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新高考物理一轮复习讲义第11章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 (含解析)
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这是一份新高考物理一轮复习讲义第11章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 (含解析)，文件包含人教版物理九年级全册同步精品讲义153串联和并联原卷版doc、人教版物理九年级全册同步精品讲义153串联和并联教师版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
学习目标 1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题。 2.会根据楞次定律判断感应电流的方向，会应用楞次定律的推论分析问题。 3.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题。
eq \a\vs4\al(1.,,)
eq \a\vs4\al(2.)
eq \a\vs4\al(3.,,)
1.思考判断
(1)闭合电路内只要有磁通量，就一定有感应电流产生。(×)
(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。(√)
(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。(√)
(4)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。(×)
(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(√)
2.如图1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θ。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1
A.ab向左运动，同时增大磁感应强度B
B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C.ab向右运动，同时使θ减小
D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
答案 C
考点一 电磁感应现象 感应电流的产生及方向的判断
判断感应电流方向的两种方法
(1)用楞次定律判断
(2)用右手定则判断
①掌心——磁感线穿入。
②拇指——指向导体运动的方向。
③四指——指向感应电流的方向。
例1 (2023·河南开封高三月考)如图2甲所示，金属圆环和“”形金属线框相互靠近固定在水平面上，金属棒AB放在线框上，给圆环a、b端接上如图乙所示的余弦交变电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒AB始终保持静止，则下列判断正确的是( )
图2
A.0～t1时间内，AB棒中的感应电流方向为B→A
B.0～t1时间内，AB棒受到的摩擦力方向向右
C.t2～t3时间内，AB棒中感应电流方向先由A→B再由B→A
D.t1时刻AB棒受到的安培力最大，t2时刻AB棒受到的安培力最小
答案 A
解析 0～t1时间内，根据安培定则可知，右侧闭合回路中穿过纸面向外的磁通量减小且减小得越来越快，根据楞次定律和安培定则可知，AB棒中的感应电流方向为B→A，故A正确；根据左手定则，AB棒受到的安培力向右，则其受到的摩擦力向左，故B错误；t2～t3时间内，根据安培定则可知，右侧闭合回路中先是穿过纸面向里的磁通量减小再是穿过纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，AB棒中的感应电流方向一直为A→B，故C错误；t1时刻圆环电流为零，在AB棒处产生的磁场强度为零，则AB棒受到的安培力为零，t2时刻，圆环电流变化率为零，则穿过闭合回路的磁通量变化率为零，则闭合回路感应电流为零，棒受到的安培力也为零，故D错误。
跟踪训练
1.(2022·北京高考，11)如图3所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行，调节电流I使空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
图3
A.线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框ad边所受的安培力大小恒定
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
答案 D
解析 根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，A错误；线框中产生的感应电流为I感＝eq \f(E,R)＝eq \f(nΔΦ,RΔt)＝neq \f(S,R)·eq \f(ΔB,Δt)，空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据F安＝IlB知，所受的安培力变大，C错误；根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框bc边所受的安培力水平向左，ab边和cd边所受的安培力大小相等、方向相反。由通电直导线的磁场分布特点可知，ad边处的磁感应强度较大，由
F安＝IlB可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。
2.(多选)如图4所示，在绝缘光滑水平面(图中未画出)上有P、Q两个轻质线圈，两线圈均固定。现将开关S闭合，待电路稳定后撤去对线圈Q的固定，使线圈Q可自由滑动，向左移动滑动变阻器R的滑片，该过程中( )
图4
A.线圈Q向左滑动
B.线圈Q向右滑动
C.灵敏电流表G中有从a到b的电流
D.灵敏电流表G中有从b到a的电流
答案 BC
解析 当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则流过线圈P的电流增大，线圈P产生的磁场增大，所以穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增大，线圈Q将向右运动，选项A错误，B正确；根据安培定则知，线圈P产生的磁场的方向向右，滑片向左滑动时，向右穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律可得灵敏电流表G中有从a到b的电流，选项C正确，D错误。
考点二 楞次定律的推广应用
常见以下四种推论
角度 增反减同
例2 如图5，两个半径不同但同圆心的圆形导线环 A、B 位于同一平面内，A 环的半径大于 B 环的半径，已知在 t＝0 到 t＝t1的时间间隔内，当导线 A 环中的电流iA发生某种变化，导线 B 环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线 B 环总有扩张的趋势。设 A 环中电流iA的正方向与图中箭头所示的方向相同，则iA随时间t变化的图线可能是( )
