁通量增加，所以產生的感應電流也應使靈敏電流表的指表向右偏轉。(2)要使靈敏電流表的指針向左偏轉，則B線圈中的磁通量應減小。插入鐵芯時，B線圈中的磁通量增加，故A錯誤；拔出A線圈時，B線圈中的磁通量減小，故B正確；變阻器的滑片向左滑動時，電流增大，B線圈中的磁通量增大，故C錯誤；斷開開關S瞬間，電流減小，B線圈中的磁通量減小，故D正確。(3)題圖乙中靈敏電流表指針向左偏，可知線圈中感應電流的方向是順時針(俯視)，由安培定則可知，感應電流的磁場方向向下，條形磁體的磁場方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，條形磁體向下插入；題圖丙中靈敏電流表指針向右偏，則線圈中感應電流的方向為逆時針(俯視)，由安培定則可知，感應電流的磁場方向向上，條形磁體向上拔出，即磁通量減小，由楞次定律可知，條形磁體的磁場方向應該向上，所以條形磁體上端N極，下端為S極。考點二感應電流的產生及方向的判斷判斷感應電流方向的兩種方法(1)用楞次定律判斷(2)用右手定則判斷①手心——磁感線穿入。②拇指——指向導體運動的方向。③四指——指向感應電流的方向。例2如圖6甲所示，金屬圓環和“”形金屬線框相互靠近固定在水平面上，金屬棒AB放在線框上，給圓環a、b端接上如圖乙所示的余弦交變電流，以圖甲中電流方向為正方向，金屬棒AB始終保持靜止，則下列判斷正確的是()圖6A.0～t1時間內，AB棒中的感應電流方向為B→AB.0～t1時間內，AB棒受到的摩擦力方向向右C.t2～t3時間內，AB棒中感應電流方向先由A→B再由B→AD.t1時刻AB棒受到的安培力最大，t2時刻AB棒受到的安培力最小答案A解析0～t1時間內，根據安培定則可知，右側閉合回路中穿過紙面向外的磁通量減小且減小得越來越快，根據楞次定律和安培定則可知，AB棒中的感應電流方向為B→A，故A正確；根據左手定則可知，AB棒受到的安培力方向向右，則其受到的摩擦力方向向左，故B錯誤；t2～t3時間內，根據安培定則可知，右側閉合回路中先是垂直紙面向里穿過的磁通量減小再是垂直紙面向外穿過的磁通量增大，根據楞次定律和安培定則可知，AB棒中的感應電流方向一直為A→B，故C錯誤；t1時刻圓環電流為零，在AB棒處產生的磁場強度為零，則AB棒受到的安培力為零，t2時刻，圓環電流變化率為零，則穿過閉合回路的磁通量變化率為零，則閉合回路感應電流為零，AB棒受到的安培力也為零，故D錯誤。2.圖7甲為某同學設計的無線門鈴按鈕，其原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁體靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁體遠離螺線管回歸原位置(當有電流流過門鈴時則發出聲音)。下列說法正確的是()圖7A.松開按鈕過程，螺線管P端電勢高于Q端B.按下按鈕過程，流過門鈴的電流方向由P到QC.按住按鈕不動，門鈴會持續發出聲音D.按下和松開按鈕過程，螺線管產生感應電流的大小一定相等答案A解析松開按鈕過程，磁場方向向左穿過螺線管的磁通量減小，根據楞次定律可知螺線管中感應電流為從Q端流入，從P端流出，螺線管充當電源，則P端電勢較高，故A正確；按下按鈕過程，磁場方向向左穿過螺線管的磁通量增大，根據楞次定律可知螺線管中感應電流為從P端流入從Q端流出，則通過門鈴的電流從Q點流入從P點流出，故B錯誤；按住按鈕不動時，穿過螺線管的磁通量不變，回路中無感應電流，門鈴不發聲，故C錯誤；按下和松開按鈕過程，螺線管中磁通量的變化率不一定相同，故螺線管產生的感應電動勢不一定相同，故D錯誤。考點三楞次定律的推廣應用楞次定律中“阻礙”的含義可推廣為：感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因。