物理选择性必修第二册(RJ)2、教师用书word1,第1节　楞次定律

时间：2021-02-01 20:35:06 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 第 1 节 楞次定律 学习目标 核心素养形成脉络 1.理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向，解答有关问题。(重点) 2．理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。(难点) 3．掌握右手定则，认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。(重点)

　一、影响感应电流方向的因素 将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将条形磁体的 N 极、S 极插入、拔出线圈。

　 (1)线圈内磁通量增加时的情况 图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向 甲 向下 逆时针(俯视) 向上 乙 向上 顺时针(俯视) 向下 (2)线圈内磁通量减少时的情况

　图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向 丙 向下 顺时针(俯视) 向下 丁 向上 逆时针(俯视) 向上 (3)归纳结论 当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。

　二、楞次定律 1．内容：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。

　2．楞次定律与能量守恒定律的关系：感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果。由于电阻的存在，感应电流在闭合回路中流动时将产生热量。根据能量守恒定律，能量不可能无中生有，这部分热量只可能从其他形式的能量转化而来。把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力都必须做机械功，做功过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能。

　三、右手定则 1．内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

　2．适用范围：右手定则适用于闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流的情况。

　 思维辨析 (1)感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反。(

　) (2)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反。(

　) (3)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。(

　) (4)右手定则只适用于闭合回路中一部分导体做切割磁感线产生感应电流的

　情况。(

　) (5)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心。(

　) (6)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律，又可使用右手定则。(

　) 提示：(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)×

　深度思考 (1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场如何阻碍其增加？ (2)当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场如何阻碍其减少？ (3)试归纳比较左手定则、右手定则、安培定则分别用来判断哪个量的方向。

　提示：(1)感应电流的磁场方向与穿过线圈的原磁场方向相反。

　(2)感应电流的磁场方向与穿过线圈的原磁场方向相同。

　(3)左手定则用于判断安培力和洛伦兹力的方向，右手定则用于判断闭合电路的部分导体切割磁感线时产生的感应电流方向，安培定则用于判断电流的磁场方向。

　 对楞次定律的理解

　问题导引 根据如图甲、乙、丙、丁所示的步骤进行实验操作，并记录实验现象。概括实验结果，能得出什么结论？

　[要点提示] 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

　【核心深化】

　1．因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因。

　2．对“阻碍”的理解

　 3．“阻碍”的表现形式 楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的表现形式有以下三种：

　(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。

　(2)阻碍导体和磁体间的相对运动(来拒去留)。

　(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。

　【典题例析】

　关于楞次定律，下列说法正确的是(

　) A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B．感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化 C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化 [解析] 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，A 正确；阻碍并不是阻止，只起延缓的作用，B 错误；当原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场跟原磁场同向，C、D 错误。

　[答案] A 【针对训练】

　1. (多选)某电磁冲击钻的原理图如图所示，若突然发现钻头 M 向右运动，则可能是(

　)

　A．开关 S 闭合瞬间 B．开关 S 由闭合到断开的瞬间 C．开关 S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片 P 向左迅速滑动 D．开关 S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片 P 向右迅速滑动 解析：选 AC。当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，线圈中磁通量增加，产生感应电流阻碍磁通量增加，使钻头 M 向右运动，同理可知，开关由闭合到断开瞬间，钻头 M 向左运动，故 A 正确，B错误；当开关 S 已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头 M 向右运动，故 C 正确，D 错误。

　楞次定律的应用

　问题导引 1．应用楞次定律时，涉及了三个因素：磁通量的变化、磁场方向、感应电流方向，如何根据其中两个量确定第三个量？ 2．能否应用楞次定律判断导体的运动情况或回路面积的变化趋势？如果能，应如何判断？ [要点提示]1.穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。感应电流方向可根据安培定则判断。

　2．能判断。通过引起闭合回路磁通量变化的原因，判断导体的运动情况或回路面积的变化。

　【核心深化】

　1．判断感应电流方向的步骤

　该方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个物理量的关系，只要知道了其中任意两个物理量，就可以判定第三个物理量。

　2．判断回路运动情况及回路面积的变化趋势 (1)常规法 据原磁场(B 原 方向及ΔΦ情况) ――→楞次定律 确定感应磁场(B感 方向) ――→安培定则 判断感应电流(I 感 方向) ――→左手定则 回路运动情况或面积变化趋势。

　(2)效果法 由楞次定律可知，感应电流的“效果”是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义。据“阻碍”原则，可直接对运动趋势做出判断，更简捷、迅速。

