PAGE12-4楞次定律[學科素養與目標要求]物理觀念：1.正確理解楞次定律的內容及其本質.2.駕馭右手定則，并理解右手定則事實上是楞次定律的一種詳細表現形式．科學思維：1.通過對試驗現象的視察、歸納、概括，抽象得出影響感應電流方向的因素.2.駕馭運用楞次定律和右手定則推斷感應電流方向的方法和步驟．科學探究：1..2.科學看法與責任：參加試驗、多角度分析和逐步明確歸納感應電流方向的過程，領會楞次定律的表述因高度抽象和概括而表現出的簡潔美．一、右手定則將右手手掌伸平，使大拇指與其余并攏的四指垂直，并與手掌在同一平面內，讓磁感線從手心穿入，大拇指指向導體運動方向，這時四指的指向就是感應電流的方向，也就是感應電動勢的方向．二、楞次定律感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變更．1．推斷下列說法的正誤．(1)感應電流的磁場總是與引起感應電流的磁場方向相反．(×)(2)感應電流的磁場可能與引起感應電流的磁場方向相同．(√)(3)感應電流的磁場總是阻擋引起感應電流的磁通量的變更．(×)(4)右手定則和楞次定律都適用于全部電磁感應現象中感應電流方向的推斷．(×)2．如圖1所示，光滑平行金屬導軌PP′和QQ′，都處于同一水平面內，P和Q之間連接一電阻R，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中．現垂直于導軌放置一根導體棒MN，MN向右運動時，MN中的電流方向為________，MN向左運動時，MN中的電流方向為________．(填“M→N”或“N→M”)圖1答案N→MM→N一、右手定則的理解和應用1．試驗：探究導體切割磁感線運動產生的感應電流方向如圖2所示的電路中，G為電流計(已知電流由左接線柱流入，指針向左偏，由右接線柱流入，指針向右偏)，當ab在磁場中切割磁感線運動時，指針的偏轉狀況如下表，依據指針的偏轉狀況，推斷電流方向．圖2導體棒ab的運動指針偏轉方向回路中電流方向(俯視)ab段中電流方向向右向左從b向a向左向右從a向b答案順時針逆時針2．對右手定則的理解(1)適用范圍：閉合電路的部分導體切割磁感線產生感應電流方向的推斷．(2)右手定則反映了磁場方向、導體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關系．①大拇指所指的方向是導體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導體運動而磁場不動，也可以是導體不動而磁場運動，還可以是兩者以不同速度同時運動．②四指指向電流方向，切割磁感線的那部分導體相當于電源．例1下列圖中表示閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動的情景，導體ab上的感應電流方向為a→b的是()答案A解析在導體ab上，A中電流方向為a→b，B中電流方向為b→a，C中電流方向為b→a，D中電流方向為b→a，故選A.二、對楞次定律的理解1．試驗：探究影響感應電流方向的因素依據如圖3甲、乙、丙、丁所示進行試驗操作，并填好試驗現象．圖3甲乙丙丁條形磁鐵運動的狀況N極向下插入線圈S極向下插入線圈N極向上拔出線圈S極向上拔出線圈原磁場方向(“向上”或“向下”)穿過線圈的磁通量變更狀況(“增加”或“削減”)感應電流的方向(在螺線管上方俯視)逆時針順時針順時針逆時針感應電流的磁場方向(“向上”或“向下”)原磁場與感應電流磁場的方向關系請依據上表所填內容理解：甲、乙兩種狀況下，磁通量都________，感應電流的磁場方向與原磁場方向________；丙、丁兩種狀況下，磁通量都________，感應電流的磁場方向與原磁場方向________．答案向下向上向下向上增加增加削減削減向上向下向下向上相反相反相同相同增加相反削減相同2．對楞次定律的理解(1)楞次定律中的因果關系楞次定律反映了電磁感應現象中的因果關系，磁通量發生變更是緣由，產生感應電流是結果．(2)楞次定律中“阻礙”的含義①“阻礙”的理解誰阻礙——感應電流產生的磁場．阻礙誰——阻礙引起感應電流的磁通量的變更．如何阻礙——當原磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反；當原磁通量削減時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同．