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第1讲 电磁感应现象和楞次定律
素养目标 1.能够从情境中抽象出磁通量的概念．(物理观念) 2.认识电磁感应现象，知
道产生感应电流的条件．(物理观念) 3.应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向．(科
学思维)
一、磁通量
1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．
2．公式：Φ＝BS.
3．公式的适用条件
(1)匀强磁场．
(2)S为垂直磁场的有效面积．
4．单位：1 Wb＝1 T·m2.
5．标矢性：磁通量的正、负号不表示方向，磁通量是标量．
二、电磁感应现象
1．定义：当穿过闭合电路的磁通量变化时，电路中有感应电流产生的现象．
2．产生感应电流的条件
(1)条件：①电路闭合；②磁通量发生变化．
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．
三、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．适用于一切电
磁感应现象．
2．右手定则：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；
让磁感线穿入掌心，拇指指向导体运动的方向，这时其余四指指向就是感应电流的方向．
适用于导线切割磁感线产生的感应电流．
直
观
情
境
1．思维辨析
(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．( )
(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生．( )
(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关．( )
(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生．
( )
(5)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势．( )2．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与
a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 ( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1
3．如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是( )
考点 感应电流方向的判断
1．楞次定律中“阻碍”的含义
2．应用楞次定律的思路典例1 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B 和B 大小相等、方向相反．
1 2
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(
)
A．同时增大B 减小B
1 2
B．同时减小B 增大B
1 2
C．同时以相同的变化率增大B 和B
1 2
D．同时以相同的变化率减小B 和B
1 2
1．[应用“增反减同”判断感应电流的方向]某实验小组用如图所示实验装置验证楞次
定律．条形磁铁自上而下穿过固定线圈，下列说法正确的是( )
A．条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从负极进入电流表
B．条形磁铁离开线圈时，线圈产生的电流从正极进入电流表
C．条形磁铁进入线圈时，线圈施加给磁铁的力向上
D．条形磁铁离开线圈时，线圈施加给磁铁的力向下
2．[应用“增缩减扩”判断感应电流的方向]如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在
其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水
平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘 A的轴线OO′重合．现使胶木圆盘A由静止开
始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则( )A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
考点 “三则一律”的综合应用
1．“三则一律”的应用对比
名称 基本现象 应用的定则或定律
电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 安培定则
洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则
电磁 部分导体做切割磁感线运动 右手定则
感应 闭合回路磁通量变化 楞次定律
2.“三则一律”的应用技巧
(1)应用楞次定律，一般要用到安培定则．
(2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确
定安培力的方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定．
典例2 (2024·山西太原模拟)(多选)如图所示装置中，ab、cd杆垂直放置在导
轨上，与导轨接触良好，杆与导轨之间的摩擦力不计．原来 ab、cd杆均静止，当ab杆做
如下哪些运动时，cd杆将向左移动( )
A．向右减速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
1．[“三则一律”的应用](多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导
轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动C．向右做减速运动 D．向右做加速运动
2．[发电和电动模型的理解](多选)创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》如图所示．
两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合
回路，两个磁性很强的条形磁铁如图所示放置．当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟
着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是( )
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动
C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
考点 探究影响感应电流方向的因素
实验装置图 操作要领
(1)条形磁铁以不同方式运动引起磁通量变化：观察插入磁铁、拔出磁
铁时指针偏转方向．
(2)感应电流大小与条形磁铁运动的关系：磁铁插入、拔出，改变插
入、拔出的速度，观察感应电流大小的变化．
(3)先确定电流方向与指针偏转方向的关系，进而研究产生的感应电流
磁体运动式
方向与磁通量变化的关系
(1)电流变化与磁通量变化的关系：磁通量增加时有感应电流，磁通量
减少时也有感应电流．
(2)电流变化快慢与产生的感应电流大小关系．
(3)先确定电流方向与指针偏转方向的关系，进而研究产生的感应电流
方向与磁通量变化的关系
原线圈中电流变化式
(1)导体ab上下运动，观察电流表指针是否偏转．
(2)导体ab左右运动，观察电流表指针是否偏转．
(3)移动磁体，观察电流表指针变化情况，并分析产生感应电流的规律
部分导体切割磁感线
1．[探究影响感应电流方向的因素]某同学利用如图(a)所示实验装置，来完成“探究影
响感应电流方向的因素”的实验．则：下表为该同学记录的实验现象：
磁体磁场的方向 指针偏转情 感应电流的磁场方向
序号 磁体运动情况
(正视) 况 (正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
(1)由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁
场方向________；由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场
方向与原磁场方向________(以上两空均填“相反”或“相同”)．由此得出结论：感应电
流的磁场总是________(填“增强”或“阻碍”)穿过原线圈的磁通量的变化．
(2)该同学利用图(b)所示装置进行实验，两个电流表相同，零刻度居中．闭合开关后，
当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图所示．该同学进行了一
些操作，发现电流表乙的指针向左偏转．
那么，根据(1)中得到的结论，请你分析该同学可能进行了的操作是：
①_________________________________________________________________；
②__________________________________________________________________.