　【典题例析】

　(多选)如图所示，矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)。当磁铁全部匀速向右通过线圈时，线圈始终静止不动，那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是(

　)

　 A．摩擦力方向一直向左 B．摩擦力方向先向左、后向右 C．感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针 D．感应电流的方向顺时针→逆时针 [思路点拨] (1)首先明确蹄形磁铁的磁场分布。

　(2)了解蹄形磁铁运动时穿过线圈的磁通量的变化情况。

　(3)由楞次定律确定感应电流及摩擦力的方向。

　[解析] 靠近两极的磁场强，且方向从 N 极出 S 极进，根据楞次定律，感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针，线圈始终有向右运动的趋势，摩擦力方向一直向左，A、C 正确。

　[答案] AC 【针对训练】

　2. 如图所示，一水平放置的矩形闭合线框 abcd，在细长磁铁的 N 极附近竖

　直下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，从图中所示的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流(

　)

　 A．沿 abcda 流动 B．沿 dcbad 流动 C．由Ⅰ到Ⅱ是沿 abcda 流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿 dcbad 流动 D．由Ⅰ到Ⅱ是沿 dcbad 流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿 abcda 流动 解析：选 A。根据细长磁铁的 N 极附近的磁感线分布，线圈 abcd 在位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量为 0，在位置Ⅰ时，磁感线向上穿过线圈，在位置Ⅲ时，磁感线向下穿过线圈。设磁感线向上穿过线圈时磁通量为正，由此可见，由位置Ⅰ到位置Ⅱ再到位置Ⅲ，磁通量持续减少，感应电流方向不变，应沿 abcda 流动，故 A 正确。

　3．(多选)验证楞次定律实验的示意图如图所示，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是(

　)

　解析：选 CD。先根据楞次定律判断线圈的 N 极和 S 极。A 中线圈上端为 N极，B 中线圈上端为 N 极，C 中线圈上端为 S 极，D 中线圈上端为 S 极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B 错误，C、D 正确。

　对右手定则的理解和应用

　问题导引 如图所示，假定导体棒 CD 向右运动。

　 (1)我们研究的是哪个闭合导体回路？ (2)当导体棒 CD 向右运动时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小？ (3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？ (4)导体棒 CD 中的感应电流是沿哪个方向的？ [要点提示] (1)CDEF (2)增大 (3)垂直于纸面向外 (4)C→D 【核心深化】

　1．楞次定律与右手定则的区别与联系

　楞次定律 右手定则 区别

　整个闭合回路 闭合回路的一部分，即切割磁感线运动的导体 研究对象 各种电磁感应现象 只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 适用范围 对于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 对于导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象较方便 联系 应用 2.右手定则与左手定则的比较

　右手定则 左手定则 作用 判断感应电流方向 判断通电导体所受磁场力的方向 图例

　 因果关系 运动→电流 电流→运动 应用实例 发电机 电动机

　 【典题例析】

　(多选)如图所示，光滑平行金属导轨 PP′和 QQ′都处于同一水平面内，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，以下关于导体棒MN 中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(

　)

　A．感应电流方向是 N→M B．感应电流方向是 M→N C．安培力方向水平向左 D．安培力方向水平向右 [思路点拨] (1)由于导体棒 MN 运动而产生感应电流。

　(2)MN 中产生的感应电流又受到安培力的作用。

　[解析] 以导体棒 MN 为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是 N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。

　[答案] AC 【针对训练】

　4．如图所示，CDEF 是一个矩形金属框，当导体棒 AB 向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是(

　)

　A．导体棒中的电流方向由 B→A B．电流表 A 1 中的电流方向由 F→E C．电流表 A 1 中的电流方向由 E→F D．电流表 A 2 中的电流方向由 D→C 解析：选 B。根据右手定则，导体棒内部电流方向为 A 到 B，所以电流表A 1 中的电流方向由 F→E，A、C 错误，B 正确；同理电流表 A 2 中的电流方向由

　C→D，D 错误。

　楞次简介 一、生平简介 楞次(1804－1865)，俄国物理学家和地球物理学家。1804 年 2 月 24 日(旧历12 日)生于多尔帕特(今爱沙尼亚的塔尔图)，1820 年以优异成绩从中学毕业后进入多尔帕特大学。19 岁时被推荐为地球物理观测员参加了俄国主办的由 O.E.科采布率领的“普雷德普里阿蒂”号单桅帆船第二次全球性科学航行(1823－1826)。1829－1830 年去高加索考察并进行地磁观测，精确测定里海海平面的变化和提取石油及天然气样品。1836－1865 年任圣彼得堡大学教授，其间还兼任海军和师范等院校物理学教授。1865 年 2 月 10 日在意大利罗马逝世。

