2017-2018高中物理第一章電磁感應(yīng)第三節(jié)感應(yīng)電流的方向?qū)W案粵教版選修3

第三節(jié)感應(yīng)電流的方向

[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì).2.掌握右手定則，并理解右手定則實(shí)際上

為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式.3.能夠熟練運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方

向．

一、楞次定律

[導(dǎo)學(xué)探究]根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進(jìn)行電路圖連接與實(shí)驗(yàn)操作，并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

圖1

甲乙丙丁

N極向下S極向下N極向上S極向上

條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的情況

插入線圈插入線圈拔出線圈拔出線圈

原磁場方向(向上或向下)向下向上向下向上

穿過線圈的磁通量變化情況(增加或減少)增加增加減少減少

感應(yīng)電流的方向(在螺線管上俯視)逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針

感應(yīng)電流的磁場方向(向上或向下)向上向下向下向上

原磁場與感應(yīng)電流磁場的方向關(guān)系相反相反相同相同

請根據(jù)上表所填內(nèi)容理解：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁

場方向相反；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同．

[知識(shí)梳理]楞次定律：

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的方向可以這樣確定：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量

的變化．

(2)理解：當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電

流的磁場與原磁場方向相同，即增反減同．

[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．

(1)感應(yīng)電流的磁場總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反．()

(2)感應(yīng)電流的磁場可能與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同．()

(3)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．()

答案(1)×(2)√(3)√

二、右手定則

[導(dǎo)學(xué)探究]如圖2所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．

圖2

(1)請用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．

(2)感應(yīng)電流I的方向、原磁場B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向三者之間什么關(guān)系？

根據(jù)課本右手定則，自己試著做一做．

答案(1)感應(yīng)電流的方向a→d→c→b→a.

(2)滿足右手定則．

[知識(shí)梳理]右手定則：

伸開右手，讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線垂直從心

進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．

[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．

(1)右手定則只能用來判斷導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電流方向．()

(2)所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向．()

(3)所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都可以用安培定則判斷感應(yīng)電流方向．()

(4)當(dāng)導(dǎo)體不動(dòng)，而磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能用右手定則判斷感應(yīng)電流方向．()

答案(1)×(2)√(3)×(4)×

一、楞次定律的理解

1．因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生

感應(yīng)電流是結(jié)果．

2．“阻礙”的含義：

(1)誰阻礙——感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場．

(2)阻礙誰——阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．

(3)如何阻礙——當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁通量

減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同．

(4)阻礙效果——阻礙并不是阻止，結(jié)果增加的還是增加，減少的還是減少．

注意：從相對運(yùn)動(dòng)的角度看，感應(yīng)電流的效果是阻礙相對運(yùn)動(dòng)．

例1關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是()

A．感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化

B．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必受磁場阻礙作用

C．原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向

D．感應(yīng)電流的磁場總是跟原磁場反向，阻礙原磁場的變化

答案A

解析感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)A正確；閉合電路的

一部分導(dǎo)體在磁場中平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受磁場阻礙作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原磁場穿過閉合

回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場反向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)原磁場增強(qiáng)時(shí)感應(yīng)電

流的磁場跟原磁場反向，當(dāng)原磁場減弱時(shí)感應(yīng)電流的磁場跟原磁場同向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

二、楞次定律的應(yīng)用

楞次定律應(yīng)用四步曲

(1)確定原磁場方向；

(2)判定產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量如何變化(增加還是減少)；

(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向(增反減同)；

(4)判定感應(yīng)電流的方向．

該步驟也可以簡單地描述為“一原二變?nèi)兴穆菪?，一原——確定原磁場的方向；二變——

確定磁通量是增加還是減少，三感——判斷感應(yīng)電流的磁場方向；四螺旋——用右手螺旋定

則判斷感應(yīng)電流的方向．

例2(多選)如圖3所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在有界勻強(qiáng)磁場中，將它從勻

強(qiáng)磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()

圖3

A．向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反

B．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的

C．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的

D．將圓環(huán)左右拉動(dòng)，當(dāng)環(huán)全部處在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)中無感應(yīng)電流

答案BD

解析將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可

知，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，應(yīng)用

安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向的，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；另外在圓

環(huán)離開磁場前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無感應(yīng)電流，D正確．

針對訓(xùn)練如圖4所示，金屬環(huán)所在區(qū)域存在著勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．當(dāng)磁感

應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，內(nèi)、外金屬環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)?)