根據引起感應電流的情境，常見以下四種具體推論：推論例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”磁體靠近，B感、B原反向，二者相斥；磁體遠離，B感、B原同向，二者相吸阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”注意：此結論只適用于磁感線單方向穿過回路的情境P、Q是光滑固定導軌，a、b是可移動金屬棒，磁體下移，回路面積應減小，a、b靠近B減小，線圈擴張阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現象)合上S，B燈先亮，A燈逐漸變亮；再斷開S，兩燈逐漸熄滅角度增反減同例3安培曾做過如圖8所示的實驗：把絕緣導線繞制成線圈，在線圈內部懸掛一個用薄銅片做成的圓環，圓環所在平面與線圈軸線垂直，取一條形磁體置于銅環的右側，條形磁體的右端為N極。閉合開關一段時間后觀察，發現銅環靜止不動，安培由此錯失了發現電磁感應現象的機會。實際上在電路閉合的瞬間，下列現象描述正確的是()圖8A.從右向左看，銅環中有逆時針的感應電流B.從右向左看，銅環中有順時針的感應電流C.銅環仍保持不動D.銅環會遠離磁體答案A解析在開關閉合瞬間，線圈內部磁通量增大且磁場方向向左。從右向左觀察，根據楞次定律可知，銅環中產生逆時針方向的感應電流，故A正確，B錯誤；產生感應電流時，銅環等效成一個小磁針，N極在右側，與條形磁體S極相吸引，故C、D錯誤。角度來拒去留例4如圖9所示，光滑平行導軌M、N固定在同一水平面上，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路。當一條形磁體從高處下落接近回路時(重力加速度為g)()圖9A.P、Q將互相靠攏 B.P、Q將互相遠離C.磁體的加速度仍為g D.磁體的加速度大于g答案A解析方法一根據楞次定律的另一表述“感應電流的效果總是要阻礙產生感應電流的原因”，本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結底是磁體靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁體的靠近。所以，P、Q將互相靠攏且磁體的加速度小于g，選項A正確。方法二設磁體下端為N極，根據楞次定律可判斷出P、Q中的感應電流方向，如圖所示，根據左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，可見P、Q將相互靠攏。由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律知，磁體將受到向上的反作用力，從而使加速度小于g。當磁體下端為S極時，根據類似的分析可得到相同的結論，選項A正確。角度增縮減擴例5(多選)如圖10甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時間t變化的規律如圖乙所示，取甲圖中電流方向為正方向，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則()圖10A.在t1時刻，FN＞G，P有收縮的趨勢B.在t2時刻，FN＝G，穿過P的磁通量不變C.在t3時刻，FN＝G，P中有感應電流D.在t4時刻，FN＞G，P有收縮的趨勢答案ABC解析當螺線管中電流增大時，其形成的磁場不斷增強，因此線圈P中的磁通量增大，根據楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，所以線圈有遠離和面積收縮的趨勢，即FN>G，P有收縮的趨勢，故A正確；當螺線管中電流不變時，其形成磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈P中無感應電流產生，則t2和t4時刻FN＝G，且P沒有收縮的趨勢，故B正確，D錯誤；t3時刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時線圈P中有感應電流，但此時刻二者之間沒有相互作用力，即FN＝G，故C正確。考點四“三定則、一定律”的應用1.“三個定則”“一個定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導體切割磁感線產生的感應電流方向或電源正負極因動生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產生的感應電流方向因磁通量變化生電2.