　二、科学成就 1．电磁学方面的成就：1833 年发现感应电动势阻碍产生这一感应的磁铁或线圈的运动，此结论于 1834 年发表，后称为楞次定律。1842－1843 年独立于 J.P。焦耳并更为精确地建立了电流与其所产生的热量的关系，后被称为焦耳定律，或焦耳——楞次定律。他还研究并定量地比较了不同金属线的电阻率，确定了电阻与温度的关系；建立了电磁铁吸引力与磁化电流的二次方成正比的定律。1832年致力于电学量和磁学量的冲击法测量的理论和应用研究。1844 年导出包含电动势和电阻的归一并联电路中电流分布的定律，但 1845 年后，G.R.基尔霍夫却获得了更有普遍意义的电路定律。在电化学方面，他确立了伽伐尼电池中电动势的相加性，阴极和阳极上极化电动势的相加定律，以及每一电极的极化电动势和起始电极电势的相加定律。

　2．地球物理方面的贡献：在地球物理方面，他积累了大量而可靠的观测数据；在全球性科学航行中，他测量了深海的海水比重和温度：发现并正确地解释了大西洋和太平洋赤道南北的海水含盐量较高，且大西洋的比太平洋的高，而印

　度洋含盐量低的现象，还注意到在一定纬度下，海洋表面的水温高于水上面的空气温度；1845 年在他的倡导和协助下组织了俄国地理学会。

　三、趣闻轶事 学生中的“物理学家”：楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。1820年他以优异的成绩考入多尔帕特大学，学习自然科学。1823 年他还在三年级读书时，就因为物理成绩优秀而被校方选中，以物理学家的身份参加了环球考察。1826 年，他考察归来后在一所中学教物理，同时认真总结整理考察成果。1828年 2 月 16 日，楞次向彼得堡皇家科学院做了考察成果汇报，由于报告生动、出色，被接收为科学院研究生。1830 年他当选为科学院候补院士，1834 年接替刚去世的彼得洛夫，升为正式院士。

　 1. (对楞次定律的理解)(多选)一块铜片位于如图所示的磁场中，如果用力把铜片从磁场拉出或把它进一步推入，则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力，下列叙述正确的是(

　)

　A．拉出时是阻力 B．推入时是阻力 C．拉出时不受磁场力 D．推入时不受磁场力 解析：选 AB。将铜片从磁场拉出或推入，磁通量发生变化，根据楞次定律，磁场对铜片的作用力应阻碍导体和磁场的相对运动，故 A、B 正确。

　2．(楞次定律的应用) 如图所示，一水平放置的圆形通电线圈 1 固定，另一较小的圆形线圈 2 从 1 的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈 2 从 1 的正上方下落至正下方过程中，从上往下看线圈 2 中(

　)

　A．无感应电流 B．有顺时针方向的感应电流 C．先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流 D．先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流 解析：选 C。线圈 1 中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示。当线圈 2 从线圈 1 的正上方下落，并处于线圈 1 的上方时，磁感线方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律知，线圈 2 中产生的感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则知，俯视时线圈 2 中感应电流方向应为顺时针方向；同理，线圈 2 落至线圈 1 的正下方时，磁感线方向向上，且磁通量减小，由楞次定律和右手螺旋定则知，俯视时线圈 2 中感应电流方向应为逆时针方向。

　 3. (右手定则的应用)如图所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef 与环接触良好，当 ef 向右匀速运动时(

　)

　A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B．整个环中有顺时针方向的电流 C．整个环中有逆时针方向的电流 D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 解析：选 D。由右手定则知 ef 上的电流由 e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针。

　4. (右手定则与左手定则的综合应用)如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则(

　)

　 A．导线框进入磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为 a→d→c→b→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 解析：选 D。由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左，导线框离开磁场时，受到的安培力水平向左，D 正确。

　(建议用时：45 分钟) 【基础巩固】

　1．关于楞次定律，下列说法正确的是(

　) A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱 C．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 解析：选 D。楞次定律内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。阻碍的不是磁场的变化，而是磁通量的变化。

　2. 图为闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，a、b、c、d 分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在对应位置上的运动方向，则导体中感应电流的方向为垂直于纸面向里时，导体的位置是(

　)

　A．a

　 B．b C．c D．d 解析：选 A。导体切割磁感线产生感应电流，用右手定则判断可知，a 位置正确。

　3. 如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为导线圈Ⅱ，则关于导线圈中的感应电流及其方向(从上往下看)是(