圖4

A．外環(huán)順時(shí)針、內(nèi)環(huán)逆時(shí)針

B．外環(huán)逆時(shí)針、內(nèi)環(huán)順時(shí)針

C．內(nèi)、外環(huán)均為逆時(shí)針

D．內(nèi)、外環(huán)均為順時(shí)針

答案B

解析首先明確研究的回路由外環(huán)和內(nèi)環(huán)共同組成，回路中包圍的磁場方向垂直紙面向里且

內(nèi)、外環(huán)之間的磁通量增加．由楞次定律可知兩環(huán)之間的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向

相反，垂直于紙面向外，再由安培定則判斷出感應(yīng)電流的方向是：在外環(huán)沿逆時(shí)針方向，在

內(nèi)環(huán)沿順時(shí)針方向，故選項(xiàng)B正確．

三、右手定則的應(yīng)用

1．適用范圍：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判斷．

2．右手定則反映了磁場方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系．

(1)大拇指的方向是導(dǎo)體相對磁場切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向，既可以是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而磁場未動(dòng)，

也可以是導(dǎo)體未動(dòng)而磁場運(yùn)動(dòng)，還可以是兩者以不同速度同時(shí)運(yùn)動(dòng)．

(2)四指指向電流方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源．

例3下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體

ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()

答案A

解析題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電

流方向?yàn)閍→b，B中電流方向?yàn)閎→a，C中電流方向沿a→d→c→b→a，D中電流方向?yàn)閎

→a.故選A.

1.某磁場磁感線如圖5所示，有一銅線圈自圖中A處落至B處，在下落過程中，自上向下看，

線圈中的感應(yīng)電流方向是()

圖5

A．始終順時(shí)針

B．始終逆時(shí)針

C．先順時(shí)針再逆時(shí)針

D．先逆時(shí)針再順時(shí)針

答案C

解析自A處落至圖示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流方向

為順時(shí)針，從圖示位置落至B處時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電

流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，C項(xiàng)正確．

2．磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生如圖6方向的感應(yīng)電流，則磁鐵()

圖6

A．向上運(yùn)動(dòng)B．向下運(yùn)動(dòng)

C．向左運(yùn)動(dòng)D．向右運(yùn)動(dòng)

答案B

3．如圖7所示，勻強(qiáng)磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速

運(yùn)動(dòng)時(shí)()

圖7

A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應(yīng)電流產(chǎn)生

B．整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流

C．整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流

D．環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流

答案D

解析由右手定則知ef上的電流由e→f，故右側(cè)的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，左側(cè)的電流方向?yàn)?/p>

順時(shí)針，選D.

4.1931年，英國物理學(xué)家狄拉克曾經(jīng)從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子，即“磁單

極子”.1982年，美國物理學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)．他設(shè)想，如果一

個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖8所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈

上將出現(xiàn)()

圖8

A．先順時(shí)針方向，后逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

B．先逆時(shí)針方向，后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

C．順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流

D．逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流

答案D

解析N極磁單極子從上向下通過時(shí)，穿過線圈的磁通量先向下增加，接著突變?yōu)橄蛏蠝p

少．故由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場一直向上，故電流始終為逆時(shí)針．

一、選擇題(1～8題為單選題，9～12題為多選題)

1．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場一定是()

A．與引起感應(yīng)電流的磁場反向

B．阻止引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化

C．阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化

D．使電路磁通量為零

答案C

2.如圖1所示，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)

由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸．關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向

下看)，下列說法正確的是()

圖1

A．總是順時(shí)針

B．總是逆時(shí)針

C．先順時(shí)針后逆時(shí)針

D．先逆時(shí)針后順時(shí)針

答案C

解析磁鐵下落過程中原磁場是向上的，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判

斷出選項(xiàng)C正確．

3．如圖2所示，CDEF是一個(gè)矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動(dòng)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電

流，則下列說法中正確的是()

