2020_2021学年新教材高中物理第2章电磁感应及其应用1.2楞次定律课件鲁科版选择性必修第二册202106262116.ppt

第2课时楞 次 定 律一、楞次定律一、楞次定律1.1.楞次定律的基本内涵：楞次定律的基本内涵：(1)(1)磁通量的角度：感应电流的磁通量的角度：感应电流的_总要总要_引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的_。(2)(2)相对运动的角度：当磁铁的下端相对运动的角度：当磁铁的下端N N极靠近导体线圈的上端时，感应电流产极靠近导体线圈的上端时，感应电流产生的磁场使线圈的上端也为生的磁场使线圈的上端也为N N极，因为极，因为_，所以阻碍磁铁的，所以阻碍磁铁的向下运动；而当磁铁的下端向下运动；而当磁铁的下端N N极远离线圈时，感应电流激发的磁场使线圈的上极远离线圈时，感应电流激发的磁场使线圈的上端为端为S S极，根据极，根据_，所以阻碍磁铁向上运动。，所以阻碍磁铁向上运动。必备知识必备知识素养奠基素养奠基磁场磁场阻碍阻碍变化变化同名磁极相互排斥同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引异名磁极相互吸引(3)(3)能量的角度：把磁铁移近线圈时，外力要克服磁铁和线圈之间的能量的角度：把磁铁移近线圈时，外力要克服磁铁和线圈之间的_做做功，是外界其他形式的能转化成功，是外界其他形式的能转化成_；当磁铁离开线圈时，外界要克服磁铁；当磁铁离开线圈时，外界要克服磁铁与线圈之间的与线圈之间的_做功，也使外界其他形式的能转化成做功，也使外界其他形式的能转化成_，但总能量，但总能量_。排斥力排斥力电能电能吸引力吸引力电能电能守恒守恒2.2.楞次定律的应用：楞次定律的应用：判断下列情境中感应电流的方向：判断下列情境中感应电流的方向：(1)(1)当当ABAB棒向右运动的过程中棒向右运动的过程中(灯泡处在磁场边界不动灯泡处在磁场边界不动)，闭合回路中感应电流，闭合回路中感应电流的方向是的方向是_。B B(2)(2)闭合线圈处于磁场中，如图甲所示，当磁场随时间均匀增加时闭合线圈处于磁场中，如图甲所示，当磁场随时间均匀增加时(如图乙所如图乙所示示)，线圈产生的感应电流的方向是，线圈产生的感应电流的方向是_。(均选填：均选填：A.A.顺时针顺时针B.B.逆时针逆时针)B B二、右手定则二、右手定则1.1.基本内涵：伸开右手，让基本内涵：伸开右手，让_与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内，让内，让_垂直穿过手心，使拇指指向垂直穿过手心，使拇指指向_的方向，其余四指所指的的方向，其余四指所指的方向就是方向就是_的方向。的方向。2.2.适用条件：磁通量的变化是由适用条件：磁通量的变化是由_引起。引起。3.3.与楞次定律的关系：是楞次定律在与楞次定律的关系：是楞次定律在_这种特殊情况下的应用。这种特殊情况下的应用。拇指拇指磁感线磁感线导体运动导体运动感应电流感应电流导体切割磁感线导体切割磁感线导体切割磁感线导体切割磁感线关键能力关键能力素养形成素养形成一楞次定律的理解和应用一楞次定律的理解和应用1.1.楞次定律的理解：楞次定律的理解：(1)(1)各物理量之间的关系：各物理量之间的关系：(2)“(2)“阻碍阻碍”不是阻止，而是延缓这种变化不是阻止，而是延缓这种变化 。(3)“(3)“阻碍阻碍”的不是磁场强度，也不是磁通量，而是阻碍穿过闭合回路的磁通量的不是磁场强度，也不是磁通量，而是阻碍穿过闭合回路的磁通量变化。变化。(4)(4)由于由于“阻碍阻碍”作用才导致了电磁感应中的能量转化。作用才导致了电磁感应中的能量转化。2.2.楞次定律推论的应用：楞次定律推论的应用：内容内容例例证证阻碍原磁通量阻碍原磁通量变变化化“增反减同增反减同”阻碍相阻碍相对对运运动动“来拒去留来拒去留”内容内容例例证证阻碍原磁通量阻碍原磁通量变变化化“增增缩缩减减扩扩”【思考思考讨论讨论】法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有A A、B B两个线圈，两个线圈，当当A A线圈电路中的开关闭合的瞬间。线圈电路中的开关闭合的瞬间。(1)(1)楞次定律直接判断出的是线圈楞次定律直接判断出的是线圈B B中哪个物理量的方向？中哪个物理量的方向？(物理观念物理观念)提示：提示：线圈线圈B B中感应电流的磁场，方向向上。中感应电流的磁场，方向向上。(2)(2)怎样判断出线圈怎样判断出线圈B B中感应电流的方向？中感应电流的方向？(物理观念物理观念)提示：提示：先用楞次定律判断感应电流的磁场，再用安培定则判断感应电流的方向，先用楞次定律判断感应电流的磁场，再用安培定则判断感应电流的方向，从从b b到到a a。【典例示范典例示范】通电直导线与矩形线圈在同一平面内通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当，当线圈远离导线线圈远离导线时，判断线圈中感应时，判断线圈中感应电流的方向。