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13 电磁感应
[-考点-01-] 电磁感应现象及感应电流方向的判断
1．磁通量
(1)公式：Φ＝BS，S 为垂直磁场的投影面积，磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)．
(2)物理意义：
磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少．
(3)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．电磁感应现象
(1)当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用
磁场产生电流的现象叫作电磁感应．
(2)感应电流产生的条件
穿过闭合电路的磁通量发生变化．
(3)电磁感应现象产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流．如果电路不闭合，则只
有感应电动势而无感应电流．
3．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)适用范围：一切电磁感应现象．
4．右手定则
(1)内容：如图，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)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流．
1．用楞次定律判断
(1)楞次定律中“阻碍”的含义：
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(2)应用楞次定律的思路：
2．用右手定则判断
该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：
(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．
典例1 (磁通量的有关计算)如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向
下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则：
(1)穿过线圈的磁通量Φ 为多少？把线圈以cd 为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量
的变化量大小为多少？
(2)若θ＝90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ 为多大时，穿过线圈的磁通量最大？
答案 (1)0.12 Wb 0.36 Wb (2)0 0
解析 (1)线圈在垂直磁场方向上的投影面积
S⊥＝Scos 60°＝0.4× m2＝0.2 m2
穿过线圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb.
线圈以cd 为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿
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入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb.
故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.24 Wb－0.12 Wb＝－0.36 Wb.
故磁通量的变化量大小为0.36 Wb.
(2)当θ＝90°时，线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥′＝0，据Φ′＝BS⊥′知，此时穿
过线圈的磁通量为零．当θ＝0 时，线圈平面与磁场垂直，此时S⊥″＝S，穿过线圈的磁通
量最大．
典例2 (感应电流产生的条件)法拉第“磁生电”这一伟大的发现，引领人类进入了电气时
代．关于下列实验说法正确的是( )
A．甲图中条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且不为零
B．乙图中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中，金属圆环中都有感应电
流
C．丙图中闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针不偏转
D．丁图中导体棒AB 在磁场中运动时一定能产生感应电流
答案 B
解析 题图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时，螺线管内磁通量保持不变，则无感应
电流，A 错误；题图乙中无论滑动变阻器滑片怎么移动，线圈b 内的电流都会变化，则线
圈b 产生的磁场都会变化，导致线圈a 中的磁通量变化，线圈a 中会产生感应电流，B 正
确；题图丙中闭合开关和断开开关都会使螺线管B 的磁通量发生变化，螺线管B 中会产生
感应电流，电流计指针都会发生偏转，C 错误；当导体棒的运动方向与磁场平行时，导体
棒不切割磁感线，则无感应电流，D 错误．
典例3 (感应电流方向的判断)如图所示，AOC 是光滑的金属导轨，AO 沿竖直方向，OC 沿
水平方向，ab 是一根金属棒，与导轨接触良好，它从图示位置由静止开始在重力作用下运
动，运动过程中b 端始终在OC 上，a 端始终在OA 上，直到金属棒完全落在OC 上，空间
存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则ab 棒在上述过程中( )
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A．感应电流方向是b→a
B．感应电流方向是a→b
C．感应电流方向先是b→a，后是a→b
D．感应电流方向先是a→b，后是b→a
答案 C
解析 由几何知识可知，在金属棒向下滑动的过程中，金属棒与导轨所围成的三角形面积
先增大后减小，三角形aOb 内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，感应电流方向先
是b→a，后是a→b，C 项正确．
1.关于楞次定律，下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场总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与原磁场反向，阻碍原磁场的变化
答案 A
解析 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，阻碍并不是阻止，只是起
到延缓的作用，选项A 正确，B 错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的
磁场与原磁场反向，选项C 错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场
与原磁场同向，选项D 错误．
2.(多选)在“探究电磁感应的产生条件”实验中，如图所示，线圈A 通过变阻器和开关连接
到电源上，线圈B 的两端连到电流表上，把线圈A 装在线圈B 的里面．开关闭合的瞬间，
发现电流表指针向右偏转，能使电流表指针向左偏转的实验操作是( )
A．拔出线圈A
B．迅速向右移动滑动变阻器的滑片
C．断开开关
D．在线圈A 中插入铁芯
答案 AC
解析 由题意可知：当闭合开关的瞬间，线圈A 的磁通量增大，则穿过线圈B 的磁通量也
在增大，导致电流表指针向右摆动，故可知当A 中的磁通量减小时，电流表指针向左偏；
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拔出线圈A，A 中磁通量减小，指针向左偏转，故A 正确；迅速向右移动滑动变阻器的滑
片，A 中电流增大，B 中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向右偏转，故B 错误；
当断开开关时，B 中磁场减弱，磁通量减小，故电流表指针应向左偏转，故C 正确；在线
圈A 中插入铁芯，B 中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向右偏转，故D 错误．
3.如图所示为闭合电路中的一部分导体ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，分析各图中
感应电流的方向，在导体中由a→b 的是( )
答案 A
解析 题图四幅图都属于闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的情景，用右手定则判
断可得：A 中电流由a→b，B 中电流由b→a，C 中电流沿a→c→b→a 方向，D 中电流由
b→a，故A 正确．
4.某磁场的磁感线如图所示，有一闭合铝质线圈自图示位置A 落至位置B，在下落的过程
中，自上向下看，铝质线圈中的感应电流方向是( )
A．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
B．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向
C．始终沿顺时针方向