　)

　 A．有顺时针方向的感应电流 B．有逆时针方向的感应电流 C．有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D．无感应电流 解析：选 A。穿过导线圈的磁通量包括磁体内全部的磁通量和磁体外的一部分磁通量，合磁通量是向上的。当导线圈突然缩小时合磁通量增加，原因是磁体外向下穿过导线圈的磁通量减少。由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向，A 正确。

　4. 如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是(

　)

　A．向右摆动 B．向左摆动 C．静止 D．不能确定 解析：选 A。法一 磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为阻碍原磁通量的增大，必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增加的方向运动，故 A 正确。

　法二 磁铁向右运动时，由楞次定律的另一种表述“来拒去留”得知铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用，故 A正确。

　5. 某磁场的磁感线如图所示，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(

　)

　A．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 处落至题图所示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为顺时针，自题图所示位置落至 b 处时，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 正确。

　6. 如图，把一条形磁铁从图示位置由静止释放，穿过采用双线绕法的通电线圈，此过程中条形磁铁做(

　)

　A．减速运动 B．匀速运动 C．自由落体运动 D．变加速运动 解析：选 C。双线绕法得到的两个线圈通电时，由安培定则知，两线圈的磁场等值反向相互抵消，合磁场为 0，对磁铁无作用力。当磁铁下落时，穿过两线圈的磁通量同向增加，根据楞次定律，两线圈中产生的感应电流等值反向，也互相抵消，线圈中无感应电流，线圈对磁铁没有作用力。磁铁下落过程中只受重力，又从静止开始，所以磁铁做自由落体运动，故 C 正确，A、B、D 错误。

　7. 如图所示，A、B 都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖

　直轴在水平面内转动，环 A 是闭合的，环 B 是断开的。若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下列说法正确的是(

　)

　A．图中磁铁 N 极接近 A 环时，A 环被吸引，而后被推开 B．图中磁铁 N 极远离 A 环时，A 环被排斥，而后随磁铁运动 C．用磁铁 N 极接近 B 环时，B 环被排斥，远离磁铁运动 D．用磁铁的任意一磁极接近 A 环时，A 环均被排斥 解析：选 D。用磁铁的任意一磁极接近 A 环，A 环均被排斥；远离 A 环，A 环均被吸引。接近或远离 B 环，B 环无任何反应。因为在磁铁的任意一磁极接近或远离 A 环时，由于 A 环闭合，环中产生了感应电流，阻碍磁极和 A 环间的相对运动；而 B 环不闭合，无感应电流产生。

　8. 如图所示，导体线圈 abcd 与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线圈由左向右匀速通过直导线的过程中，线圈中感应电流的方向是(

　)

　A．先 abcda，再 dcbad，后 abcda B．先 abcda，再 dcbad C．先 dcbad，再 abcda，后 dcbad D．一直 dcbad 解析：选 C。画出长直导线周围的磁场分布情况，如图所示，线圈向右移动，未到达直导线之前，线圈内磁通量“·”增加，故感应电流方向为 dcbad。线圈穿越直导线过程中线圈内磁通量“·”减少，同时磁通量“×”增加，所以先是合磁通量为“·”减少，后是合磁通量为“×”增加，则感应电流的磁场方向为“·”，感应电流方向为 abcda。线圈穿过直导线后，线圈内磁通量为“×”减少，如同磁通量“·”进一步增加，故感应电流方向为 dcbad，考虑全过程，故 C 正确。

　【能力提升】

　9. 1931 年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982 年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有 S 极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈的感应电流是(

　)

　A．先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流 B．先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流 C．顺时针方向持续流动的感应电流 D．逆时针方向持续流动的感应电流 解析：选 C。S 磁单极子靠近超导线圈时，线圈中磁通量向上增加，由楞次定律可以判断，从上向下看感应电流为顺时针方向；当 S 磁单极子远离超导线圈时，线圈中磁通量向下减少，感应电流方向仍为顺时针方向，C 正确。

　10．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈 L、开关 S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈 L 上，且使铁芯穿过套环。闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(

　)

　A．线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高 C．所选线圈的匝数过多 D．所用套环的材料与老师不同

　解析：选 D。闭合开关 S，金属套环跳起，是 S 闭合瞬间，穿过套环的磁通量发生变化，环中产生感应电流的缘故。产生感应电流要具备两个条件：回路闭合和穿过回路的磁通量发生变化。只要电路连接正确，闭合 S 瞬间，就会造成穿过套环的磁通量变化，与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关。该同学实验失败，可能是套环选用了非导电材料的缘故，故 D 正确。