阻礙效果——阻礙并不是阻擋，結果增加的還是增加，削減的還是削減．②“阻礙”的表現形式從磁通量變更的角度看：感應電流的效果是阻礙磁通量的變更．從相對運動的角度看：感應電流的效果是阻礙相對運動．例2關于楞次定律，下列說法正確的是()A．感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變更B．感應電流的磁場總是阻擋磁通量的變更C．原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場同向D．感應電流的磁場總是跟原磁場反向，阻礙原磁場的變更答案A解析感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變更，選項A正確；阻礙并不是阻擋，只起延緩的作用，選項B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場反向，選項C錯誤；當原磁通量增加時感應電流的磁場跟原磁場反向，當原磁通量削減時感應電流的磁場跟原磁場同向，選項D錯誤．三、楞次定律的應用楞次定律應用四步曲(1)確定原磁場方向；(2)判定產生感應電流的磁通量如何變更(增加還是削減)；(3)依據楞次定律確定感應電流的磁場方向(增反減同)；(4)判定感應電流的方向．該步驟也可以簡潔地描述為“一原二變三感四螺旋”，一原——確定原磁場的方向；二變——確定磁通量是增加還是削減；三感——推斷感應電流的磁場方向；四螺旋——用右手螺旋定則推斷感應電流的方向．例3(多選)如圖4所示，閉合金屬圓環沿垂直于磁場方向放置在有界勻強磁場中，將它從勻強磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()圖4A．向左拉出和向右拉出時，環中的感應電流方向相反B．向左或向右拉出時，環中感應電流方向都是沿順時針方向的C．向左或向右拉出時，環中感應電流方向都是沿逆時針方向的D．將圓環左右拉動，當環全部處在磁場中運動時，圓環中無感應電流答案BD解析將金屬圓環不管從哪邊拉出磁場，穿過閉合圓環的磁通量都要削減，依據楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的削減，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，應用右手螺旋定則可以推斷出感應電流的方向是順時針方向的，選項B正確，A、C錯誤；當圓環全部處在磁場中運動時，穿過圓環的磁通量沒有變更，這種狀況無感應電流，D正確．例4(2024·宿遷市高二下期末)如圖5所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中()圖5A．始終有感應電流自a向b流過電流表B．始終有感應電流自b向a流過電流表C．先有a→→b方向的感應電流，后有b→→a方向的感應電流D．將不會產生感應電流答案C解析當條形磁鐵進入螺線管時，閉合線圈中的磁通量增加，產生感應電流方向為a→→b；當條形磁鐵穿出螺線管時，閉合線圈中的磁通量削減，產生感應電流方向為b→→a，選項C正確．[學科素養]楞次定律既適用于閉合電路的一部分導體切割磁感線產生的感應電流方向的推斷，又適用于因磁場變更在閉合電路中產生的感應電流方向的推斷，通過例3、例4中楞次定律的應用，使學生嫻熟駕馭運用楞次定律處理問題的步驟，很好地體現了“科學思維”的學科素養.答案BC解析圖A中導體不切割磁感線，導體中無電流；由右手定則可以推斷B、C正確；D圖中感應電流方向應垂直紙面對外．2．(楞次定律的理解)在電磁感應現象中，下列說法正確的是()A．感應電流的磁場方向可能與引起感應電流的磁場方向相同B．感應電流的磁場方向總是與引起感應電流的磁場方向相同C．感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量D．感應電流的磁場阻擋了引起感應電流的磁通量的變更答案A解析依據楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變更，選項C錯誤；當原磁場增加時，感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反，當原磁場減弱時，感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同，選項A正確，B錯誤；感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變更，不是阻擋，選項D錯誤．