2019年高中物理第一章电磁感应第三节感应电流的方向讲义（含解析）粤教版选修3_2.doc

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1、- 1 -感应电流的方向1楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2楞次定律可表述为：“增反减同” ， “来拒去留” ，“增缩减扩” 。3右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。一、感应电流的方向 楞次定律1实验探究将螺线管与电流计组成闭合导体回路，分别将条形磁铁的 N 极、S 极插入或抽出线圈，记录感应电流的方向，如图 131 所示。图 1312分析归纳(1)线圈内磁通量增加时(图甲、乙)。图号 磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结甲

2、向下 逆时针 向上乙 向上 顺时针 向下感应电流的磁场阻碍磁通量的增加(2)线圈中磁通量减少时(图丙、丁)。图号 磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结- 2 -丙 向下 顺时针 向下丁 向上 逆时针 向上感应电流的磁场阻碍磁通量的减少3楞次定律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通量的变化。二、右手定则1内容伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向，如图132 所示。图 1322实质右手定则实质上是楞次定律在导体运动情况下的特殊运用。3适用范

3、围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。1自主思考判一判(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。()(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。()(3)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。()(4)导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电流方向。()(5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的，均能用楞次定律判断。()(6)右手定则即右手螺旋定则。()2合作探究议一议(1)楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区别？提示：阻碍不是阻止，阻碍只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍将继续进行。(2)当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流的效果是阻碍线圈或磁场的运动吗

4、？- 3 -提示：感应电流阻碍线圈与磁场间的相对运动。(3)左手定则和右手定则中“四指所指的方向”表示的物理意义一样吗？提示：左手定则中“四指所指的方向”为已知电流的方向，右手定则中“四指所指的方向”表示感应电流的方向。用楞次定律判断感应电流的方向1因果关系闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。2楞次定律中“阻碍”的含义典例 电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图 133 所示。现使磁铁开始自由下落，在 N 极接近线圈上端的

5、过程中，流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )图 133A从 a 到 b，上极板带正电B从 a 到 b，下极板带正电C从 b 到 a，上极板带正电D从 b 到 a，下极板带正电思路点拨 - 4 -明 确 穿 过 线 圈 的 磁通 量 及 其 变 化 情 况 楞 次 定 律 判 断 线 圈 中 感 应电 流 的 磁 场 方 向 安 培 定 则 判 断 线 圈 中 感应 电 流 的 方 向解析 在磁体自由下落，N 极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针绕向(由上向下看)，流

6、过 R 的电流方向从 b 到 a，电容器下极板带正电。选项 D 正确。答案 D楞次定律的使用步骤1如图 134 所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( )图 134A向左和向右拉出时，环中感应电流方向相反B向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向C向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向D将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生解析：选 B 向左和向右拉出时，磁通量都减少，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场同向，由安培定则知感应电流为顺时针，B 正确，A、C 错误；当环全部处在磁场中

7、运动时，磁通量不变，环中无感应电流产生，D 错误。2 (多选)如图 135 所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈 abcd，则( )图 135A若线圈向右平动，其中感应电流方向是 a b c d- 5 -B若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C当线圈以 ad 边为轴转动时(转动角度小于 90)，其中感应电流方向是 a b c dD当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是 a b c d解析：选 BD 根据安培定则知，线圈所在处的磁场垂直纸面向里，当线圈向右平动、以ad 边为轴转动时，磁通量减少，感应电流产生的磁场与原磁场同向，感应电流方向为a d c b，A、C 错误；若线圈竖直向下平动，

8、无感应电流产生，B 正确；若线圈向导线靠近时，磁通量增加，感应电流产生的磁场与原磁场反向，垂直纸面向外，感应电流方向为a b c d，D 正确。3如图 136 所示，当磁场的磁感应强度 B 增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为( )图 136A内环顺时针，外环逆时针B外环顺时针，内环逆时针C内、外环均为顺时针D内、外环均为逆时针解析：选 A 当磁场增强时，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强，其方向必然与正在增强的磁场方向相反，即垂直纸面向外，再应用安培定则可得，回路中的感应电流方向为：外环逆时针，内环顺时针，正确选项为 A。右手定则的应用典例 (多选)如图 137 所示，光滑