电流的方向。【审题关键审题关键】序号序号信息提取信息提取矩形矩形线线圈圈处处在垂直于在垂直于纸纸面向里的磁面向里的磁场场矩形矩形线线圈内磁通量逐圈内磁通量逐渐渐减小减小【解析解析】矩形线圈所处的原磁场的方向垂直于纸面向里，当线圈远离导线时，矩形线圈所处的原磁场的方向垂直于纸面向里，当线圈远离导线时，线圈内部磁通量逐渐减小，根据楞次定律，增反减同，所以感应电流的磁场方线圈内部磁通量逐渐减小，根据楞次定律，增反减同，所以感应电流的磁场方向也垂直于纸面向里。再根据安培定则，得到线圈的感应电流是顺时针方向。向也垂直于纸面向里。再根据安培定则，得到线圈的感应电流是顺时针方向。答案：答案：顺时针方向顺时针方向【规律方法规律方法】应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤(1)(1)明确穿过闭合电路原磁场的方向。明确穿过闭合电路原磁场的方向。(2)(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。(3)(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。(4)(4)利用安培定则确定感应电流的方向。利用安培定则确定感应电流的方向。【母题追问母题追问】1.1.在在【典例示范典例示范】情境中，当线框由左向右匀速通过直导线时情境中，当线框由左向右匀速通过直导线时(如图所示如图所示)，线，线框中感应电流的方向是框中感应电流的方向是()A.A.先先abcdabcd，后，后dcbadcba，再，再abcdabcdB.B.先先abcdabcd，后，后dcbadcbaC.C.始终始终dcbadcbaD.D.先先dcbadcba，后，后abcdabcd，再，再dcbadcba【解析解析】选选D D。由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的。由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里，当线框向导线靠近时，方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里，当线框向导线靠近时，则穿过线框的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为则穿过线框的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为dcbadcba；当线；当线框越过导线时到线框中心轴与导线重合，穿过线框的磁通量变小，则感应电流框越过导线时到线框中心轴与导线重合，穿过线框的磁通量变小，则感应电流方向为方向为abcdabcd；当继续向右运动时，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电；当继续向右运动时，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为：流方向为：abcdabcd；当远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为：；当远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为：dcbadcba；故故D D正确，正确，A A、B B、C C错误。错误。2.2.在在【典例示范典例示范】情境中，线框所受到的外力方向应指向哪一侧？请分别从相情境中，线框所受到的外力方向应指向哪一侧？请分别从相对运动和能量转化与守恒两个角度进行解释。对运动和能量转化与守恒两个角度进行解释。【解析解析】从相对运动角度分析，线框向右运动时，根据楞次定律，来拒去留，从相对运动角度分析，线框向右运动时，根据楞次定律，来拒去留，导线会阻碍线框的运动，为保证线框能向右运动，则受到的外力方向应指向右导线会阻碍线框的运动，为保证线框能向右运动，则受到的外力方向应指向右侧。从能量转化和守恒角度分析，线框内有感应电流产生，则必须有其他外力侧。从能量转化和守恒角度分析，线框内有感应电流产生，则必须有其他外力对线框做正功，并转化为线框的电能，所以受到的外力应指向右侧。对线框做正功，并转化为线框的电能，所以受到的外力应指向右侧。答案：答案：见解析见解析【补偿训练补偿训练】1.1.如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中()A.A.圆环一定向右运动圆环一定向右运动B.B.圆环中的感应电流方向不变圆环中的感应电流方向不变C.C.圆环受到的摩擦力方向不变圆环受到的摩擦力方向不变D.D.圆环对桌面的压力先减小后增大圆环对桌面的压力先减小后增大【解析解析】选选C C。当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述。