2．[实验拓展创新]在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，
不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按如
图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和
开关S串联成另一个闭合电路．
(1)如图甲所示电路中，串联定值电阻R的主要作用是________．A．减小电源两端的电压，保护电源
B．增大电源两端的电压，保护开关
C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计
D．减小电路中的电流，保护开关
(2)图乙中，开关S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将
________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．
(3)图乙中，开关S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的
过程中，灵敏电流计指针将________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将
________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．
答案及解析
1．思维辨析
(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．(√)
(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生．(×)
(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关．(√)
(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生．(√)
(5)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势．(√)
2．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与
a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 ( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1
答案：A
3．如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是( )解析：开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不会产生感应电
流，故A符合题意；磁铁向铝环A靠近，穿过铝环的磁通量增大，铝环中会产生感应电流
故B不符合题意；金属框从A位置向B位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化，金属框
中会产生感应电流，故C不符合题意；铜盘在磁场中按如图所示方向转动，铜盘的一部分
切割磁感线，回路中会产生感应电流，故D不符合题意．
答案：A
考点 感应电流方向的判断
典例1 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B 和B 大小相等、方向相反．
1 2
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(
)
A．同时增大B 减小B
1 2
B．同时减小B 增大B
1 2
C．同时以相同的变化率增大B 和B
1 2
D．同时以相同的变化率减小B 和B
1 2
解析：若产生顺时针方向的感应电流，则感应磁场的方向垂直纸面向里，由楞次定律
可知，圆环中的净磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正
确．同时以相同的变化率增大B 和B ，或同时以相同的变化率减小B 和B ，两个磁场的
1 2 1 2
磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，C、D 错误．故选B．
1．[应用“增反减同”判断感应电流的方向]某实验小组用如图所示实验装置验证楞次
定律．条形磁铁自上而下穿过固定线圈，下列说法正确的是( )
A．条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从负极进入电流表
B．条形磁铁离开线圈时，线圈产生的电流从正极进入电流表C．条形磁铁进入线圈时，线圈施加给磁铁的力向上
D．条形磁铁离开线圈时，线圈施加给磁铁的力向下
解析：当条形磁铁进入线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量增加，根据楞次定律，
可知线圈产生的电流从正极进入电流表，A错误；当条形磁铁离开线圈时，穿过线圈的磁
感线向上，磁通量减少，根据楞次定律，可知线圈产生的电流从负极进入电流表，B错误；
根据楞次定律和等效思想，可知当条形磁铁进入线圈时，线圈内产生的感应电流对条形磁
铁的运动有阻碍作用，可知线圈施加给磁铁的力方向向上，同理可知，当条形磁铁离开线
圈时，线圈施加给磁铁的力方向向上，C正确，D错误．
答案：C
2．[应用“增缩减扩”判断感应电流的方向]如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在
其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水
平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘 A的轴线OO′重合．现使胶木圆盘A由静止开
始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则( )
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
解析：使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，穿过金属环
B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环 B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高(远离)
的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确．
答案：B
考点 “三则一律”的综合应用
典例2 (2024·山西太原模拟)(多选)如图所示装置中，ab、cd杆垂直放置在导
轨上，与导轨接触良好，杆与导轨之间的摩擦力不计．原来 ab、cd杆均静止，当ab杆做
如下哪些运动时，cd杆将向左移动( )
A．向右减速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
解析：cd杆向左移动，则cd杆受到的安培力水平向左，根据左手定则，cd杆上电流方向为从d流向c，根据楞次定律，线圈L 中磁场方向向下增强或是向上减弱，若线圈 L
1 1
中磁场方向向下增强，则ab杆中电流方向为从b流向a，并且逐渐变大，则速度变大，结
合右手定则，ab杆向左加速运动，同理可得，若线圈L 中磁场方向向上减弱，ab杆向右
1
减速运动，B、D错误，A、C正确．故选AC．