图5
答案 A
解析 A图中，A环中顺时针方向的电流减小，导致B环中的指向纸内的磁通量减小，根据楞次定律知，B环中感生电流产生的磁场将阻碍磁通量减小，产生顺时针方向感应电流，两环相吸，B环有扩张的趋势，A正确；B图中，A环中逆时针方向的电流减小，导致B环中指向纸外的磁通量减小，根据楞次定律，可知B环中产生逆时针方向电流，两环相吸，B环有扩张的趋势，B错误；C图中，A环中顺时针方向的电流增大，导致B环中指向纸内的磁通量增大，根据楞次定律，可知B环将产生逆时针方向的电流，两环相斥，B环有收缩的趋势，C错误；D图中，A环中逆时针方向的电流增大，导致B环中指向纸外的磁通量增大，根据楞次定律，可知B环中产生顺时针方向电流，两环相斥，B环有收缩的趋势，D错误。
角度 来拒去留
例3 如图6所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时( )
图6
A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度大于g
答案 A
解析 方法一 根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁体靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁体的靠近。所以，P、Q将互相靠拢且磁体的加速度小于g，选项A正确。
方法二 设磁体下端为N极，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，如图所示，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将相互靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁体将受到向上的反作用力，从而使加速度小于g。 当磁体下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结论，选项A正确。
角度 增缩减扩
例4 (多选)如图7甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则( )
图7
A.在t1时刻，FN＞G，P有收缩的趋势
B.在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变
C.在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流
D.在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势
答案 ABC
解析 当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，所以线圈有远离和面积收缩的趋势，即FN>G，P有收缩的趋势，故A正确；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则t2和t4时刻FN＝G，且P没有收缩的趋势，故B正确，D错误；t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN＝G，故C正确。
考点三 “三定则一定律”的应用
1.“三定则、一定律”的比较
2.相互联系
(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。
(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定感应电流的方向，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。
例5 置于匀强磁场中的金属圆盘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光滑导轨上，如图8所示。导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是( )
图8
A.圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B.圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动
答案 C
解析 当圆盘顺时针加速转动时，根据右手定则可知产生的感应电流方向为由圆心指向盘边缘，在线圈A中的磁场方向向下，且磁场在增强，在线圈B中产生的感应电流通过金属棒的方向为由a指向b，根据左手定则可知ab棒受到向左的安培力，故ab棒向左运动；同理可知，圆盘顺时针减速转动时，ab棒向右运动；圆盘匀速转动时，ab棒中没有感应电流，不受力，静止不动；圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动，故C正确，A、B、D错误。
跟踪训练
3.(2023·湖南长沙高三月考)如图9所示，矩形金属线框abcd置于光滑的绝缘水平面上，直导线MN与cd平行放置且固定在水平面上，直导线MN与电源、滑动变阻器R、开关S构成闭合回路。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从e端移到f端的过程中( )
图9
A.线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，在水平面上静止不动
B.线框abcd中有沿a→d→c→b→a方向的感应电流，沿水平面向右运动
C.线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，沿水平面向右运动
D.线框abcd中有沿a→d→c→b→a方向的感应电流，在水平面上静止不动
答案 C
解析 滑动变阻器的滑片从e端移到f端的过程中，电阻R变大，电路中电流减小，穿过线框的磁通量减小，原磁通量方向为垂直线框平面向外，则由楞次定律可知感应电流沿a→b→c→d→a方向，由左手定则可知cd边所受安培力向右，ab边所受安培力向左，因为cd边所在位置磁感应强度大于ab边所在位置磁感应强度，所以cd边所受安培力大于ab边所受安培力，线框沿水平面向右运动，故C正确，A、B、D错误。
A级 基础对点练
对点练1 电磁感应现象 感应电流的产生和方向的判断
1.(2020·江苏卷)如图1所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
图1
A.同时增大B1减小B2
B.同时减小B1增大B2
C.同时以相同的变化率增大B1和B2
D.同时以相同的变化率减小B1和B2
答案 B
