第十一章 微专题74 电磁感应现象 楞次定律(实验：探究影响感应电流方向的因素)

第十一章电磁感应

微专题74电磁感应现象楞次定律

（实验：探究影响感应电流方向的因素）

i.理解“谁”阻碍“谁”及阻碍方式，理解“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”.会用“四步法”判断感应电流的方向2楞次定律推论：（1）阻碍相对运动.（2）使回路面积有扩大或缩小的趋势.（3）阻碍原电流的变化.

1.如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架金属杆加在恒力/作用下沿框架从静止开始运动，1=0时磁感应强度大小为反，为使"中不产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B随时间1变化的图像是（）

M g /V

× × ×∣× X

× × × ι× × r r

X x ×∣× x r?

X x x]x X

p h Q

A B C D

答案c

解析当通过闭合回路的磁通量不变时，则金属杆"中不产生感应电流，

设金属杆他切割磁感线的有效长度为L, f=0时，金属杆H距离MP边的距离为刖，则金属杆运动过程中穿过闭合回路的磁通量Φ=BoLxo=Wo+x）,对ab受力分析可知，ab不受安培力作用，做初速度为零的匀变速直线运动，设加速度为α, 的质量为〃?，

πl F 1 9 Fz1 2 3 4 5 6 7

贝∣l a=1, x=^at2=^~9

1 1 F1

整理得方=左+元一住，即方一/图像是开口向上的抛物线，C正确.

D D（）ΔD（）ltlX（）D

2.如图所示，报废的近地卫星离轨时，从卫星中释放一根导体缆绳，缆绳的下端连接有空心导体.缆绳以轨道速度。在地磁场8中运动，使得缆绳中产生感应电流.电荷向缆绳两端

聚集，同时两端与电离层中的离子中和，使得电流持续.由于感应电流在地磁场中受到安培力的拖动，从而能加快废弃卫星离轨.设缆绳中电流处处相等，那么（）

m 2 2m9

空心导体

A.缆绳中电流的方向由卫星流向空心导体

B.相同长度的缆绳受到安培力的大小相等

C.缆绳受到安培力的方向与卫星速度方向间的夹角大于90。

D.由于安培力做负功，故在卫星降轨的过程中，其动能一定减小

答案C

解析由右手定则可知，电流方向由空心导体流向卫星，故A错误；

因为地磁场不是匀强磁场，所以相同长度的缆绳受到的安培力大小不相等，故B错误；

由左手定则可知，缆绳受到的安培力的方向与卫星速度方向的夹角大于90°,故C正确;

引力做正功，故D错误.

3.（多选）如图甲所示，金属圆环放置在绝缘水平桌面上，在圆环的正上方有一个螺线管，规定电流从螺线管。端流入为正方向，在螺线管中通入如图乙所示的电流后，金属圆环始终未离开桌面.已知通电螺线管产生的磁场的磁感应强度与电流成正比，下列能正确反映金属圆环中感应电流八（以图示方向为正方向）、金属圆环对桌面的压力F随时间/的变化关系的是（）

C

答案AD

解析0〜Is时间内电流从4端流入，穿过圆环的磁场方向向上，磁通量增加，根据楞次定

律可知感应电流产生的磁场方向应向下，由安培定则可知感应电流沿正方向.

同理可知1~2 s时间内电流方向为负方向，2~3 s时间内感应电流方向为正方向，B项错误;

AR

由法拉第电磁感应定律得E=WS1~2S时间内的感应电动势为0~l s、2~3s时间内感应

电动势的2倍，A项正确；

O~ls时间内，金属圆环对桌面的压力F=mg+Bi, L,l~1.5s时间内F=mg-Bi, L,1.5~2

s时间内∕7=mg+Bi' L,2~3 s时间内尸=〃吆一及"L, C项错误，D项正确.

4.（2022•广东韶关实验中学高三月考）如图所示，用轻绳将一条形磁体竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环.现将磁体从4处由静止释放，经过8、C到达

最低处再摆到左侧最高处£圆环始终保持静止，下列说法正确的是（

A.磁体从5到。的过程中，圆环中产生逆时针方向的电流（从上往下看）

B.磁体从A摆到。的过程中，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力

C.磁体从A到。和从。到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相反

D.磁体在A、E两处的重力势能相等

答案 B 解析从B到。的过程中，圆环中的磁场向上且磁通量增大，据“增反减同”可判断产生顺时针方向的电流（从上往下看），A错误；

摆到力处时，圆环中产生的感应电流有使圆环远离，阻碍磁通量增大的趋势，故给桌面的压力大于圆环受到的重力，B正确；

由楞次定律的推论“来拒去留”可知，从A到。和从。到E的过程中，圆环受到摩擦力方向均向右，C错误；

由于有部分机械能转化为电能，故在A、E两处的重力势能不相等，D错误.