1．[“三则一律”的应用](多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导
轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动
C．向右做减速运动 D．向右做加速运动
解析：当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，穿过线圈的磁通量恒定不变，无感
应电流产生，A错误；当导体棒向左做减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a
的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左且减弱，由楞次定律知c
中出现顺时针方向的感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B正确；同理可判定C正确，
D错误．
答案：BC
2．[发电和电动模型的理解](多选)创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》如图所示．
两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合
回路，两个磁性很强的条形磁铁如图所示放置．当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟
着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是( )
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动
C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
解析：P向右摆动的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方
向为顺时针方向(从右向左看)，A正确．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方
向(从右向左看)，Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，Q线圈下侧将受到向右的
安培力作用，所以Q也会向右摆动，B正确，C错误．若用手左右摆动Q，线圈Q切割磁
感线产生感应电动势，在P线圈中将产生感应电流，P线圈受到安培力作用，由左手定则
可判断出P将摆动，不会保持静止，D错误．
答案：AB考点 探究影响感应电流方向的因素
1．[探究影响感应电流方向的因素]某同学利用如图(a)所示实验装置，来完成“探究影
响感应电流方向的因素”的实验．则：
下表为该同学记录的实验现象：
磁体磁场的方向 指针偏转情 感应电流的磁场方向
序号 磁体运动情况
(正视) 况 (正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
(1)由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁
场方向________；由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场
方向与原磁场方向________(以上两空均填“相反”或“相同”)．由此得出结论：感应电
流的磁场总是________(填“增强”或“阻碍”)穿过原线圈的磁通量的变化．
(2)该同学利用图(b)所示装置进行实验，两个电流表相同，零刻度居中．闭合开关后，
当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图所示．该同学进行了一
些操作，发现电流表乙的指针向左偏转．
那么，根据(1)中得到的结论，请你分析该同学可能进行了的操作是：
①_________________________________________________________________；
②__________________________________________________________________.
解析：(1)由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向
与原磁场方向相反；由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁
场方向与原磁场方向相同．由此得出结论，感应电流的磁场总是阻碍穿过原线圈的磁通量
的变化．
(2)两电流表完全相同，电流从相同一方接线柱流入时指针向相同方向偏转；当该同学
进行了一些操作，发现电流表乙的指针向左偏转，可知电流从左方流入；由电路及(1)中总
结的规律，可知是线圈A中电流变大，则该同学可能进行了的操作是：①断开开关，等电
路稳定后再闭合开关；②滑动变阻器的滑片向a端迅速滑动．
答案：(1)相反 相同 阻碍 (2)①断开开关，等电路稳定后再闭合开关 ②滑动变阻器的滑片向a端迅速滑动
2．[实验拓展创新]在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，
不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按如
图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和
开关S串联成另一个闭合电路．
(1)如图甲所示电路中，串联定值电阻R的主要作用是________．
A．减小电源两端的电压，保护电源
B．增大电源两端的电压，保护开关
C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计
D．减小电路中的电流，保护开关
(2)图乙中，开关S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将
________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．
(3)图乙中，开关S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的
过程中，灵敏电流计指针将________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将
________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．
解析：(1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故本题答案为选
项C．
(2)由题意知，当电流从灵敏电流计的正接线柱流入时，指针向左偏转．开关 S闭合后，
将原线圈A插入B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电
流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转．
(3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过
B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计
的指针将向左偏转．
(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，
由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向右偏转．
答案：(1)C (2)向左 (3)向左 (4)向右