解析 当同时增大B1减小B2时，通过金属圆环的总磁通量增加，且方向垂直纸面向里，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向应为垂直纸面向外，根据右手螺旋定则知，此时金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，A项错误；同理当同时减小B1增大B2时，金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，B项正确；当同时以相同的变化率增大或减小B1和B2时，金属圆环中的总磁通量没有变化，仍然为0，金属圆环中无感应电流产生，C、D项错误。
2.(2023·广东广州高三月考)如图2所示，长直导线MN置于三角形金属线框abc上，彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增大时，线框中( )
图2
A.磁通量变化量为零
B.没有产生感应电流
C.感应电流方向为abca
D.感应电流方向为acba
答案 C
解析 虽然线框被导线分成面积相等的两部分但离导线越远，磁场越弱，导线通入由M到N的电流，且电流逐渐增大时，通过导线框的磁通量与下方磁场方向相同且逐渐增大，会产生感应电流，A、B错误；根据MN中电流的方向，结合楞次定律和安培定则可判断线框abc中感应电流方向为abca，C正确，D错误。
3.如图3(a)所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，规定图(a)中箭头方向为电流的正方向。直导线中通以图(b)所示的电流，则在0～t1时间内，导线框中感应电流的方向( )
图3
A.先顺时针后逆时针 B.先逆时针后顺时针
C.始终沿顺时针 D.始终沿逆时针
答案 C
解析 开始阶段直导线中电流向右减小，则穿过线圈的磁通量向里减小，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向；后一阶段直导线中电流向左增加，则穿过线圈的磁通量向外增加，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向，故C正确。
4.安培曾做过如图4所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁体置于铜环的右侧，条形磁体的右端为N极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是( )
图4
A.从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流
B.从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流
C.铜环仍保持不动
D.铜环会远离磁体
答案 A
解析 在开关闭合瞬间，线圈内部磁通量增大且磁场方向向左。从右向左观察，根据楞次定律可知，铜环中产生逆时针方向的感应电流，故A正确，B错误；产生感应电流时，铜环等效成一个小磁铁，N极在右侧，与条形磁体S极相吸引，故C、D错误。
对点练2 楞次定律的推广应用
5.如图5所示，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生( )
图5
A.顺时针电流，且有收缩趋势
B.顺时针电流，且有扩张趋势
C.逆时针电流，且有收缩趋势
D.逆时针电流，且有扩张趋势
答案 D
解析 磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向由南指向北，即以推窗人的视角来看，感应电流方向为逆时针，同时根据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势，故D正确。
6.如图6所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁体。当条形磁体沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为m，桌面对它的支持力为FN。在此过程中( )
图6
A.FN小于mg，圆环有向右的运动趋势
B.FN小于mg，圆环有向左的运动趋势
C.FN大于mg，圆环有向右的运动趋势
D.FN大于mg，圆环有向左的运动趋势
答案 A
解析 当条形磁体水平向右移动时，金属圆环内的磁通量减小，因此圆环面积有扩大的趋势，同时将跟随磁体向右运动，从而“阻碍”磁通量的减小，故金属圆环受安培力向右上方，则桌面对圆环的支持力小于其自身重力，故A正确，B、C、D错误。
7.(2023·安徽八校高三联考)一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直。将线圈P连接在如图7所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关。下列情况中，可观测到Q向左摆动的是( )
图7
A.S闭合的瞬间
B.S断开的瞬间
C.在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时
D.在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变
答案 A
解析 S闭合的瞬间，线圈P中电流由无到有，产生的磁场从无到有，线圈Q中磁通量从无到有，线圈Q中磁通量增加，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的增大，则线圈Q将向左运动远离线圈P，故A项正确；S断开的瞬间，线圈P中电流由有到无，产生的磁场由有到无，线圈Q中磁通量由有到无，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P，故B项错误；在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，线圈P中电流减小，产生的磁场变弱，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P，故C项错误；在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变，线圈P中电流不变，产生的磁场不变，线圈Q中磁通量不变，线圈Q中不产生感应电流，线圈Q不受磁场力，线圈Q不动，故D项错误。
8.如图8甲所示，在光滑水平面上，使电路abcd的ad端加上如图乙所示的交变电压，a点电势高于d点电势时电压u为正值，电路abcd所围区域内还有一弹性导线框MNPQ置于光滑水平面上，以下说法错误的是( )
图8
A.t1时刻，线框MNPQ中的感应电流为零
B.t2时刻，电路abcd对线框MN的安培力为零
C.t3时刻，线框MNPQ中的感应电流为顺时针方向
D.t2～t3时间内，线框MNPQ的面积会变大
答案 D
解析 t1时刻，电势差最大但是图像的斜率为0，则其变化率也为0，所以线框MNPQ中的感应电流为零，A正确；t2时刻，线框MNPQ中的感应电流最大，但是电路中电流为0，其产生的磁场也为0，则电路abcd对线框MNPQ的安培力为零，B正确；t3时刻，由安培定则知，电路abcd产生的磁场方向垂直水平面向上，并且磁通量增大，由楞次定律及安培定则，可知线框MNPQ中的感应电流为顺时针方向，C正确；t2～t3时间内，电路中的电流增大，线框MNPQ中的磁通量增大，由楞次定律推论知线框MNPQ的面积会变小，D错误。