圖2

A．導(dǎo)體棒中的電流方向由B→A

B．電流表A中的電流方向由F→E

1

C．電流表A中的電流方向由E→F

1

D．電流表A中的電流方向由D→C

2

答案B

解析根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒內(nèi)部電流方向?yàn)锳到B，所以電流表A中的電流方向由F→E，

1

A、C錯(cuò)，B對．同理電流表A中的電流方向由C→D，D錯(cuò)．

2

4．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方，N極朝下，如圖

3所示．現(xiàn)使磁鐵N極遠(yuǎn)離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況

是()

圖3

A．從b到a，下極板帶正電

B．從a到b，下極板帶正電

C．從b到a，上極板帶正電

D．從a到b，上極板帶正電

答案D

解析當(dāng)磁鐵開始由圖示位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，

感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即向下，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤

旋而上，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電．故

選D.

5.如圖4所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上

A點(diǎn)作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上．在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈

中電流方向()

圖4

A．始終為A→B→C→A

B．始終為A→C→B→A

C．先為A→C→B→A再為A→B→C→A

D．先為A→B→C→A再為A→C→B→A

答案A

解析在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由

楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，

穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→B→C→A，A

正確．

6．如圖5所示為一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的

過程，環(huán)中感應(yīng)電流的情況()

圖5

A．無感應(yīng)電流

B．有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

C．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

D．有先逆時(shí)針方向后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

答案A

解析由題意可知，帶負(fù)電的粒子沿直徑方向運(yùn)動(dòng)，周圍會(huì)產(chǎn)生磁場，但因沿著直徑運(yùn)動(dòng)，

則穿過圓環(huán)的合磁通量為零，因此沒有感應(yīng)電流，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．

7．長直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動(dòng)，如圖6甲所示．長直導(dǎo)線中通以大

小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的交流電，i－t圖象如圖乙所示．規(guī)定沿長直導(dǎo)線方向向

上的電流為正方向．關(guān)于最初一個(gè)周期內(nèi)矩形線框中感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()

圖6

A．由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向

B．由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向

C．由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向，再變?yōu)轫槙r(shí)針方向

D．由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向，再變?yōu)槟鏁r(shí)針方向

答案D

T

解析0～時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方

4

TT

向的電流.～時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流減小，通過線框中的磁通量減小，線框中產(chǎn)生順時(shí)

42

1

針方向的電流，同樣判斷出第3個(gè)、第4個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的電流方向分別為順時(shí)針和逆時(shí)針．

4

8.如圖7所示，一對大磁極，中間處可視為勻強(qiáng)磁場，上、下邊緣處為非勻強(qiáng)磁場，一矩形

導(dǎo)線框abcd保持水平，從兩磁極間中心上方某處開始下落，并穿過磁場，則()

圖7

A．線框中有感應(yīng)電流，方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→d

B．線框中有感應(yīng)電流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→a

C．受磁場力的作用，線框要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

D．線框中始終沒有感應(yīng)電流

答案D

解析由于線框從兩極間中心上方某處開始下落，根據(jù)對稱性知，下落過程中穿過線框abcd

的磁通量始終是零，沒有變化，所以始終沒有感應(yīng)電流，因此不會(huì)受磁場力的作用．故選項(xiàng)

D正確．

9.某空間出現(xiàn)了如圖8所示的一組閉合電場線，方向從上向下看是順時(shí)針的，這可能是()

圖8

A．沿AB方向磁場在迅速減弱

B．沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng)

C．沿BA方向磁場在迅速增強(qiáng)

D．沿BA方向磁場在迅速減弱

答案AC

10．要使圖9中b線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流，可采取的辦法有()

圖9

A．閉合開關(guān)S

B．閉合開關(guān)S后，把b靠近a

C．閉合開關(guān)S后，把滑動(dòng)變阻器R的滑片左移

D．閉合開關(guān)S后，把a(bǔ)中鐵芯向左邊抽出

答案CD

11.如圖10所示，通電直導(dǎo)線L和平行直導(dǎo)線放置的閉合導(dǎo)體框abcd，當(dāng)通電導(dǎo)線L運(yùn)動(dòng)

時(shí)，以下說法正確的是()