左、右手定則巧區分抓住“因果關系”才能無誤，“因動而電”——用右手；“因電而動”——用左手。例6(多選)如圖11所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強磁場中，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是()圖11A.向右加速運動 B.向左加速運動C.向右減速運動 D.向左減速運動答案BC解析MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為MN處的磁場垂直紙面向里eq\o(→,\s\up7(左手定則))MN中的感應電流方向為M→Neq\o(→,\s\up7(安培定則))L1中感應電流的磁場方向向上eq\o(→,\s\up7(楞次定律))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(L2中磁場方向向上減弱,L2中磁場方向向下增強))。若L2中磁場方向向上減弱eq\o(→,\s\up7(安培定則))PQ中電流方向為Q→P且減小eq\o(→,\s\up7(右手定則))向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強eq\o(→,\s\up7(安培定則))PQ中電流方向為P→Q且增大eq\o(→,\s\up7(右手定則))向左加速運動，故B、C正確，A、D錯誤。3.(多選)如圖12所示，兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路，兩個磁性很強的條形磁體如圖放置。當用手左右擺動線圈P時，線圈Q也會跟著擺動，以下說法正確的是()圖12A.P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)B.P向右擺動的過程中，Q也會向右擺動C.P向右擺動的過程中，Q會向左擺動D.若用手左右擺動Q，P會始終保持靜止答案AB解析P向右擺動的過程中，線框中的磁通量減少，根據楞次定律，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)，故A正確；P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)，Q中的電流方向也為順時針方向(從右向左看)，Q線圈下側將受到向右的安培力作用，所以Q也會向右擺動，故B正確，C錯誤；若用手左右擺動Q，線圈Q切割磁感線產生感應電動勢，在P線圈中將產生感應電流，受到安培力作用，由左手定則可判斷出P將擺動，不會保持靜止，故D錯誤。A組實驗：探究影響感應電流方向的因素1.(2024·福建福州一模)某同學將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關如圖1連接，在開關閉合、線圈A放在線圈中的情況下，他發現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流表指針向右偏轉，則關于他的下列推斷中正確的是________。圖1A.若線圈A向上移動或滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，則電流表指針向左偏轉B.若線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關，則電流表指針向右偏轉C.滑若動變阻器的滑片P勻速向左或勻速向右滑動，則電流表指針始終靜止在刻度盤的正中央D.由于線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流表指針偏轉方向答案B解析當他將滑動變阻器的滑片P向左加速滑動時，變阻器的電阻變大，通過線圈A的電流變小，則線圈A產生的磁場變小，故當線圈B中的磁通量變小時，電流表指針向右偏轉。