当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留来拒去留”可知，圆环有向下和向右的趋势，但不知道是否受到水平面的摩擦力，可知，圆环有向下和向右的趋势，但不知道是否受到水平面的摩擦力，所以金属环不一定运动，故所以金属环不一定运动，故A A错误；当磁铁向右运动时，圆环中的磁通量向上增大，根错误；当磁铁向右运动时，圆环中的磁通量向上增大，根据楞次定律圆环中产生顺时针方向的感应电流；而磁铁远离圆环时，圆环中向上的磁据楞次定律圆环中产生顺时针方向的感应电流；而磁铁远离圆环时，圆环中向上的磁通量减小，感应电流沿逆时针方向，故圆环中的感应电流方向改变，故通量减小，感应电流沿逆时针方向，故圆环中的感应电流方向改变，故B B错误；当磁铁错误；当磁铁向右运动靠近环时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述向右运动靠近环时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留来拒去留”可知，圆环有向下和向右的趋势，安培力合力斜向右下方；而磁铁远离圆环时，圆环可知，圆环有向下和向右的趋势，安培力合力斜向右下方；而磁铁远离圆环时，圆环有向右和向上的运动趋势，安培力合力斜向右上方，可知环有向右运动的趋势，可能有向右和向上的运动趋势，安培力合力斜向右上方，可知环有向右运动的趋势，可能向右运动，受到的摩擦力的方向一定始终向左，方向不变，同时环对桌面的压力先增向右运动，受到的摩擦力的方向一定始终向左，方向不变，同时环对桌面的压力先增大后减小，故大后减小，故C C正确，正确，D D错误。错误。2.2.如图所示，在磁感应强度大小为如图所示，在磁感应强度大小为B B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m m、阻值为、阻值为R R的闭合矩形金属线框的闭合矩形金属线框abcdabcd用绝缘轻质细杆悬挂在用绝缘轻质细杆悬挂在O O点，并可绕点，并可绕O O点摆点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属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细杆和金属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是()A.abcdA.abcdB.dcbadB.dcbadC.C.先是先是dcbaddcbad，后是，后是abcdaabcdaD.D.先是先是abcdaabcda，后是，后是dcbaddcbad【解析解析】选选B B。由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由。由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反减增反减同同”可知电流方向是可知电流方向是dcbaddcbad。二楞次定律、右手定则、左手定则的对比二楞次定律、右手定则、左手定则的对比1.1.楞次定律与右手定则的比较楞次定律与右手定则的比较楞次定律楞次定律右手定右手定则则区区别别研究研究对对象象整个整个闭闭合回路合回路闭闭合回路的一部分，即做合回路的一部分，即做切割磁感切割磁感线线运运动动的的导导体体适用适用范范围围各种各种电电磁感磁感应现应现象象只适用于只适用于导导体在磁体在磁场场中做中做切割磁感切割磁感线线运运动动的情况的情况应应用用用于磁感用于磁感应应强强度度B B随随时间时间变变化而化而产产生的生的电电磁感磁感应应现现象象较较方便方便用于用于导导体切割磁感体切割磁感线产线产生生的的电电磁感磁感应现应现象象较较方便方便联联系系右手定右手定则则是楞次定律的特例是楞次定律的特例2.2.左手定则与右手定则的对比左手定则与右手定则的对比(1)(1)左手定则是用来判断电流受到磁场力的方向。左手定则是用来判断电流受到磁场力的方向。(2)(2)右手定则是用来判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向。右手定则是用来判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向。【思考思考讨论讨论】ABAB棒分别以下列情境运动。根据楞次定律可以判断出感应电流的方向，如图所棒分别以下列情境运动。根据楞次定律可以判断出感应电流的方向，如图所示。示。(1)(1)若用右手，如何表示产生感应电流的磁场方向、导线运动方向、感应电流的若用右手，如何表示产生感应电流的磁场方向、导线运动方向、感应电流的方向三者之间的关系？方向三者之间的关系？(科学探究科学探究)提示：提示：磁场垂直穿过手心，大拇指指向导体棒运动的方向，四指的指向便是感磁场垂直穿过手心，大拇指指向导体棒运动的方向，四指的指向便是感应电流的方向。三者两两垂直。应电流的方向。三者两两垂直。(2)(2)利用右手来判断感应电流方向的优点是什么？利用右手来判断感应电流方向的优点是什么？(科学探究科学探究)提示：提示：不用再判断感应电流的磁场方向，就可以得到感应电流的方向。