图1
正确答案：C
分析与解答：当磁铁AB插入螺线管的过程，螺线管内原磁通量增加，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场就与原磁场方向相反，所以螺线管中感应电流形成的电磁铁C端极性一定与磁铁B端的极性相同。
（2）来拒去留
从导体与磁体的相对运动角度来看，感应电流的效果总是要阻碍导体和磁体的相对运动。
[例2] 如图2所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g B. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g C. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g D. 圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g
图2
正确答案：B
分析与解答：此题易错选A或C，原因是在判断磁力作用时缺乏对条形磁铁磁感线的空间分布的了解。今用楞次定律第二种推广含义来判断：感应电流总是阻碍导体间的相对运动，意思是，总是阻碍导体间的距离变化。因此圆环在磁铁的上方下落时，磁场力总是阻碍圆环下落，即a?g；而下落到磁铁的下方时，由于圆环与磁铁的距离增大，磁场力要阻碍它向下距离增大，因此a?g。 点评：一般地，凡是由于外界因素而使导体运动，进而产生感应电流的，都可用“阻碍导体的相对运动”来判定。此方法避免了对磁铁磁感线空间分布的判断，使问题的解答简便。
（3）增缩减扩
从闭合电路的面积来看，感应电流的效果总是致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。收缩或扩
张是为了阻碍电路磁通量的变化，若穿过闭合电路的磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减小时，面积有增大趋势。
[例3] 如图3所示，闭合线圈放置在变化的磁场中，线圈平面跟纸面平行，磁感线垂直于纸面，要使线圈有扩张的趋势，应使磁场（ ）
A. 不断增强，方向垂直纸面向里 B. 不断减弱，方向垂直纸面向外 C. 不断增强，方向垂直纸面向外 D. 不断减弱，方向垂直纸面向里
图3
正确答案：B、D
分析与解答：当穿过线圈的磁场不断减弱时，使得穿过线圈的磁通量不断减少，根据楞次定律的推广含义，为了阻碍原磁通的变化，可知：无论磁场方向是垂直纸面向里还是垂直纸面向外线圈都将有扩张的趋势。
3. 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现
在电磁感应现象中，感应电流在闭合电路中流动时将电能转化为内能，根据能量守恒定律，能量不能无中生有，这部分能量只能从其他形式的能量转化而来。所以楞次定律在本质上是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。
例如，当条形磁铁从闭合线圈中插进与拔出的过程中，按照楞次定律，把磁铁插入线圈或从线圈中拔出，都必须克服磁场的斥力或引力做机械功。实际上，正是这一过程消耗的机械能转化为电能再转化为内能。
（四）例析电磁感应中的图象问题
在电磁感应现象中，穿过回路的磁通量、回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对回路的作用力随时间的变化情况，也可用图象直观地表示出来。解决图象类问题的关键是分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势（电流）或安培力的大小是否恒定，然后运用楞次定律或左手定则判定他们的方向。下面通过几个例子来看一下这类问题的求解方法。 [例1] 如图1所示，宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，一边长为20cm的正方形线框位于纸面内以垂直于磁场边界的恒定速率v?20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t?0，在图2中，能正确反映感应电流随时间变化规律的是（ ） × × ×× × ×× × ×× × ×图1
图2
解析：由于线框进入、穿出磁场时，线框内磁通量均匀变化，因此在线框中产生的感应电流大小不变，由楞次定律可知，线框进入和穿出磁场时感应电流的方向是相反的，而线框全部在磁场中运动时，磁通量不发生变化，没有感应电流产生，同时由本题的条件可知，不产生感应电流的时间与进入和穿出的时间相同。故本题应选A。
[例2] 如图3甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P与Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图3乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（ ）
A. t1时刻N?G C. t3时刻N?G
B. t2时刻N?G D. t4时刻N?G
图3
解析：t1时刻Q中的电流增加，则穿过线圈P的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈P有远离Q的趋势，即线圈P受到推斥力，所以选项A正确。t2和t4时刻由于Q线圈中的电流都保持恒定不变，所以在这两个时刻通过线圈P的磁通量不变，则在线圈P中就不会产生感应电流，线圈P也就不会受到磁场力作用，即N=G。所以选项D正确。在t3时刻由图3乙可知通过Q线圈的电流在变化，则在线圈P里会产生感应电流，但由于在该时刻通过Q线圈的电流为零，所以在t3时刻这两个线圈仍然不会发生作用，即N=G，则选项C正确。由以上分析可知该题的正确答案为ACD。
[例3] 如图4所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知?B??，导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流I和电功率P随时间t变化的下列四个图象中可能正确的是（ ）
图5
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
解析：如图6所示，经过时间t后导体棒DE的位移为l?vt，则此时导体棒DE的有效长度为
lDE?2ltan?(???2。三角形两腰的长度为
)lBD?lBE?lcos?，此时回路的感应电动势为
E?Blv?Bv2t。
图6
回路总电阻为
R总?R(2ltan??2l2)?Rvt(2tan??)cos?cos?
I?则回路的电流
E?R总BvR(2tan??2)cos?。可知回路中的电流是恒定不变的。 2)cos?
电功率
P?I2R总?I2Rvt(2tan??由功率的表达式可知回路的功率P与时间t成正比。 由上面的分析可知①④正确，即本题的正确答案为B。
从以上几个例子可以看出，处理电磁感应的图象问题，不仅要求同学们熟练掌握法拉第电磁感应定律及楞次定律。而且还要求同学们熟练掌握运动学、动力学、欧姆定律等内容。同时要求同学们搞清楚图象与物理过程的对应关系。
【模拟试题】（答题时间：90分钟）
一. 选择题：
1. 在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈（图1），下列情况中能使线圈中产生感应电流的是（ ）
A. 将磁铁在纸面内向上平移
B. 将磁铁在纸面内向右平移 C. 将磁铁绕垂直纸面的轴转动
D. 将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
图1
2. 如图2所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环的运动情况是（ ） A. 向左运动 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 不能判断
图2
3. 如图3，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）（ ）
A. 线圈中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 B. 线圈中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 D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
图3
4. 如图4所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中（ ）
A. 进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g B. 进入磁场时加速度大于g，离开时小于g C. 进入磁场和离开磁场，加速度都大于g D. 进入磁场和离开磁场，加速度都小于g