对点练3 “三定则一定律”的应用
9.如图9所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线圈M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合，半径RM＜RN。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab，已知磁场垂直于导轨所在平面向外。欲使线圈N有收缩的趋势，下列说法正确的是( )
图9
A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动
B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动
C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动
D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动
答案 C
解析 导体棒ab加速向左运动时，导体棒ab产生的感应电动势和感应电流增大，由右手定则知ab中电流方向由b→a，根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大，有扩张趋势，故A错误；同理分析知，导体棒向右加速运动，线圈N有扩张趋势，故B错误；导体棒向左减速运动，线圈N有收缩趋势，故C正确；导体棒向左匀速运动，线圈N中无感应电流产生，故D错误。
B级 综合提升练
10.通电螺线管外套着a、b两个金属环。两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图10所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的是( )
图10
A.磁通量Φa<Φb
B.a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
C.当P向右滑动时，b环中的感应电流方向为逆时针方向(从左向右看)
D.当P向右滑动时，a、b两环的面积有扩张的趋势
答案 D
解析 螺线管内部磁场和外部磁场均通过线圈a、b，且内部磁场的磁通量大于外部磁场的磁通量，则Φ＝Φ内－Φ外，因为螺线管外部磁场通过金属环a的磁通量小于通过金属环b的磁通量，故Φa>Φb，故A错误；若螺线管电流的磁场变大，在金属环范围内，两金属环磁通量变大，故感应电流的磁场与螺线管内部磁场反向；反之，感应电流的磁场与螺线管内部磁场同向，故B错误；P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电路总阻值减小，螺线管电流变大。根据安培定则，可知通过b环中的磁通量向左变大，再根据楞次定律，可知b环中的感应电流方向为顺时针方向(从左向右看)，故C错误；金属环处在螺线管外部磁场当中，螺线管外部磁场与内部磁场方向相反，根据左手定则可知，a、b两环的面积有扩张的趋势，故D正确。
11.(多选)如图11所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )
图11
A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
答案 AD
解析 开关闭合瞬间，由安培定则可知，右侧线圈在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。
12.如图12所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab棒和cd棒的运动情况是( )
图12
A.ab棒向左运动，cd向右运动
B.ab棒向右运动，cd向左运动
C.ab棒和cd棒都向右运动
D.ab棒和cd棒都保持静止
答案 A
解析 由安培定则可知，螺线管中磁场方向向上，金属棒ab、cd所在处的磁感线方向均向下，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知，ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，所以ab棒向左运动，cd棒向右运动，故A正确。
13.如图13所示，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动。用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连。从上向下看，当a盘顺时针转动时( )
图13
A.b盘总是逆时针转动
B.若B1、B2同向，b盘顺时针转动
C.若B1、B2反向，b盘顺时针转动
D.b盘总是顺时针转动
答案 C
解析 若B1、B2都竖直向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1、B2都竖直向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1向上，B2向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动；若B1向下，B2向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动，A、B、D错误，C正确。推论
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近，B感、B原反向，二者相斥；磁铁远离，B感、B原同向，二者相吸
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境
P、Q是光滑固定导轨，a、b是可移动金属棒，磁铁下移，回路面积应减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)
合上S，B灯先亮，A灯逐渐变亮；再断开S，两灯逐渐熄灭
定则或定律
适用的现象
因果关系
安培定则
电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场
因电生磁
左手定则
(1)安培力——磁场对电流的作用力；
(2)洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力
因电受力
右手定则
导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象
因动生电
楞次定律
闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象
因磁生电
学习目标 1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题。 2.会根据楞次定律判断感应电流的方向，会应用楞次定律的推论分析问题。 3.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题。
eq \a\vs4\al(1.,,)
eq \a\vs4\al(2.)