不用再判断感应电流的磁场方向，就可以得到感应电流的方向。【典例示范典例示范】如图光滑水平导轨上有如图光滑水平导轨上有MNMN、ABAB两个金属杆，当用外力两个金属杆，当用外力F F拉动金属杆拉动金属杆ABAB时，时，MNMN如何如何运动？运动？【解题探究解题探究】(1)MN(1)MN的运动是由什么原因导致的？的运动是由什么原因导致的？提示：提示：MNMN中的电流在磁场中受力。中的电流在磁场中受力。(2)MN(2)MN中的电流是由什么原因产生的？中的电流是由什么原因产生的？提示：提示：ABAB棒切割磁感线产生的感应电流。棒切割磁感线产生的感应电流。【解析解析】由于由于ABAB金属杆在外力金属杆在外力F F的作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则，的作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则，ABAB金属杆上感应电流的方向从金属杆上感应电流的方向从B B到到A A，所以金属杆，所以金属杆MNMN上的电流方向从上的电流方向从M M到到N N。再根。再根据左手定则，据左手定则，MNMN受到的安培力的方向向右，所以当用外力受到的安培力的方向向右，所以当用外力F F拉动金属杆拉动金属杆ABAB时，时，MNMN将开始向右运动。将开始向右运动。答案：答案：MNMN将开始向右运动将开始向右运动【母题追问母题追问】1.1.在在【典例示范典例示范】的情境中，的情境中，MNMN金属杆受安培力起什么作用？金属杆受安培力起什么作用？ABAB金属杆受安培金属杆受安培力吗？起什么作用？力吗？起什么作用？【解析解析】MNMN金属杆所受的安培力对金属杆所受的安培力对MNMN起动力的作用。起动力的作用。ABAB金属杆也受安培力的作金属杆也受安培力的作用，根据左手定则，方向向左，阻碍用，根据左手定则，方向向左，阻碍ABAB金属杆的运动。金属杆的运动。答案：答案：见解析见解析2.2.在在【典例示范典例示范】的情境中，若的情境中，若ABAB金属杆不受外力作用，垂直于纸面的磁感应金属杆不受外力作用，垂直于纸面的磁感应强度增大，试分析强度增大，试分析ABAB、MNMN金属杆各自怎样运动？围成的面积怎样变化？金属杆各自怎样运动？围成的面积怎样变化？【解析解析】垂直于纸面的磁感应强度增大，根据楞次定律，增反减同，感应电流垂直于纸面的磁感应强度增大，根据楞次定律，增反减同，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据安培定则回路中产生的感应电流流向为的磁场方向垂直于纸面向外，根据安培定则回路中产生的感应电流流向为B-A-B-A-M-NM-N。再根据左手定则。再根据左手定则ABAB金属杆受到的安培力向左，金属杆受到的安培力向左，MNMN受到的安培力向右。围成受到的安培力向右。围成的回路面积减小。的回路面积减小。答案：答案：见解析见解析【补偿训练补偿训练】1.18311.1831年年1010月月2828日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。图示是这个圆是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。图示是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙和丙分别与转动轴、盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙和丙分别与转动轴、铜盘边缘接触。下列四幅图示中的图铜盘边缘接触。下列四幅图示中的图A A、B B中磁场方向与铜盘平行；图中磁场方向与铜盘平行；图C C、D D中磁中磁场方向与铜盘垂直，场方向与铜盘垂直，C C图中磁场区域仅是甲、丙之间，图中磁场区域仅是甲、丙之间，D D图中磁场区域仅是甲、图中磁场区域仅是甲、乙之间。从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻乙之间。从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻R R上有电流且方上有电流且方向沿纸面向上的是向沿纸面向上的是()【解析解析】选选D D。当磁场的方向与铜盘平行时，铜盘内没有磁通量的变化，此时没。当磁场的方向与铜盘平行时，铜盘内没有磁通量的变化，此时没有感应电流，故有感应电流，故A A错误，错误，B B错误；从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转错误；从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由乙流向甲，所以电阻动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由乙流向甲，所以电阻R R上的电上的电流方向沿纸面向下，故流方向沿纸面向下，故C C错误；从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动错误；从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由甲流向乙，所以电阻时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由甲流向乙，所以电阻R R上的电流上的电流方向沿纸面向上，故方向沿纸面向上，故D D正确。