　11. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为“绳系卫星”。现有一颗卫星在地球赤道上空运行，卫星位于航天飞机正上方，卫星所在位置地磁场方向由南向北。下列说法正确的是(

　)

　A．航天飞机和卫星自西向东飞行时，图中 B 端电势高 B．航天飞机和卫星自西向东飞行时，图中 A 端电势高 C．航天飞机和卫星自南向北飞行时，图中 B 端电势高 D．航天飞机和卫星自南向北飞行时，图中 A 端电势高 解析：选 B。自西向东运动时，由右手定则知电流流向 A 点，即 A 为电源正极，因此电势高，B 正确，A 错误；若向北运动，电缆没有切割磁感线，不会产生感应电动势，C、D 错误。

　12. 1831 年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A 线圈与电源、滑动变阻器R 组成一个回路，B 线圈与开关 S、电流计 G 组成另一个回路，如图所示。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验，下列说法正确的是(

　)

　A．闭合开关 S 的瞬间，电流计 G 中有 a→b 的感应电流 B．闭合开关 S 的瞬间，电流计 G 中有 b→a 的感应电流

　C．闭合开关 S 后，在增大电阻 R 的过程中，电流计 G 中有 a→b 的感应电流 D．闭合开关 S 后，在增大电阻 R 的过程中，电流计 G 中有 b→a 的感应电流 解析：选 D。在滑片不动的情况下，A 线圈中通过的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，所以 B 线圈中不产生感应电流，故 A、B 错误；在移动滑片增大电阻 R 的过程中，A 线圈中通过的是逐渐减弱的电流，即线圈 B 处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律判断可知，电流计中的电流方向为 b→a，故 C错误，D 正确。

　13．1831 年 10 月 28 日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，该发电机是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。这个圆盘发电机的示意图如图所示：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙分别与转动轴、铜盘边缘接触。下列四幅图中的图 A、B 中磁场方向与铜盘平行；图 C、D中磁场方向与铜盘垂直，C 图中磁场区域仅在甲、丙之间，D 图中磁场区域仅在甲、乙之间。从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻 R 上有电流且方向沿纸面向上的是(

　)

　解析：选 D。A、B 图中圆盘与磁场方向平行不切割磁感线，故没有感应电流产生，A、B 错误；C 图中，从右向左看，铜盘逆时针转动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由乙流向甲，所以电阻 R 上的电流方向沿纸面向下，C 错误；D 图中，根据右手定则可知，铜盘内感应电流的方向从甲到乙，流经 R的电流方向沿纸面向上，D 正确。

　14. (多选)如图所示，导体棒 AB、CD 可在水平光滑轨道上自由滑动，下列说法正确的是(

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　A．将导体棒 CD 固定，当导体棒 AB 向左移动时，AB 中感应电流的方向为A 到 B B．将导体棒 CD 固定，当 AB 向右移动时，AB 中感应电流的方向为 A 到 B C．将导体棒 AB 固定，当 CD 向左移动时，AB 中感应电流的方向为 A 到 B D．将导体棒 AB 固定，当 CD 向右移动时，AB 中感应电流的方向为 A 到 B 解析：选 AC。由右手定则可判断，当 AB 向左运动时，AB 中感应电流方向为 A→B；当 AB 向右运动时，AB 中感应电流方向为 B→A，A 正确，B 错误；当CD 向左运动时，CD 中的感应电流方向为 C→D，AB 中的感应电流方向为 A→B；当 CD 向右移动时，AB 中感应电流方向为 B→A，C 正确，D 错误。

　15. 如图所示，一线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在匀强磁场中运动，磁场的方向如图所示，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直时线圈所处的位置)，线圈内的感应电流(顺着磁场方向看去)(

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　A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向 C．Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为 0，Ⅲ位置是逆时针方向 D．Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为 0，Ⅲ位置是顺时针方向 解析：选 D。线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中，沿磁场方向的磁通量逐渐增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，从右向左穿过线圈，根据安培定则，Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向；在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大，由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时，向右穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向右，根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向，且Ⅱ位置时感应电流为 0，故 D 正确。

　16．如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的电流，现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测

　线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方移至距直线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是(

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　A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针 C．先逆时针后顺时针，然后再逆时针 D．先顺时针后逆时针，然后再顺时针 解析：选 C。根据通电直导线周围的磁感线的特点，检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针。当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，所以 C 正确。