5.（多选）光滑绝缘的水平面上放置两个导线圈a、b,它们为同心圆，a均匀带电"不带电.现让〃绕圆心在水平面内转动起来，发现b有收缩的趋势，则下列说法正确的是（）

A.如果。带正电，则可能沿顺时针方向加速转动

B.如果〃带负电，则可能沿顺时针方向减速转动

C.无论〃带何种电荷，一定加速转动

D.无论。带何种电荷，一定减速转动

答案BD

解析根据楞次定律可知，“增缩减扩”，因为b有收缩的趋势，则匕中的磁通量减小，所

以4产生的磁场减弱，则α一定减速转动，与电性和转动方向无关.故选B、D.

6.航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现.电磁驱动原理如图所示，当固定线圈

上突然通入直流电时，靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去，在闭合开关S瞬间，下列

判断正确的是（）

A.从左侧看环中感应电流沿逆时针方向

B.金属环的面积有收缩的趋势

C.电池正负极调换后，金属环将不能向左弹射

D.若将金属环放在线圈右侧再闭合开关S,环将向左运动

答案B

解析根据楞次定律，金属环中产生顺时针方向（从左侧看）的感应电流，故A错误；

根据楞次定律，线圈中磁通量增大，金属环有收缩面积阻止磁通量增大的趋势，故B正确；当电池正负极调换后，通过“增离减靠”的方法判断，金属环也可以向左弹射，故C错误；若将金属环放在线圈右侧，同理，环与线圈间也会产生排斥力，所以环将向右运动，故 D 错误.

7.如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线与套

在铁芯上部的线圈A相连.套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，导

轨上有一根金属棒而处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法正确的是（）

••

A.圆盘顺时针匀速转动时, 。点的电势高于匕点的电势

B.圆盘顺时针加速转动时, 帅棒受到向左的安培力

C.圆盘顺时针加速转动时, 必棒将向右运动

D.圆盘顺时针减速转动时, 。点的电势高于〃点的电势

答案B

解析当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么穿过线圈B的磁通量不变，则线圈5中不产生感应电动势，则〃点的电势等于〃点的电势，故A错误；

由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强.

由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，棒中感应电流方向由由左手定则可知，出?棒受的安培力方向向左，向棒将向左运动，故B正确，C错误；

由右手定则可知，圆盘顺时针减速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场减弱.

由楞次定律可知，线圈8中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，8线圈的上端相当于电源的负极，则。点的电势低于匕点的电势，故D错误.

8.探究感应电流方向的实验所需器材包括：条形磁体、电流表、线圈、导线、一节干电池（用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系）.

⑴实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表.

甲乙丙丁①线圈内磁通量增加时的情况

②线圈内磁通量减少时的情况

请填写表格中的空白项.

⑵实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时.，感应电流的磁场与原磁场方向（选填“相同”或“相反”）.

⑶总结提炼：感应甩流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的

（4）拓展应用：如图所示是一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈A和A线圈A和电源连接，线圈8与直导线,力构成一个闭合回路.弹簧K与衔铁。相连，。的右端触头 C 连接工作电路（未画出）.开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态.S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为（选填0到b”或ii b到/'）.说明延时继电器的“延时”工作原理：.

答案（1）①向下②向上（2）相反

（3）（磁场）磁通量的变化（4）α到匕S断开瞬间，线圈B中产生感应电流，保持铁芯中的磁

性，所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用

解析（1）①图乙中条形磁体向下插入线圈，则穿过线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律

可知，感应电流的磁场向下；

②图丁中条形磁体向上拔出线圈，则穿过线图的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，感应

电流的磁场向上；

（2）实验结论：当穿过闭合线图的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反.

（3）总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的（磁场）磁通量的变化.

（4）S断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈8的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，

线圈B中产生的感应电流磁场向下，则此时直导线ah中电流方向为a到h.

延时继电器的“延时”工作原理：S断开瞬间，线图B中产生感应电流，保持铁芯中的磁性，

所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用.