正确。2.(2.(多选多选)图中小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面，以速度图中小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面，以速度v v在纸面内运动。关于感应电流有无及方向的判断正确的是在纸面内运动。关于感应电流有无及方向的判断正确的是()A.A.甲图中有感应电流，方向向里甲图中有感应电流，方向向里B.B.乙图中有感应电流，方向向外乙图中有感应电流，方向向外C.C.丙图中无感应电流丙图中无感应电流D.D.丁图中丁图中a a、b b、c c、d d四位置上均无感应电流四位置上均无感应电流【解析解析】选选A A、C C。甲图中导线切割磁感线，有感应电流产生，由右手定则判断。甲图中导线切割磁感线，有感应电流产生，由右手定则判断可知，感应电流方向向里，故可知，感应电流方向向里，故A A正确。图乙中导线不切割磁感线，没有感应电流正确。图乙中导线不切割磁感线，没有感应电流产生，故产生，故B B错误。图丙中导线不切割磁感线，没有感应电流产生，故错误。图丙中导线不切割磁感线，没有感应电流产生，故C C正确。在正确。在a a、c c两个位置没有感应电流，而在两个位置没有感应电流，而在d d、b b两个位置有感应电流，故两个位置有感应电流，故D D错误。错误。【拓展例题拓展例题】考查内容：生活中的楞次定律考查内容：生活中的楞次定律【典例典例】为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成量记录仪组成(电流测量记录仪未画出电流测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，的电流被记录下来，P P、Q Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向里向里(如图乙如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为()A.A.始终顺时针方向始终顺时针方向B.B.始终逆时针方向始终逆时针方向C.C.先顺时针，再逆时针方向先顺时针，再逆时针方向D.D.先逆时针，再顺时针方向先逆时针，再顺时针方向【解析解析】选选D D。磁场进入线圈时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感。磁场进入线圈时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则可知感应电流方向为逆时针方应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则可知感应电流方向为逆时针方向；磁场离开线圈时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流的向；磁场离开线圈时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据安培定则可知感应电流方向为顺时针方向，故磁场方向垂直纸面向里，根据安培定则可知感应电流方向为顺时针方向，故D D正正确，确，A A、B B、C C错误。错误。【课堂回眸课堂回眸】课堂检测课堂检测素养达标素养达标1.1.如图所示为由两个正三角形线框构成的回路，现给回路加上垂直于线框平面如图所示为由两个正三角形线框构成的回路，现给回路加上垂直于线框平面向里的匀强磁场，并使磁场的磁感应强度增大，则回路中产生的感应电流方向向里的匀强磁场，并使磁场的磁感应强度增大，则回路中产生的感应电流方向正确的是正确的是()【解析解析】选选C C。该平面回路为一个回路，垂直于线框平面向里的匀强磁场增大时，。该平面回路为一个回路，垂直于线框平面向里的匀强磁场增大时，根据楞次定律，增反减同，外环的感应电流的方向为逆时针方向，内环的感应根据楞次定律，增反减同，外环的感应电流的方向为逆时针方向，内环的感应电流的方向为顺时针方向，故电流的方向为顺时针方向，故C C正确，正确，A A、B B、D D错误。错误。2.(20202.(2020全国全国卷卷)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S S由断开状态拨至连接状态，由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到电路接通的瞬间，可观察到()A.A.