當線圈A向上移動時，線圈B中磁通量減小，電流表指針向右偏轉，故A錯誤；當線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開開關時，線圈B中的磁通量均減小，電流表指針均向右偏轉，故B正確；P向左或向右勻速滑動時，線圈A中電流均變化，線圈B中磁通量變化，有感應電流產生，電流表指針發生偏轉，故C錯誤；雖然線圈A、線圈B的繞線方向未知，但可以根據使電流表指針向右偏的條件得出其他情況下出現的現象，故D錯誤。2.在“探究影響感應電流方向的因素”實驗中，(1)為安全檢測靈敏電流表指針偏轉方向與電流流向的關系，在給出的實物圖(如圖2甲)中，將需要的實驗儀器正確連成完整的實驗電路。甲乙圖2(2)電路中定值電阻的作用主要是為了______。A.減小電路兩端的電壓，保護電源B.增大電路兩端的電壓，保護電源C.減小電路中的電流，保護靈敏電流表D.減小電路中的電流，便于觀察靈敏電流表的讀數(3)圖乙所示實驗中，下列實驗操作中說法正確的是________。A.判斷感應電流的方向時，需要先確定線圈的繞法B.實驗中需要將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出，感應電流的產生將更加明顯C.實驗中將條形磁體的磁極插入或拔出時，不管緩慢，還是迅速，對實驗現象都不影響D.將N極向下插入線圈或將S極向下插入線圈，電流表的偏轉方向相同答案(1)見解析圖(2)C(3)AB解析(1)為安全檢測靈敏電流表指針偏轉方向與電流流向的關系，應將電源和電流表連接，考慮到電流表的內阻很小，接入大電阻保護電表，幾個元件串聯連接，完整的實驗電路如圖。(2)因靈敏電流表的內阻很小，直接接電源容易滿偏，則接入定值電阻的作用主要是為了減小電路中的電流，保護靈敏電流表，故C正確。(3)判斷感應電流的方向時，用楞次定律需要知道線圈流過電流時原磁場的方向，則需要先確定線圈的繞法，故A正確；實驗中將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出，磁通量的變化率更大，產生的感應電流更大，指針的偏轉幅度更大，產生的現象將更加明顯，故B正確，C錯誤；將N極向下插入線圈或將S極向下插入線圈，磁通量都增大，但兩種方式的原磁場方向相反，由楞次定律可知感應電流方向相反，電流表的偏轉方向相反，故D錯誤。3.在“研究電磁感應現象”實驗中，(1)圖3給出了可供使用的實驗器材，某同學選擇了電源、開關和帶鐵芯的原、副線圈，還需選擇的器材有：_____________________________________________。圖3(2)從能量轉化的角度來看，閉合電路的部分導體切割磁感線而產生感應電流的過程中________能轉化為________能；若閉合電路中的感應電流是因磁感應強度發生變化而產生的，則是________能轉化為________能。(3)下面四幅圖中，“＋”和“－”分別表示靈敏電流表的正、負接線柱。已知電流從正接線柱流入靈敏電流表時，指針向正接線柱一側偏轉，電流從負接線柱流入時，指針向負接線柱一側偏轉。圖4中給出了條形磁體運動的方向、指針偏轉方向或螺線管的繞線方向，以下判斷正確的是________。圖4A.甲圖中電流表的指針偏轉方向向右B.乙圖中螺線管內部的磁場方向向下C.丙圖中條形磁體向下運動D.丁圖中螺線管的繞線方向從上往下看為順時針方向答案(1)滑動變阻器和靈敏電流表(2)機械電磁場電(3)ABD解析(1)某同學選擇了電源、開關和帶鐵芯的原、副線圈，還需選擇的器材有：滑動變阻器和靈敏電流表。(2)從能量轉化的角度來看，閉合電路的部分導體切割磁感線而產生感應電流的過程中機械能轉化為電能；若閉合電路中的感應電流是因磁感應強度發生變化而產生的，則是磁場能轉化為電能。(3)甲圖中N極插入螺線管時，向下的磁通量增加，根據楞次定律可知，電流表的電流從“＋”接線柱流入，則指針偏轉方向向右，選項A正確；乙圖中感應電流從“－”接線柱流入電流表，根據右手螺旋定則可知螺線管內部的磁場方向向下，選項B正確；丙圖中感應電流從“＋”接線柱流入電流表，則根據右手螺旋定則可知螺線管內部的磁場方向向上，則圖中條形磁體向上運動，選項C錯誤；丁圖中感應電流從“＋”接線柱流入電流表，條形磁體向上運動，則螺線管中感應電流的磁場向下，則螺線管的繞線方向從上往下看為順時針方向，選項D正確。