D．始终沿逆时针方向
答案 A
解析 在线圈下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减
小，线圈从A 处落到磁感应强度最大位置处的过程中，穿过线圈的磁通量增大，感应电流
产生的磁场方向向下，所以感应电流的方向为顺时针．线圈从磁感应强度最大位置处落到
B 处的过程中，穿过线圈的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向上，所以感应电流的
方向为逆时针，A 正确，B、C、D 错误．
5.如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线
距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．则
下列说法正确的是( )
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A．若金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向
B．若金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向
C．若金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向
D．若金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向
答案 D
解析 根据楞次定律，当金属环上、下运动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感
应电流产生，故A、B 错误；当金属环向左侧直导线靠近时，穿过圆环垂直纸面向外的磁
场增强，根据楞次定律及安培定则可知，产生的感应电流方向为顺时针，故C 错误；当金
属环向右侧直导线靠近时，穿过圆环垂直纸面向里的磁场增强，根据楞次定律及安培定则
可知，产生的感应电流方向为逆时针，故D 正确．
6.如图所示，一个U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab.磁感应强度为B 的
匀强磁场斜向上穿过轨道平面，其方向与竖直方向的夹角为θ(0<θ<90°)．在下列各过程中，
一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
A．ab 向右运动，同时使θ 减小
B．使磁感应强度B 减小，θ 角同时也减小
C．ab 向左运动，同时增大磁感应强度B
D．ab 向右运动，同时增大磁感应强度B 和θ 角
答案 A
解析 设此时回路面积为S，据题意，穿过回路的磁通量Φ＝BScos θ.ab 向右运动，则S 增
大，θ 减小，则cos θ 增大，因此Φ 增大，回路里一定能产生感应电流，A 正确；B 减小，
θ 减小，cos θ 增大，Φ 可能不变，回路里不一定能产生感应电流，B 错误；ab 向左运动，
则S 减小，B 增大，Φ 可能不变，回路里不一定能产生感应电流，C 错误；ab 向右运动，
则S 增大，B 增大，θ 增大，cos θ 减小，Φ 可能不变，回路里不一定能产生感应电流，D
错误．
7.(2020·江苏卷·3)如图所示，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( )
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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 若同时增大B1减小B2，则穿过环向里的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生
的磁场方向向外，由安培定则，环中产生的感应电流是逆时针方向，故选项A 错误；同理
可推出，选项B 正确，C、D 错误．
8.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在条形磁体的N 极附近竖直下落，保持bc 边
在纸外，ad 边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置
Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流( )
A．沿abcda 流动
B．沿dcbad 流动
C．先沿abcda 流动，后沿dcbad 流动
D．先沿dcbad 流动，后沿abcda 流动
答案 A
解析 由条形磁体的磁场分布可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小，为零，
线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从
上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律及右手螺旋定则可知感应电流的方向是
abcda，故选A.
9.如图所示，在条形磁体的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包
围的面积变大，则线圈中感应电流的情况是( )
A．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
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B．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为顺时针方向
C．因线圈中磁通量不变，故无感应电流
D．无法判断有无感应电流
答案 A
解析 磁感线在条形磁体的内外形成闭合曲线，则磁体外部的磁感线总数等于内部的磁感
线总数，且在线圈平面处磁体内外磁感线方向相反(磁体内向上、磁体外向下)，而磁体外
部的磁感线分布在无穷大的空间，所以题图中线圈中磁体内部的磁感线多于外部的磁感线
则穿过线圈的总磁通量等于磁体内部的磁感线条数减去磁体外部、线圈内部的磁感线条数
当弹簧线圈包围的面积增大时，磁体内部的磁感线总数不变，而线圈内部、磁体外部反向
的磁感线条数增多，则穿过线圈的总磁通量减小，将产生感应电流．由于磁体内部磁场方
向向上，故线圈内部磁场方向向上且磁通量减小，由楞次定律可知，线圈内的感应电流为
俯视逆时针方向，故选A.
10.长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大
小和方向都随时间做周期性变化的电流，I－t 图像如图乙所示．规定沿长直导线方向向上
的电流为正方向．关于0～T 时间内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是( )
A．由顺时针方向变为逆时针方向
B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
答案 D
解析 0～时间内，长直导线中向上的电流增大，则线框中的磁通量增加，根据楞次定律和
安培定则可知，线框中产生逆时针方向的感应电流；～时间内，长直导线中向上的电流减
小，则线框中的磁通量减少，线框中产生顺时针方向的感应电流；同理判断出～T 时间内、
T～T 时间内的感应电流方向分别为顺时针方向和逆时针方向，故选D.
11.如图所示，金属环所在区域存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐
增强时，内、外金属环中感应电流的方向为( )
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A．外金属环顺时针，内金属环逆时针
B．外金属环逆时针，内金属环顺时针
C．内、外金属环均为逆时针
D．内、外金属环均为顺时针
答案 B
解析 回路由外金属环和内金属环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里，且内
外金属环之间的磁通量增加，由楞次定律可知，两金属环之间的感应电流的磁场方向与原
磁场方向相反，垂直纸面向外，由安培定则可知，电流在外金属环沿逆时针方向，在内金
属环沿顺时针方向，故选项B 正确．
12.如图所示，若套在条形磁体上的闭合弹性金属导线圈由图示的 Ⅰ 位置缩小到图示 Ⅱ
位置，则在此过程中，关于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
答案 A
解析 在图示位置Ⅰ或Ⅱ，通过线圈向上的磁通量不变，但由图示Ⅰ位置缩小到图示Ⅱ位
置，向下的磁通量减小，相当于通过线圈向上的总磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈
中的感应电流的磁场阻碍原磁通量的增大，感应电流的磁场方向向下，线圈中有顺时针方
向的感应电流，A 项正确．
13.如图，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( )
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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．
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