拨至拨至M M端或端或N N端，圆环都向左运动端，圆环都向左运动B.B.拨至拨至M M端或端或N N端，圆环都向右运动端，圆环都向右运动C.C.拨至拨至M M端时圆环向左运动，拨至端时圆环向左运动，拨至N N端时向右运动端时向右运动D.D.拨至拨至M M端时圆环向右运动，拨至端时圆环向右运动，拨至N N端时向左运动端时向左运动【解析解析】选选B B。不论开关。不论开关S S拨至拨至M M端或端或N N端，穿过右边金属圆环的磁通量都会增加，端，穿过右边金属圆环的磁通量都会增加，由楞次定律的由楞次定律的“增缩减扩增缩减扩”可知，圆环向右运动才能减小磁通量的增加，故可知，圆环向右运动才能减小磁通量的增加，故B B正正确。确。【补偿训练补偿训练】如图如图a a、b b、c c三个圆环在同一平面内，当三个圆环在同一平面内，当b b环中的顺时针方向电流减小时，环中的顺时针方向电流减小时，则则()A.aA.a环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势B.aB.a环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势C.cC.c环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势D.cD.c环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势【解析解析】选选D D。由安培定则可知，。由安培定则可知，b b环产生的磁场的方向向里，当环产生的磁场的方向向里，当b b环中电流逐渐环中电流逐渐减小时，在环内产生的磁场减小，减小时，在环内产生的磁场减小，a a环内的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，环内的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，a a环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，a a环感应电流的方向为顺时针方向，环感应电流的方向为顺时针方向，故故A A、B B错误；根据磁场分布的特点可知，错误；根据磁场分布的特点可知，c c环处磁场的方向向外，当环处磁场的方向向外，当b b环中电流环中电流逐渐减小时，逐渐减小时，c c环内向外的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，环内向外的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，c c环有面积增大环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，的趋势，根据楞次定律可知，c c环感应电流的方向为逆时针方向，故环感应电流的方向为逆时针方向，故C C错误，错误，D D正正确。确。3.3.闭合线框闭合线框abcdabcd，自某高度自由下落时穿过一个有界，自某高度自由下落时穿过一个有界(到到间间)的匀强磁场，的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是()A.A.经过经过时，时，abcdaabcdaB.B.经过经过时，时，abcdaabcdaC.C.经过经过时，时，adcbaadcbaD.D.经过经过时，时，abcdaabcda【解析解析】选选A A。经过。经过时，向里的磁通量增加，根据楞次定律得感应电流的磁场时，向里的磁通量增加，根据楞次定律得感应电流的磁场方向向外，由安培定则判断感应电流方向为逆时针，即方向向外，由安培定则判断感应电流方向为逆时针，即abcdaabcda，故，故A A正正确；经过确；经过时，磁通量不变，则感应电流为时，磁通量不变，则感应电流为0 0，故，故B B、C C错误；经过错误；经过时，向里的时，向里的磁通量减少，根据楞次定律得感应电流的磁场方向向里，由安培定则判断感应磁通量减少，根据楞次定律得感应电流的磁场方向向里，由安培定则判断感应电流方向为顺时针，即电流方向为顺时针，即adcbaadcba，故，故D D错误。错误。4.(20204.(2020江苏高考江苏高考)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B B1 1和和B B2 2大小相等、方大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是方向感应电流的是()A.A.同时增大同时增大B B1 1减小减小B B2 2B.B.同时减小同时减小B B1 1增大增大B B2 2C.C.同时以相同的变化率增大同时以相同的变化率增大B B1 1和和B B2 2D.D.同时以相同的变化率减小同时以相同的变化率减小B B1 1和和B B2 2【解析解析】选选B B。若产生顺时针方向的感应电流，则感应磁场的方向垂直纸面向里。