第九章 电磁感应
学案44 电磁感应现象 楞次定律
一、概念规律题组
图1
1．如图1所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面．若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．不能确定
2．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )
3．某磁场磁感线如图2所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电流的方向是( )
A．始终顺时针 C．先顺时针再逆时针
图2
B．始终逆时针
D．先逆时针再顺时针
图3
4．如图3所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则( )
A．线框中有感应电流，且按顺时针方向 B．线框中有感应电流，且按逆时针方向
C．线框中有感应电流，但方向难以判断
D．由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流 二、思想方法题组
图4
5．如图4所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是( )
A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同
C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速 D．线圈静止不动
图5
6．如图5所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A．P、Q将相互靠拢 B．P、Q将相互远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g
一、楞次定律的含义及基本应用
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤： (1)确定原磁场方向；
(2)明确闭合回路中磁通量变化的情况；
(3)应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流的磁场的方向． (4)应用安培定则，确定感应电流的方向． 应用楞次定律的步骤可概括为： 一原二变三感四螺旋
根据楞次定律的基本含义，按步就班解题一般不会出错．
17)如图6所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁【例1】 (2009·浙江·
场中，有一质量为m、阻值为
图6
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( )
A．a→b→c→d→a B．d→c→b→a→d
C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d [规范思维]
图7
[针对训练1] 某实验小组用如图7所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流的方向是( )
A．a→G→b
B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a
D．先b→G→a，后a→G→b 二、楞次定律拓展含义的应用
感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因．具体有以下几种情形：
(1)当回路中的磁通量发生变化时，感应电流的效果是阻碍原磁通量的变化．
(2)当出现引起磁通量变化的相对运动时，感应电流的效果是阻碍导体间的相对运动，即“来时拒，去时留”．
(3)当闭合回路发生形变时，感应电流的效果是阻碍回路发生形变．
(4)当线圈自身的电流发生变化时，感应电流的效果是阻碍原来的电流发生变化．
【例2】 如图8所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB的正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向上的运动趋势的判断正确的是( )
图8
A．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 [规范思维]
[针对训练2] 如图9所示，
图9
通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时( ) A．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小 B．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小 C．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大 D．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大
图10
[针对训练3] (2010·21)如图10，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，上海物理·
并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．
三、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用 1．规律比较 基本现象 运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流有作用力 电磁 感应
应用的定则或定律 安培定则 左手定则 部分导体做切割磁感线的运动 闭合回路的磁通量发生变化 2.应用区别 右手定则 楞次定律 关键是抓住因果关系：
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则； (2)因动而生电(v、B→I)→右手定则； (3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则． 3．相互联系
(1)应用楞次定律，必然要用到安培定则；
(2)感应电流受到安培力，有时可以先用右手定则确定电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定安培力的方向．
图11
【例3】 如图11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，
MN在磁场力的作用下向右运动，当PQ在外力作用下运动时，则PQ所做的运动可能是( )
A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 [规范思维]
[针对训练4]
图12
(2011·2)如图12所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一江苏·
竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )
A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零