3．(楞次定律的應用)的正上方下落至正下方的全過程中，從上往下看，線圈2中()圖6A．無感應電流B．有順時針方向的感應電流C．有先順時針后逆時針方向的感應電流D．有先逆時針后順時針方向的感應電流答案C解析依據安培定則推斷可知，線圈1產生的磁場方向向上．當線圈2靠近線圈1時，穿過線圈2的磁通量增加，依據楞次定律可知，線圈2中產生順時針方向的感應電流；當線圈2遠離線圈1時，穿過線圈2的磁通量減小，依據楞次定律可知，線圈2中產生逆時針方向的感應電流．所以線圈2中感應電流的方向先是順時針后是逆時針，故選項C正確．4．(楞次定律的應用)小管同學為了探究感應電流的方向與什么因素有關，他把一靈敏電流計與一個線圈相連構成閉合電路，然后將條形磁鐵插入或拔出線圈，如圖7所示．其中線圈中所標箭頭方向為感應電流方向．則下列推斷正確的是()圖7A．甲圖磁鐵正在向下運動B．乙圖磁鐵正在向上運動C．丙圖磁鐵正在向上運動D．丁圖磁鐵正在向上運動答案D解析依據線圈中感應電流的方向，由右手螺旋定則可知，甲和丙中的線圈上端為感應電流磁場的S極，乙和丁中的線圈上端為N極，由楞次定律的“阻礙”含義知，甲和丁圖中磁鐵正在向上運動，乙和丙圖中磁鐵正在向下運動，故選項A、B、C錯誤，D正確.考點一楞次定律的理解1．(多選)關于感應電流，下列說法正確的是()A．依據楞次定律知，感應電流的磁場肯定阻礙引起感應電流的磁通量B．感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變更C．感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向可能相同，也可能相反D．當導體切割磁感線運動時，必需用安培定則確定感應電流的方向答案BC考點二楞次定律的應用2．(多選)如圖1所示，通電直導線L和平行于直導線放置的閉合導體框abcd，當通電導線L運動時(不與導體框接觸且始終在導體框的左側)，以下說法正確的是()圖1A．當導線L向左平移時，導體框abcd中感應電流的方向為abcdaB．當導線L向左平移時，導體框abcd中感應電流的方向為adcbaC．當導線L向右平移時，導體框abcd中感應電流的方向為abcdaD．當導線L向右平移時，導體框abcd中感應電流的方向為adcba答案AD圖2A．從b到a，下極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從a到b，上極板帶正電答案D4．(多選)如圖3所示，有界勻強磁場豎直向下穿過光滑的水平桌面，一橢圓形導體框平放在桌面上．使導體框從左邊進入磁場，從右邊穿出磁場．下列說法正確的是()圖3A．導體框進入磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向B．導體框離開磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向C．導體框全部在磁場中運動時，感應電流的方向為順時針方向D．導體框全部在磁場中運動時，無感應電流產生答案BD解析依據楞次定律，導體框進入磁場過程中，感應電流的方向為逆時針方向，導體框離開磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向，導體框全部在磁場中運動時，沒有感應電流產生，故選項A、C錯誤，B、D正確．5．如圖4所示，一線圈用細桿懸于P點，起先時細桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強磁場中運動，磁場的方向如圖所示，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(位置Ⅱ正好是細桿豎直時線圈所處的位置)，線圈內的感應電流(順著磁場方向看去)()圖4A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是順時針方向B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆時針方向C．Ⅰ位置是順時針方向，Ⅱ位置為零，Ⅲ位置是逆時針方向D．