eq \a\vs4\al(3.,,)
1.思考判断
(1)闭合电路内只要有磁通量，就一定有感应电流产生。(×)
(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。(√)
(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。(√)
(4)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。(×)
(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(√)
2.如图1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θ。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1
A.ab向左运动，同时增大磁感应强度B
B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C.ab向右运动，同时使θ减小
D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
答案 C
考点一 电磁感应现象 感应电流的产生及方向的判断
判断感应电流方向的两种方法
(1)用楞次定律判断
(2)用右手定则判断
①掌心——磁感线穿入。
②拇指——指向导体运动的方向。
③四指——指向感应电流的方向。
例1 (2023·河南开封高三月考)如图2甲所示，金属圆环和“”形金属线框相互靠近固定在水平面上，金属棒AB放在线框上，给圆环a、b端接上如图乙所示的余弦交变电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒AB始终保持静止，则下列判断正确的是( )
图2
A.0～t1时间内，AB棒中的感应电流方向为B→A
B.0～t1时间内，AB棒受到的摩擦力方向向右
C.t2～t3时间内，AB棒中感应电流方向先由A→B再由B→A
D.t1时刻AB棒受到的安培力最大，t2时刻AB棒受到的安培力最小
答案 A
解析 0～t1时间内，根据安培定则可知，右侧闭合回路中穿过纸面向外的磁通量减小且减小得越来越快，根据楞次定律和安培定则可知，AB棒中的感应电流方向为B→A，故A正确；根据左手定则，AB棒受到的安培力向右，则其受到的摩擦力向左，故B错误；t2～t3时间内，根据安培定则可知，右侧闭合回路中先是穿过纸面向里的磁通量减小再是穿过纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，AB棒中的感应电流方向一直为A→B，故C错误；t1时刻圆环电流为零，在AB棒处产生的磁场强度为零，则AB棒受到的安培力为零，t2时刻，圆环电流变化率为零，则穿过闭合回路的磁通量变化率为零，则闭合回路感应电流为零，棒受到的安培力也为零，故D错误。
跟踪训练
1.(2022·北京高考，11)如图3所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行，调节电流I使空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
图3
A.线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框ad边所受的安培力大小恒定
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
答案 D
解析 根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，A错误；线框中产生的感应电流为I感＝eq \f(E,R)＝eq \f(nΔΦ,RΔt)＝neq \f(S,R)·eq \f(ΔB,Δt)，空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据F安＝IlB知，所受的安培力变大，C错误；根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框bc边所受的安培力水平向左，ab边和cd边所受的安培力大小相等、方向相反。由通电直导线的磁场分布特点可知，ad边处的磁感应强度较大，由
F安＝IlB可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。
2.(多选)如图4所示，在绝缘光滑水平面(图中未画出)上有P、Q两个轻质线圈，两线圈均固定。现将开关S闭合，待电路稳定后撤去对线圈Q的固定，使线圈Q可自由滑动，向左移动滑动变阻器R的滑片，该过程中( )
图4
A.线圈Q向左滑动
B.线圈Q向右滑动
C.灵敏电流表G中有从a到b的电流
D.灵敏电流表G中有从b到a的电流
答案 BC
解析 当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则流过线圈P的电流增大，线圈P产生的磁场增大，所以穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增大，线圈Q将向右运动，选项A错误，B正确；根据安培定则知，线圈P产生的磁场的方向向右，滑片向左滑动时，向右穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律可得灵敏电流表G中有从a到b的电流，选项C正确，D错误。
考点二 楞次定律的推广应用
常见以下四种推论
角度 增反减同
例2 如图5，两个半径不同但同圆心的圆形导线环 A、B 位于同一平面内，A 环的半径大于 B 环的半径，已知在 t＝0 到 t＝t1的时间间隔内，当导线 A 环中的电流iA发生某种变化，导线 B 环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线 B 环总有扩张的趋势。设 A 环中电流iA的正方向与图中箭头所示的方向相同，则iA随时间t变化的图线可能是( )
图5
答案 A
解析 A图中，A环中顺时针方向的电流减小，导致B环中的指向纸内的磁通量减小，根据楞次定律知，B环中感生电流产生的磁场将阻碍磁通量减小，产生顺时针方向感应电流，两环相吸，B环有扩张的趋势，A正确；B图中，A环中逆时针方向的电流减小，导致B环中指向纸外的磁通量减小，根据楞次定律，可知B环中产生逆时针方向电流，两环相吸，B环有扩张的趋势，B错误；C图中，A环中顺时针方向的电流增大，导致B环中指向纸内的磁通量增大，根据楞次定律，可知B环将产生逆时针方向的电流，两环相斥，B环有收缩的趋势，C错误；D图中，A环中逆时针方向的电流增大，导致B环中指向纸外的磁通量增大，根据楞次定律，可知B环中产生顺时针方向电流，两环相斥，B环有收缩的趋势，D错误。