4.某學習小組同學使用如圖5甲所示的裝置探究“影響感應電流方向的因素”，螺線管A、滑動變阻器、開關與電池構成閉合回路；螺線管B與電流表構成閉合電路，螺線管B套在螺線管A的外面。圖5(1)要想使電流表指針發生偏轉，下列四種操作中可行的是________。A.閉合開關，螺線管A和螺線管B相對靜止向上運動B.閉合開關，螺線管B不動，螺線管A插入或拔出螺線管BC.閉合開關，螺線管A、B不動，移動滑動變阻器的滑片D.螺線管A、B和滑動變阻器的滑片不動，閉合或斷開開關(2)利用圖乙所示的裝置進一步探究感應電流的方向與磁通量變化的關系，螺線管B與電流表構成閉合電路。正確連接好實驗電路后，將條形磁體N極朝下插入螺線管B，觀察到電流表的指針向右偏。①將條形磁體N極朝下拔出螺線管B，觀察到電流表的指針________(填“向左偏”或“向右偏”)；②將條形磁體S極朝下插入螺線管B，觀察到電流表的指針________(填“向左偏”或“向右偏”)。答案(1)BCD(2)①向左偏②向左偏解析(1)要想使電流表指針發生偏轉，即螺線管B與電流表構成的閉合電路產生感應電流，則螺線管B的磁通量發生變化。閉合開關，螺線管A和螺線管B相對靜止向上運動，螺線管B的磁通量不變，故不產生感應電流，故A錯誤；閉合開關，螺線管B不動，螺線管A相當于電磁鐵，插入或拔出螺線管B，螺線管B磁通量發生變化，產生感應電流，故B正確；閉合開關，螺線管A、B不動，移動滑動變阻器的滑片螺線管A的電流發生變化，產生的磁場變化，螺線管B的磁通量發生變化，產生感應電流，故C正確；螺線管A、B和滑動變阻器的滑片不動，閉合或斷開開關瞬間螺線管A的電流發生變化，產生的磁場變化，螺線管B的磁通量發生變化，產生感應電流，故D正確。(2)①將條形磁體N極朝下拔出螺線管B，磁通量變化與插入的變化相反，產生的感應電流方向相反，觀察到電流表的指針向左偏。②將條形磁體S極朝下插入螺線管B，穿過螺線管B的磁場方向與N極朝下插入的磁場方向相反，產生的感應電流的方向相反，觀察到電流表的指針向左偏。B組電磁感應現象楞次定律A級基礎對點練對點練1感應電流的產生和方向的判斷1.如圖1所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產生感應電流，可采用的方法有()圖1A.使通電螺線管中的電流發生變化B.使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉動C.使線圈a以MN為軸轉動D.使線圈繞垂直于MN的直徑轉動答案D解析在A、B、C三種情況下，穿過線圈a的磁通量始終為零，因此不產生感應電流，故A、B、C錯誤；選項D中，當線圈繞垂直于MN的直徑轉動時，穿過線圈的磁通量發生變化，會產生感應電流，故D正確。2.如圖2所示，長直導線中通有向右的電流I，線圈①與直導線垂直放置于其正下方，線圈②中心軸線與直導線重合，線圈③直徑與直導線重合，線圈④與直導線共面放置于其正下方。在電流I均勻增大的過程中()圖2A.從左向右看，線圈①中產生順時針方向的電流B.從左向右看，線圈②中產生逆時針方向的電流C.正視線圈③中產生逆時針方向的電流D.正視線圈④中產生逆時針方向的電流答案D解析穿過線圈①②③的磁通量始終為零，則在電流I均勻增大的過程中，線圈①②③中無感應電流產生，A、B、C錯誤；在電流I均勻增大的過程中，產生的垂直紙面向里的磁場穿過線圈④的磁通量增加，根據楞次定律可知，正視線圈④中產生逆時針方向的電流，D正確。3.如圖3所示，長直導線MN置于三角形金屬線框abc上，彼此絕緣，線框被導線分成面積相等的兩部分。導線通入由M到N的電流，當電流逐漸增大時，線框中()圖3A.磁通量變化量為零B.沒有產生感應電流C.感應電流方向為abcaD.感應電流方向為acba答案C解析雖然線框被導線分成面積相等的兩部分但離導線越遠，磁場越弱，導線通入由M到N的電流，且電流逐漸增大時，通過導線框的磁通量不為零且逐漸增大，會產生感應電流，A、B錯誤；根據MN中電流的方向，結合楞次定律和安培定則可判斷線框abc中感應電流方向為abca，C正確，D錯誤。