若产生顺时针方向的感应电流，则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通量增多，量增多，A A错误，错误，B B正确。同时以相同的变化率增大正确。同时以相同的变化率增大B B1 1和和B B2 2，或同时以相同的变，或同时以相同的变化率减小化率减小B B1 1和和B B2 2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0 0，不会，不会产生感应电流，产生感应电流，C C、D D错误。错误。5.5.把轻质导线圈用细线挂在条形磁铁把轻质导线圈用细线挂在条形磁铁N N极的附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且极的附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将()A.A.俯视逆时针转动，同时靠近磁铁俯视逆时针转动，同时靠近磁铁B.B.俯视顺时针转动，同时靠近磁铁俯视顺时针转动，同时靠近磁铁C.C.俯视逆时针转动，同时远离磁铁俯视逆时针转动，同时远离磁铁D.D.俯视顺时针转动，同时远离磁铁俯视顺时针转动，同时远离磁铁【解析解析】选选A A。由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为。由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为S S极，因为异名磁极相互极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，即俯视，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁，故吸引，因此从上往下看，即俯视，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁，故A A正确，正确，B B、C C、D D错误。错误。【新思维新思维新考向新考向】情境：某电子天平原理如图所示，情境：某电子天平原理如图所示，E E形磁铁的两侧为形磁铁的两侧为N N极，中心为极，中心为S S极，两极间的极，两极间的磁感应强度大小均为磁感应强度大小均为B B，磁极宽度均为，磁极宽度均为L L，忽略边缘效应。一正方形线圈套于中，忽略边缘效应。一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C C、D D与外电路连接。当质量为与外电路连接。当质量为m m的重的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流时对应的供电电流I I可确定重物的质量。可确定重物的质量。问题：已知线圈匝数为问题：已知线圈匝数为n n，线圈电阻为，线圈电阻为R R，重力加速度为，重力加速度为g g。问：。问：(1)(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C C端还是从端还是从D D端流出？端流出？(2)(2)供电电流供电电流I I是从是从C C端还是从端还是从D D端流入？求重物质量与电流的关系。端流入？求重物质量与电流的关系。(3)(3)若线圈消耗的最大功率为若线圈消耗的最大功率为P P，该电子天平能称量的最大质量是多少？，该电子天平能称量的最大质量是多少？【解析解析】(1)E(1)E形磁铁的两侧为形磁铁的两侧为N N极，中心为极，中心为S S极，由于线圈在该磁铁的最下面的极，由于线圈在该磁铁的最下面的磁通量最大，所以向下的过程中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，感应磁通量最大，所以向下的过程中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，感应电流的磁场的方向向上，所以感应电流的方向是逆时针方向电流的磁场的方向向上，所以感应电流的方向是逆时针方向(从上向下看从上向下看)，电，电流由流由C C流出，流出，D D端流入。端流入。(2)(2)秤盘和线圈向上恢复到未放重物时的位置并静止，说明安培力的方向向上，秤盘和线圈向上恢复到未放重物时的位置并静止，说明安培力的方向向上，由左手定则即可判断出电流的方向是逆时针方向由左手定则即可判断出电流的方向是逆时针方向(从上向下看从上向下看)，电流由，电流由C C流出，流出，由由D D流入。流入。两极间的磁感应强度大小均为两极间的磁感应强度大小均为B B，磁极宽度均为，磁极宽度均为L L，线圈匝数为，线圈匝数为n n，左右两侧受力，左右两侧受力相等，得：相等，得：mg=2nmg=2nBILBIL，即为：即为：m=m=；(3)(3)设最大称重力是设最大称重力是m mm m，得：，得：m mm mg=2ng=2nBIL BIL 又：又：P=IP=I2 2R R 联立得：联立得：m mm m=答案：答案：(1)(1)从从C C端流出端流出(2)(2)从从D D端流入端流入m=m=(3)(3)