角度 来拒去留
例3 如图6所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时( )
图6
A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度大于g
答案 A
解析 方法一 根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁体靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁体的靠近。所以，P、Q将互相靠拢且磁体的加速度小于g，选项A正确。
方法二 设磁体下端为N极，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，如图所示，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将相互靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁体将受到向上的反作用力，从而使加速度小于g。 当磁体下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结论，选项A正确。
角度 增缩减扩
例4 (多选)如图7甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则( )
图7
A.在t1时刻，FN＞G，P有收缩的趋势
B.在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变
C.在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流
D.在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势
答案 ABC
解析 当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，所以线圈有远离和面积收缩的趋势，即FN>G，P有收缩的趋势，故A正确；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则t2和t4时刻FN＝G，且P没有收缩的趋势，故B正确，D错误；t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN＝G，故C正确。
考点三 “三定则一定律”的应用
1.“三定则、一定律”的比较
2.相互联系
(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。
(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定感应电流的方向，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。
例5 置于匀强磁场中的金属圆盘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光滑导轨上，如图8所示。导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是( )
图8
A.圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B.圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动
答案 C
解析 当圆盘顺时针加速转动时，根据右手定则可知产生的感应电流方向为由圆心指向盘边缘，在线圈A中的磁场方向向下，且磁场在增强，在线圈B中产生的感应电流通过金属棒的方向为由a指向b，根据左手定则可知ab棒受到向左的安培力，故ab棒向左运动；同理可知，圆盘顺时针减速转动时，ab棒向右运动；圆盘匀速转动时，ab棒中没有感应电流，不受力，静止不动；圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动，故C正确，A、B、D错误。
跟踪训练
3.(2023·湖南长沙高三月考)如图9所示，矩形金属线框abcd置于光滑的绝缘水平面上，直导线MN与cd平行放置且固定在水平面上，直导线MN与电源、滑动变阻器R、开关S构成闭合回路。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从e端移到f端的过程中( )
图9
A.线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，在水平面上静止不动
B.线框abcd中有沿a→d→c→b→a方向的感应电流，沿水平面向右运动
C.线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，沿水平面向右运动
D.线框abcd中有沿a→d→c→b→a方向的感应电流，在水平面上静止不动
答案 C
解析 滑动变阻器的滑片从e端移到f端的过程中，电阻R变大，电路中电流减小，穿过线框的磁通量减小，原磁通量方向为垂直线框平面向外，则由楞次定律可知感应电流沿a→b→c→d→a方向，由左手定则可知cd边所受安培力向右，ab边所受安培力向左，因为cd边所在位置磁感应强度大于ab边所在位置磁感应强度，所以cd边所受安培力大于ab边所受安培力，线框沿水平面向右运动，故C正确，A、B、D错误。
A级 基础对点练
对点练1 电磁感应现象 感应电流的产生和方向的判断
1.(2020·江苏卷)如图1所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
图1
A.同时增大B1减小B2
B.同时减小B1增大B2
C.同时以相同的变化率增大B1和B2
D.同时以相同的变化率减小B1和B2
答案 B
解析 当同时增大B1减小B2时，通过金属圆环的总磁通量增加，且方向垂直纸面向里，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向应为垂直纸面向外，根据右手螺旋定则知，此时金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，A项错误；同理当同时减小B1增大B2时，金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，B项正确；当同时以相同的变化率增大或减小B1和B2时，金属圆环中的总磁通量没有变化，仍然为0，金属圆环中无感应电流产生，C、D项错误。