4.如圖4(a)所示，一根直導線和一個矩形導線框固定在同一豎直平面內，直導線在導線框上方，規定圖(a)中箭頭方向為電流的正方向。直導線中通以圖(b)所示的電流，則在0～t1時間內，導線框中感應電流的方向()圖4A.先順時針后逆時針 B.先逆時針后順時針C.始終沿順時針 D.始終沿逆時針答案C解析開始階段直導線中電流向右減小，磁場方向垂直紙面向里，穿過線框的磁通量減小，由楞次定律可知，線框中感應電流為順時針方向；后一階段直導線中電流向左增加，磁場方向垂直紙面向外，穿過線框的磁通量增加，由楞次定律可知，線框中感應電流為順時針方向，故C正確。對點練2楞次定律的推廣應用5.如圖5所示，一帶正電粒子從直徑上方掠過在水平面內的金屬圓環表面，粒子與圓環不接觸，該過程中()圖5A.穿過金屬環的磁通量一定不變B.環中一定有感應電流C.金屬環有擴張趨勢D.粒子與金屬環無相互作用答案B解析帶正電粒子從直徑上方掠過金屬圓環表面時，穿過金屬圓環的凈磁感線為垂直紙面向里，凈磁通量先增后減，環中產生感應電流，金屬環先有收縮后有擴張趨勢，故A、C錯誤，B正確；環中產生感應電流后周圍會有磁場，且在環內磁場方向垂直于環所在的平面，正電荷從左往右運動時會受到洛倫茲力，所以粒子與金屬環有相互作用，故D錯誤。6.如圖6所示，空間存在垂直紙面向里的磁場，磁場在豎直方向均勻分布，在水平方向非均勻分布，且關于豎直平面MN對稱，絕緣輕線上端固定在M點，下端與一個粗細均勻的銅制圓環相連。現將圓環由P處無初速度釋放，圓環第一次向右擺動最遠能到達Q處(圖中未畫出)。已知圓環始終在同一豎直平面內擺動，則在圓環從P擺向Q的過程中，下列說法正確的是()圖6A.位置P與Q可能在同一高度B.感應電流方向始終逆時針C.感應電流方向先逆時針后順時針D.圓環整體所受安培力先做負功后做正功答案C解析圓環從P擺向Q的過程中，由于磁場在豎直方向均勻分布，在水平方向非均勻分布，導致圓環中磁通量變化，從而產生感應電流，產生焦耳熱，則在整個運動過程中圓環的機械能會減少，因此Q不可能與P在同一高度，故A錯誤；根據楞次定律，圓環在向下擺的過程中，穿過圓環垂直向里的磁通量在增加，當向上擺的過程中，穿過圓環垂直向里的磁通量在減少，則感應電流方向先逆時針后順時針，故B錯誤，C正確；安培力一直阻礙圓環與磁場的相對運動，一直做負功，故D錯誤。7.如圖7所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環，其圓心的正上方有一個豎直的條形磁體。當條形磁體沿水平方向向右移動時，圓環始終未動。若圓環的質量為m，桌面對它的支持力為FN。在此過程中()圖7A.FN小于mg，圓環有向右的運動趨勢B.FN小于mg，圓環有向左的運動趨勢C.FN大于mg，圓環有向右的運動趨勢D.FN大于mg，圓環有向左的運動趨勢答案A解析當條形磁體水平向右移動時，金屬圓環內的磁通量減小，因此圓環面積有擴大的趨勢，同時將跟隨磁體向右運動，從而“阻礙”磁通量的減小，故金屬圓環受安培力向右上方，則桌面對圓環的支持力小于其自身重力，故A正確，B、C、D錯誤。8.(多選)(2024·重慶一中適應性考試)近幾年，許多品牌手機推出無線充電功能，最方便的應用場景之一，是在家用汽車上實現手機無線充電。如圖8所示為手機無線充電的工作原理示意圖，其主要部件為汽車充電基座內的輸電線圈和手機中的受電線圈，若在充電基座內的輸電線圈中通入方向由b經線圈到a，且正在變大的電流，在手機受電線圈中接一個電阻，則()圖8A.受電線圈中，通過電阻的電流方向由c到dB.受電線圈中，通過電阻的電流方向由d到cC.受電線圈與輸電線圈相互吸引D.受電線圈與輸電線圈相互排斥答案AD解析根據安培定則可知，輸電線圈電流產生的磁場方向向上，且正在增大，根據楞次定律可知，受電線圈中感應電流由上向下看為順時針方向，通過電阻的電流方向由c到d，故A正確，B錯誤；受電線圈與輸電線圈電流方向相反，相互排斥，故C錯誤，D正確。對點練3“三定則、一定律”的應用9.如圖9所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