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1、专题：感应电流方向的判定及高考题赏析 引言感生电流方向的判断一直是高考的热点，宁夏理综卷，电磁感应问题的考察多出现在选择题中，为了避免繁杂的计算，考察楞次定律的应用就是一个比较单纯地选择，而右手定则的考察难度适中，在宁夏卷出现的频率较高就不足为奇了。本设计通过系统的总结整理，把这一高考复习中的难点问题的进行有效分解，结合近年高考试题，使学生理解掌握感应电流方向判定的基本方法与高考考察目标的联系，从而在复习中能有的放矢，从容应对。一、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。从楞次定律的上述表述可见，楞次定律并没有直接指出感应电流的方向，它只
2、是概括了确定感应电流方向的原则，给出了确定感应电流的程序。要真正掌握它，必须要求对表述的涵义有正确的理解，并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。2、含义：l 弄清最基本的因果关系感应磁场与原磁场磁通量变化之间是阻碍与被阻碍的关系：原磁场磁通量的变化是因，感应电流的产生是果，感应电流是因，感应电流的磁场的产生是果。原因引起结果，结果反映原因。原磁场磁通量感应电流感应电流的磁场l 理解阻碍的涵义（1）、阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转（2）、阻碍的是原磁场的变
3、化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流（3）、阻碍不是相反当原磁通减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动（4）、由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现3、应用“楞次定律”判定感应电流方向的步骤（1）明确原磁场的方向及磁通量的变化情况（增加或减少）。 （2）确定感应电流的磁场方向，依“增反减同”确定。 （3）用安培定则确定感应电流的方向。【例1-1】如图所示，当条形磁铁突然向闭合
4、铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？解析：铜环所在位置的原磁场向左且穿过铜环内的磁通量在增加，则环上的感应磁场方向向右，由右手定则可知环上的感生电流为顺时针方向（从左往右看）。此时铜环可等价为左边为N极的小磁针，容易知道受到磁铁的斥力而向右运动。【例1-2】如图所示，当线框向右移动，请判断线框中感应电流的方向解题思路：原磁场B0的方向：向外原磁场B0的变化情况：变小感应磁场B的方向：向外感应电流的方向：AD C B拓展：当直导线中电流增加时，请判断线框中感应电流的方向答案：感应电流的方向：AB C D拓展练习【练1-1】如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈
5、M相连接，要使小导线图N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线线圈共面放置） （ ）A向右匀速运动 B向左加速运动 C向右减速运动 D向右加速运动解析：欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流磁场垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐步减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量是在增大。因此对前者应使ab减速向右运动。对于后者，则应使ab加速向左运动，故应选BC【练1-2】如图所示，矩形导线框从通电直导线EF左侧运动到右侧的过程中，关于导线框中产生的感应电流
6、的正确说法是A感应电流方向是先沿abcd方向流动，再沿adcb方向流动B感应电流方向是先沿adcb方向流动，然后沿abcd方向流动，再沿adcb方向流动C感应电流始终是沿adcb方向流动D感应电流始终是沿abcd方向流动解析：线框在EF的左边和右边运动容易判断出感生电流都是adcb方向流动，难点是过EF时的感生电流的方向判断，当线圈的多一半在EF左边时，总的磁通量是向外且逐渐减少，感生电流的磁场应向外，则感生电流沿abcd方向流动，当线圈的多一半在EF有边时，总的磁通量是向里且逐渐增加，感生电流的磁场应向外，则感生电流也沿abcd方向流动。故B正确。高考题赏析（10海南）7下列说法正确的是A当
7、线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【答案】AC 【解析】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向
8、相同，D错。（10年山东）21如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度vo向右运动，当运动到关于OO对称的位置时A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为C.回路中感应电流的方向为顺时针方向D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同【答案】ABD【解析】正方形闭合回路运动到关于OO对称的位置时，进出磁感线相同，所以穿过回路的磁通量为零，A正确；根据,有由右手定则可判断回路中感应电流的方向为逆时针方向，因此B正确，C错误；由左手定则可判断，回路中ab边与cd边