2.(2023·广东广州高三月考)如图2所示，长直导线MN置于三角形金属线框abc上，彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增大时，线框中( )
图2
A.磁通量变化量为零
B.没有产生感应电流
C.感应电流方向为abca
D.感应电流方向为acba
答案 C
解析 虽然线框被导线分成面积相等的两部分但离导线越远，磁场越弱，导线通入由M到N的电流，且电流逐渐增大时，通过导线框的磁通量与下方磁场方向相同且逐渐增大，会产生感应电流，A、B错误；根据MN中电流的方向，结合楞次定律和安培定则可判断线框abc中感应电流方向为abca，C正确，D错误。
3.如图3(a)所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，规定图(a)中箭头方向为电流的正方向。直导线中通以图(b)所示的电流，则在0～t1时间内，导线框中感应电流的方向( )
图3
A.先顺时针后逆时针 B.先逆时针后顺时针
C.始终沿顺时针 D.始终沿逆时针
答案 C
解析 开始阶段直导线中电流向右减小，则穿过线圈的磁通量向里减小，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向；后一阶段直导线中电流向左增加，则穿过线圈的磁通量向外增加，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向，故C正确。
4.安培曾做过如图4所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁体置于铜环的右侧，条形磁体的右端为N极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是( )
图4
A.从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流
B.从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流
C.铜环仍保持不动
D.铜环会远离磁体
答案 A
解析 在开关闭合瞬间，线圈内部磁通量增大且磁场方向向左。从右向左观察，根据楞次定律可知，铜环中产生逆时针方向的感应电流，故A正确，B错误；产生感应电流时，铜环等效成一个小磁铁，N极在右侧，与条形磁体S极相吸引，故C、D错误。
对点练2 楞次定律的推广应用
5.如图5所示，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生( )
图5
A.顺时针电流，且有收缩趋势
B.顺时针电流，且有扩张趋势
C.逆时针电流，且有收缩趋势
D.逆时针电流，且有扩张趋势
答案 D
解析 磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向由南指向北，即以推窗人的视角来看，感应电流方向为逆时针，同时根据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势，故D正确。
6.如图6所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁体。当条形磁体沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为m，桌面对它的支持力为FN。在此过程中( )
图6
A.FN小于mg，圆环有向右的运动趋势
B.FN小于mg，圆环有向左的运动趋势
C.FN大于mg，圆环有向右的运动趋势
D.FN大于mg，圆环有向左的运动趋势
答案 A
解析 当条形磁体水平向右移动时，金属圆环内的磁通量减小，因此圆环面积有扩大的趋势，同时将跟随磁体向右运动，从而“阻碍”磁通量的减小，故金属圆环受安培力向右上方，则桌面对圆环的支持力小于其自身重力，故A正确，B、C、D错误。
7.(2023·安徽八校高三联考)一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直。将线圈P连接在如图7所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关。下列情况中，可观测到Q向左摆动的是( )
图7
A.S闭合的瞬间
B.S断开的瞬间
C.在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时
D.在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变
答案 A
解析 S闭合的瞬间，线圈P中电流由无到有，产生的磁场从无到有，线圈Q中磁通量从无到有，线圈Q中磁通量增加，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的增大，则线圈Q将向左运动远离线圈P，故A项正确；S断开的瞬间，线圈P中电流由有到无，产生的磁场由有到无，线圈Q中磁通量由有到无，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P，故B项错误；在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，线圈P中电流减小，产生的磁场变弱，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P，故C项错误；在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变，线圈P中电流不变，产生的磁场不变，线圈Q中磁通量不变，线圈Q中不产生感应电流，线圈Q不受磁场力，线圈Q不动，故D项错误。
8.如图8甲所示，在光滑水平面上，使电路abcd的ad端加上如图乙所示的交变电压，a点电势高于d点电势时电压u为正值，电路abcd所围区域内还有一弹性导线框MNPQ置于光滑水平面上，以下说法错误的是( )
图8
A.t1时刻，线框MNPQ中的感应电流为零
B.t2时刻，电路abcd对线框MN的安培力为零
C.t3时刻，线框MNPQ中的感应电流为顺时针方向
D.t2～t3时间内，线框MNPQ的面积会变大
答案 D
解析 t1时刻，电势差最大但是图像的斜率为0，则其变化率也为0，所以线框MNPQ中的感应电流为零，A正确；t2时刻，线框MNPQ中的感应电流最大，但是电路中电流为0，其产生的磁场也为0，则电路abcd对线框MNPQ的安培力为零，B正确；t3时刻，由安培定则知，电路abcd产生的磁场方向垂直水平面向上，并且磁通量增大，由楞次定律及安培定则，可知线框MNPQ中的感应电流为顺时针方向，C正确；t2～t3时间内，电路中的电流增大，线框MNPQ中的磁通量增大，由楞次定律推论知线框MNPQ的面积会变小，D错误。
对点练3 “三定则一定律”的应用