9、平行金属导轨 PP和 QQ处于同一水平面内， P和 Q 之间连接一电阻 R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒 MN，用一水平向右的力 F 拉动导体棒 MN，下列关于导体棒 MN 中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )图 137A感应电流的方向是 N M- 6 -B感应电流的方向是 M NC安培力水平向左D安培力水平向右思路点拨 本题可按以下思路进行分析：Error! 右 手 定 则 感 应 电 流的 方 向 左 手 定 则 安 培 力的 方 向解析 以导体棒为研究对象，导体棒所处位置磁场的方向向下，运动方向向右，根据右手定则可知，导体棒中感应电流的

10、方向是 N M，再根据左手定则可知，导体棒所受安培力的方向水平向左，选项 A、C 正确。答案 AC“三定则一定律”的比较适用的基本物理现象 应用的定则或定律判断电流(运动电荷)产生的磁场的方向 安培定则判断安培力、洛伦兹力的方向 左手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向 右手定则判断穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生的感应电流的方向 楞次定律1 (多选)如图 138 所示，导体 ab、 cd 可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒 ab 向左移动时( )图 138A ab 中感应电流的方向为 a 到 bB ab 中感应电流的方向为 b

11、到 aC cd 向左移动D cd 向右移动解析：选 AD 由右手定则可判断 ab 中感应电流方向为从 a 到 b，从而 cd 中电流方向为从 c 到 d，根据左手定则可判定导体 cd 中安培力方向水平向右，即向右移动，A、D 正确。2一个闭合金属线框的两边接有电阻 R1、 R2，线框上垂直放置一根金属棒 ab，棒与线框接触良好，整个装置放在匀强磁场中，如图 139 所示。当用外力使 ab 棒右移时，下列判断中正确的是( )- 7 -图 139A穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D框内有感应电流，左半边逆时针

12、方向绕行，右半边顺时针方向绕行解析：选 D ab 棒右移时，切割磁感线。根据右手定则， ab 棒中的感应电流方向从 a 流向 b。此时 ab 棒起着电源的作用，分别对两边电阻供电，如图所示，所以流过 R1、 R2的电流都由上而下地绕行。1根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是( )A阻碍引起感应电流的磁通量B与引起感应电流的磁场方向相反C阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D与引起感应电流的磁场方向相同解析：选 C 由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同，也可与原磁场方向相反，故选项 C 正确。2如图

13、 1 所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)( )图 1A沿顺时针方向B先沿顺时针方向后沿逆时针方向C沿逆时针方向D先沿逆时针方向后沿顺时针方向- 8 -解析：选 C 条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根据楞次定律，环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向，C 对。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，线圈中的感应电流方向是( )图 2A始终顺时针B始终逆时针C先顺时针再逆时针D先逆时针再顺时针解析：选 C 自 a 点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断知

14、线圈中感应电流方向为顺时针，自图示位置落至 b 点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为逆时针，C 项正确。4(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图 3 所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒 ab 和 cd 可以自由滑动。当 ab 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法正确的是( )图 3A cd 内有电流通过，方向是 d cB cd 向左运动C磁场对 cd 作用力向左D磁场对 ab 作用力向左解析：选 AD 为了判断 cd 内电流方向，首先判断 ab 内的电流方向，因为 ab 在外力 F作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是 b a， ab

15、起着电源作用，电流从 a 端流出，回路的电流方向是 b a d c b，所以 A 是对的。由左手定则可知D 是正确的。5(多选)信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区如图 4 所示。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是( )- 9 -图 4A a、 b、 c 三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生B a、 b、 c 三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生C a、 c 两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同D a、 c 两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反解析：选 AD a、 b、 c 三位置处于磁性过渡区，经

16、过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，A 对 B 错。 a、 c 两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反，感应电流方向相反，C 错 D 对。6如图 5 所示，金属棒 ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒 ab 在匀强磁场 B中沿导轨向右运动，则( )图 5A ab 棒不受安培力作用B ab 棒所受安培力的方向向右C ab 棒中感应电流的方向由 b 到 aD螺线管产生的磁场， A 端为 N 极解析：选 C 金属棒 ab 沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，A、B 错误。根据右手定则可知，流过金属棒 ab 的感应电流的方向是从 b 流