Ⅰ位置是逆時針方向，Ⅱ位置為零，Ⅲ位置是順時針方向答案D解析線圈由初始位置向Ⅰ位置運動過程中，沿磁場方向的磁通量漸漸增大，依據楞次定律，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，從右向左穿過線圈，依據安培定則，Ⅰ位置時感應電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時針方向；在Ⅱ位置時由左向右穿過線圈的磁通量最大，但變更率為0，由Ⅱ位置向Ⅲ位置運動時，向右穿過線圈的磁通量削減，依據楞次定律，感應電流的磁場方向向右，依據安培定則可判定Ⅲ位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時針方向，且Ⅱ位置時感應電流為零，故D正確．6．如圖5所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上．在線圈以OO′為軸翻轉180°的過程中，線圈中電流方向()圖5A．始終為A→B→C→AB．始終為A→C→B→AC．先為A→C→B→A再為A→B→C→AD．先為A→B→C→A再為A→C→B→A答案A解析在線圈以OO′為軸翻轉0～90°的過程中，穿過線圈正面對里的磁通量漸漸削減，由楞次定律可知感應電流方向為A→B→C→A；線圈以OO′為軸翻轉90°～180°的過程中，穿過線圈反面對里的磁通量漸漸增加，由楞次定律可知感應電流方向仍舊為A→B→C→A，A正確．7．長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖6甲所示．長直導線中通以大小和方向都隨時間做周期性變更的電流，I－t圖像如圖乙所示．規定沿長直導線方向向上的電流為正方向．關于0～T時間內矩形線框中感應電流的方向，下列說法正確的是()圖6A．由順時針方向變為逆時針方向B．由逆時針方向變為順時針方向C．由順時針方向變為逆時針方向，再變為順時針方向D．由逆時針方向變為順時針方向，再變為逆時針方向答案D解析0～eq\f(T,4)時間內，直導線中向上的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產生逆時針方向的感應電流.eq\f(T,4)～eq\f(T,2)時間內，直導線中向上的電流減小，通過線框中的磁通量削減，線框中產生順時針方向的感應電流；同樣推斷出eq\f(T,2)～eq\f(3,4)T時間內、eq\f(3,4)T～T時間內的感應電流方向分別為順時針和逆時針，故選D.8．如圖7所示，兩條相互平行的導線M、N中通有大小相等、方向相同的電流，矩形導線框abcd和兩條導線在同一平面內且ad邊與導線M平行，線框沿著與兩導線垂直的方向自右向左在兩導線間勻速移動，則在移動過程中，線框中的感應電流的方向為()圖7A．先順時針后逆時針 B．先逆時針后順時針C．始終是逆時針 D．始終是順時針答案C9．(2024·福州市高二檢測)通電長直導線中有恒定電流I，方向豎直向上，矩形線框與直導線在同一豎直面內，現要使線框中產生如圖8所示方向的感應電流，則應使線框()圖8A．稍向左平移B．稍向右平移C．稍向上平移D．以直導線為軸勻速轉動答案B解析由楞次定律可知，線框左移，磁通量增加，感應電流的方向與題圖所示方向相反；選項C、D磁通量不變，無感應電流產生．考點三右手定則的應用10．如圖9所示，CDEF是一個矩形金屬框，當導體棒AB向右移動時，回路中會產生感應電流，則下列說法中正確的是()圖9A．導體棒中的電流方向由B→AB．電流表A1中的電流方向由F→EC．電流表A1中的電流方向由E→FD．電流表A2中的電流方向由D→C答案B解析依據右手定則，導體棒內部電流方向為A到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，A、C錯，B對．同理電流表A2中的電流方向由C→D，D錯．11．如圖10所示，勻強磁場與圓形導體環所在平面垂直，導體ef與環接觸良好，當ef向右勻速運動時()圖10A．圓環中磁通量不變，環上無感應電流產生B．整個環中有順時針方向的電流C．整個環中有逆時針方向的電流D．環的右側有逆時針方向的電流，環的左側有順時針方向的電流答案D解析由右手定則知ef上的感應電流由e→f，故環的右側的電流方向為逆時針，環的左側的電流方向為順時針，選D.12.如圖11所示，MN、PQ為同一水平面的兩平行光滑導軌，導軌間有垂直于導軌平面的磁場(圖中未畫出)，導體ab、cd與導軌有良好的接觸并能自由滑動，當導體ab沿軌道向右滑