9.如图9所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线圈M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合，半径RM＜RN。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab，已知磁场垂直于导轨所在平面向外。欲使线圈N有收缩的趋势，下列说法正确的是( )
图9
A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动
B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动
C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动
D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动
答案 C
解析 导体棒ab加速向左运动时，导体棒ab产生的感应电动势和感应电流增大，由右手定则知ab中电流方向由b→a，根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大，有扩张趋势，故A错误；同理分析知，导体棒向右加速运动，线圈N有扩张趋势，故B错误；导体棒向左减速运动，线圈N有收缩趋势，故C正确；导体棒向左匀速运动，线圈N中无感应电流产生，故D错误。
B级 综合提升练
10.通电螺线管外套着a、b两个金属环。两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图10所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的是( )
图10
A.磁通量Φa<Φb
B.a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
C.当P向右滑动时，b环中的感应电流方向为逆时针方向(从左向右看)
D.当P向右滑动时，a、b两环的面积有扩张的趋势
答案 D
解析 螺线管内部磁场和外部磁场均通过线圈a、b，且内部磁场的磁通量大于外部磁场的磁通量，则Φ＝Φ内－Φ外，因为螺线管外部磁场通过金属环a的磁通量小于通过金属环b的磁通量，故Φa>Φb，故A错误；若螺线管电流的磁场变大，在金属环范围内，两金属环磁通量变大，故感应电流的磁场与螺线管内部磁场反向；反之，感应电流的磁场与螺线管内部磁场同向，故B错误；P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电路总阻值减小，螺线管电流变大。根据安培定则，可知通过b环中的磁通量向左变大，再根据楞次定律，可知b环中的感应电流方向为顺时针方向(从左向右看)，故C错误；金属环处在螺线管外部磁场当中，螺线管外部磁场与内部磁场方向相反，根据左手定则可知，a、b两环的面积有扩张的趋势，故D正确。
11.(多选)如图11所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )
图11
A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
答案 AD
解析 开关闭合瞬间，由安培定则可知，右侧线圈在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。
12.如图12所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab棒和cd棒的运动情况是( )
图12
A.ab棒向左运动，cd向右运动
B.ab棒向右运动，cd向左运动
C.ab棒和cd棒都向右运动
D.ab棒和cd棒都保持静止
答案 A
解析 由安培定则可知，螺线管中磁场方向向上，金属棒ab、cd所在处的磁感线方向均向下，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知，ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，所以ab棒向左运动，cd棒向右运动，故A正确。
13.如图13所示，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动。用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连。从上向下看，当a盘顺时针转动时( )
图13
A.b盘总是逆时针转动
B.若B1、B2同向，b盘顺时针转动
C.若B1、B2反向，b盘顺时针转动
D.b盘总是顺时针转动
答案 C
解析 若B1、B2都竖直向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1、B2都竖直向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1向上，B2向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动；若B1向下，B2向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动，A、B、D错误，C正确。推论
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近，B感、B原反向，二者相斥；磁铁远离，B感、B原同向，二者相吸
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境
P、Q是光滑固定导轨，a、b是可移动金属棒，磁铁下移，回路面积应减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)
合上S，B灯先亮，A灯逐渐变亮；再断开S，两灯逐渐熄灭
定则或定律
适用的现象
因果关系
安培定则
电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场
因电生磁
左手定则
(1)安培力——磁场对电流的作用力；
(2)洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力
因电受力
右手定则
导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象
因动生电
楞次定律
闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象
因磁生电
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