9、所受安培力方向均向右，所以D正确。二、楞次定律的推论1、增反减同通过感应磁场的抵消或补偿消弱磁通量的变化原磁场方向原磁场磁通量变化增反减同感应磁场的方向感应电流的方向【例2-1】如图所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？线圈面积有扩张的趋势还是有收缩的趋势？解：由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内（应该包括内环内的面积，而不只是环形区域的面积）的总磁通向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针。线圈面积
10、有扩张的趋势，通过“扩张”来“阻碍”磁通量的增加。拓展：若将上例中的两个圆环位置交换，情况又怎样？拓展练习【练2-1】如图7所示，一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的S极附近竖直下落，由位置经位置到位置。位置与磁铁同一平面，位置和都很靠近，则在下落过程中，线圈中的感应电流的方向为 Aabcda BadcbaC从abcda到adcba D从adcba到abcda答案：D高考题赏析（09山东）4 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进
11、入磁场为止，下列结论正确的是（ ） A感应电流方向不变 BCD段直线始终不受安培力 C感应电动势最大值EBav D感应电动势平均值【答案】ACDNSRCab（07年宁夏）17、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电【答案】DNSv02、来拒去留通过运动（相对位置变化）消弱磁通量的变化【例3-1】如图所示，闭合导体环固定，条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环
12、圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？解析：从“阻碍磁通量变化”来看，原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流方向先顺时针后逆时针。从“阻碍相对运动”来看，先排斥后吸引，把线圈等效为螺线管，根据“来拒去留”，判断出线圈的磁极先是上方为S极，后下方是S极，也有同样的结论。拓展练习【练3-1】如图3-8-3所示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下降，空气阻力不计，则在铜环的运动过程中，下列说法正确的是：A铜环在磁铁的上方时，环的加速度小于g，在下方时大于gB铜环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于gC铜环在磁铁的上方时，加速度小于g，在
13、下方时等于gD铜环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g解析：正确答案是B本题中引起铜环内产生感应电流的原因是铜环在磁铁的磁场中相对磁铁发生运动，使铜环内 先增加后减少，铜环内产生感应电流，磁场对通有感应电流的铜环又施以磁场力要判断磁场力的方向，还依赖于对磁铁周围的磁场空间分布的了解但是用“阻碍引起感应电流的原因”来判断就简捷的多由于铜环下落而产生感应电流，使铜环受到磁场力，而磁场力一定对铜环的下落起阻碍作用来拒去留，使铜环下落的加速度变小，即加速度小于g。【练3-2】如图、磁铁M和线圈m起初静止在光滑的水平面上。给线圈一个瞬时冲量I使其向右运动。则：（ ）A、磁铁也向右运动。 B、磁铁
14、向左运动。 C、线圈的速度减小 D、线圈的速度增加答案：A C高考题赏析（09年海南）4一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中，其中R为滑线变阻器，和为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是A在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时【答案】A a b3、增缩（小）减扩（大）通过形变（面积变化）消弱磁通量的变化【例4-1】 如图所示，水平面上有两
15、根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时（不到达导轨平面），a、b将如何移动？解：若按常规用“阻碍磁通量变化”判断，则要根据下端磁极的极性分别进行讨论，比较繁琐。而且在判定a、b所受磁场力时。应该以磁极对它们的磁场力为主，不能以a、b间的磁场力为主（因为它们是受合磁场的作用）。如果主注意到：磁铁向下插，通过闭合回路的磁通量增大，由=BS可知磁通量有增大的趋势，因此S的相应变化应该使磁通量有减小的趋势，所以a、b将互相靠近。这样判定比较简便拓展练习【练4-1】如图6所示，A为水平放置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷Q，在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B（丝线未画出），使B的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘A的轴线O1O2重合。现使橡胶盘A由静止开始绕其轴线O1O2按图中箭头方向加速转动，则