17、向 a，所以流过螺线管的电流方向是从 A 端到达 B 端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的 A 端为 S 极，C 正确、D 错误。7如图 6 所示，一个 U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒 ab，有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为 。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )图 6A ab 向右运动，同时使 减小B使磁感应强度 B 减小， 角同时也减小C ab 向左运动，同时增大磁感应强度 BD ab 向右运动，同时增大磁感应强度 B 和 角(0 90)- 10 -解析：选 A 依题意，磁通量 BS cos ，对于 A 选项，棒向

18、右运动， S 增大，同时 减小，cos 增大，则 一定增大，回路中有感应电流；对于 B 选项， B 减小，同时 减小，cos 增大， 可能不变，不一定产生感应电流；对于 C 选项，棒向左运动， S减小，同时 B 增大， 可能不变，也不一定产生感应电流；对于 D 选项，棒向右运动， S 增大，同时 B 增大， 增大即 cos 减小， 可能不变，也不一定产生感应电流。8如图 7 所示，一铝制导体圆环竖直固定在水平光滑杆 ab 上，当把条形磁铁的 N 极向左插向圆环时，圆环中产生的感应电流方向如何？如果把条形磁铁从圆环中向右抽出时，圆环中产生的感应电流方向又如何呢？图 7解析：当条形磁铁的 N 极向

19、左插向圆环时，穿过圆环的磁通量逐渐增加，圆环产生感应电流。感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的增加，故感应电流的磁场方向向右，用安培定则可判定感应电流的方向为：从右向左看为逆时针方向。若条形磁铁从圆环中向右抽出时，穿过圆环的磁通量逐渐减少，圆环产生感应电流。感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的减少，感应电流的磁场方向向左，用安培定则可判定感应电流的方向为：从右向左看为顺时针方向。答案：见解析9如图 8 所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度 v 贴近环的上表面距环心 d 处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是( )图 8A始终是沿顺时针方向B始终

20、是沿逆时针方向C先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D先沿逆时针方向，再沿顺时针方向解析：选 D 带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流。10(多选)如图 9 所示，导线框 MNQP 近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd，下列说法正确的是( )- 11 -图 9A当电阻变大时， abcd 中有感应电流B当电阻变小时， abcd 中无感应电流C电阻不变，将 abcd 在其原来所在的平面内向 PQ 靠近时，其中有感应电流D电阻不变，将 abcd 在其原来所在的平面内远离

21、PQ 时，其中有感应电流解析：选 ACD 当电阻变化或 abcd 靠近、远离 PQ 时，穿过 abcd 的磁通量发生变化，会产生感应电流。11现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关按如图 10 所示方式连接。在开关闭合、线圈 A 放在线圈 B 中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端 P 向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断 ( )图 10A线圈 A 向上移动或滑动变阻器的滑动端 P 向左加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B线圈 A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端 P 匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指

22、针静止在中央D因为线圈 A、线圈 B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向解析：选 B 本题重点考查学生对实验现象的综合分析能力，关键是找到电流计指针向右偏转的原因是线圈 B 中磁通量的减小。滑动变阻器的滑动端 P 向左加速滑动时，线圈 A 中电流减小，线圈 B 中的磁通量减小，闭合电路中产生感应电流，电流表指针向右偏转。当线圈 A 中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈 B 中的磁通量均减小，电流计指针均向右偏转，故选 B。12如图 11 所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。- 12 -图 11(1)在给出的实物图中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。(2)将线圈 L1插入 L2中，合上开关，能使感应电流与原电流的绕行方向相同的方法是( )A插入软铁棒B拔出线圈 L1C使变阻器连入电路中的阻值变大D断开开关解析：(1)实物连接如图所示。(2)实验结果要使感应电流与原电流的绕行方向相同，必须使线圈 L2中的磁通量减少，故正确选项是 B、C、D。答案：见解析