电磁感应电流方向的判断

知识点一 楞次定律

一、楞次定律的得出

二、楞次定律的内容

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。

【要点诠释】：

（1）两个磁场：一是引起感应电流的磁场，即原磁场；二是感应电流的磁场。

增反减同：原磁通量增加时，两个磁场方向相反；原磁通量要减少时，两个磁场方向相同。

（2）阻碍不等于阻止，其作用是使磁通量增加或减少变慢，但磁通量仍会增加或减少。

三、楞次定律的应用步骤

（1）明确所研究的闭合电路，判断原磁场的方向；

（2）判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况；

（3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向；

（4）由安培定则根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向。

四、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，常见有以下几种表现：1、“增反减同”

就磁通量而言，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化。　　即当原磁通量增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同，简称口诀“增反减同”。

2、“来拒去留”

就相对运动而言，阻碍所有的相对运动，简称口诀：“来拒去留”。　　从运动的效果上看，也可以形象地表述为“敌”进“我”退，“敌”逃“我”追。　　如图所示，若条形磁铁（“敌”）向闭合导线圈前进，则闭合线圈（“我”）退却；若条形磁铁（“敌”）远离闭合导线圈逃跑，则闭合导线圈（“我”）追赶条形磁铁。

3、“增缩减扩”

就闭合电路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。　　收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁感线皆朝同一个方向，则磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：“增缩减扩”。

4、就电流而言，感应电流阻碍原电流的变化。　　即原电流增大时，感应电流方向与原电流方向相反；原电流减小时，感应电流的方向与原电流方向相同，简称口诀：“增反减同”。如图所示，电路稳定后，小灯泡有一定的亮度，现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内，在插入过程中感应电流的方向与线圈中的原电流方向相反，小灯泡变暗（判定略）。

五、楞次定律与能量守恒

电磁感应现象中，感应电流的能量（电能）不是凭空产生的，而是从其他形式的能量转化来的，如图所示，当条形磁铁靠近线圈时，线圈中产生图示方向的电流，而这个感应电流对条形磁铁产生斥力，阻碍条形磁铁的靠近，必须有外力克服这个斥力做功，它才能移近线圈；当条形磁铁离开线圈时，感应电流方向与图中所示方向相反，感应电流对磁铁产生吸引力，阻碍条形磁铁的离开。这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。

由此可见，当导体在磁场中运动时，导体中由于出现感应电流而受到的磁场力必然阻碍此导体的相对运动。所以楞次定律还可以表述为：当磁体间因相对运动产生感应电流时，感应电流的磁场总是阻碍导体间的相对运动。

综上所述，楞次定律是符合能量守恒定律的。

知识点二 右手定则

1．内容：伸出右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心垂直进入，并使拇指指向导体运动方向，这时其余四指所指方向就是感应电流的方向。

2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况，它是楞次定律的一种特殊情况。

3.右手定则与楞次定律

①右手定则适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流方向的判定，而楞次定律适用于一切电磁感应现象。 ②导体切割磁感线产生感应电流用右手定则简便；变化的磁场产生感应电流用楞次定律简便。

4.右手定则与左手定则的比较：

配套练习

类型一、理解楞次定律

【例1】．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定（ ）

A．阻碍引起感应电流的磁通量

B．与引起感应电流的磁场反向

C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化

D．与引起感应电流的磁场方向相同

【答案】 C

【解析】本题考查楞次定律的理解，关键是真正理解楞次定律的内涵和外延。感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向。故选C。

【总结升华】“阻碍”的对象是引起感应电流的磁通量的变化。

类型二、用楞次定律判断感应电流的方向

【例2】．如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈中( )

A．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同

B．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反

C．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同

D．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反

【答案】C

【解析】当磁铁经过A位置时，线圈中磁通量增大，由楞次定律可知，线圈中感应电流从左向右看为顺时针方向；当磁铁经过B位置时，线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，线圈中感应电流从左向右看为逆时针方向，感应电流所受作用力的方向相同，选项A、B、D错误，C正确。

【例3】.如图所示，P为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现在用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，从上向下看（ ）

A．穿过弹簧圆圈面的磁通量减少，弹簧圆中有逆时针方向的感应电流

B．穿过弹簧圆圈面的磁通量增加，弹簧圆中有逆时针方向的感应电流

C．穿过弹簧圆圈面的磁通量减少，弹簧圆中有顺时针方向的感应电流

D．穿过弹簧圆圈面的磁通量增加，弹簧圆中有顺时针方向的感应电流

【答案】A

【解析】如图，从上向下看。穿过弹簧圆圈面的磁通量为弹簧圆圈内条形磁铁内部、条形磁铁外部磁通量的和，用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，则弹簧圆圈内条形磁铁外部磁通量增加，而条形磁铁内部磁通量不变，总磁通量在减少。由楞次定律可知：弹簧圆中有逆时针方向的感应电流。所以A选项正确。

【例4】

一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，关于条形磁铁与圆环之间的相互作用、圆环中的感应电流方向（俯视看），正确的是（ ）

A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针

C．先相互吸引，后相互排斥 D．先相互排斥，后相互吸引

【例5】．如图所示,当磁场的磁感应强度B在逐渐增强的过程中,内外金属环上的感应电流的方向应为( )

A、内环顺时针方向,外环逆时针方向 B、内环逆时针方向,外环顺时针方向

C、内外环均顺时针方向 D、内外环均逆时针方向

【答案】A

【例6】如图所示,当变阻器R的滑片P向右移动时,流过电阻R′的电流方向是________。

类型三、运用楞次定律判断物体的运动情况

【例7】．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是（ ）

A．保持静止不动 B．逆时针转动

C．顺时针转动 D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向

【答案】C

【解析】本题考查了楞次定律的另一种表述，关键是分析出穿过闭合导线框的磁通量如何变化。由图示电路，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流磁场将阻碍原磁通量的变化，线框ab只有顺时针转动，才能使穿过线圈的磁通量增加。

【总结升华】 对于感应电流产生运动效果的题目可利用“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”来判断，能很快得出结论。

【例8】如图所示,水平放置的光滑杆上套有A B C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬间,A C两环( )

A、都被B吸引 B、都被B排斥

C、A被吸引, C被排斥 D、A被排斥, C被吸引

【答案】B

【例9】如图所示，光滑固定导轨M N水平放置，两根导体棒P Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）

A．P Q将相互靠拢

B．P Q将相互远离

C．磁铁的加速度仍为g

D．磁铁的加速度小于g

【思路点拨】磁铁靠近回路，感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。

【答案】AD

【解析】本题考查用楞次定律判断物体的运动情况。根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以P Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g。

【总结升华】若感应电流是由于导体与磁场相互靠近而产生的，感应电流的磁场与原磁场存在相互作用的斥力，阻碍导体与磁场的相互靠近；若感应电流是由于导体与磁场相互远离而产生的，感应电流的磁场与原磁场间存在相互作用的引力，阻碍导体与磁场相互远离。

类型四、楞次定律的综合应用

【例10】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒MN、PQ，当MN以不同方式运动时，PQ如何运动？

（1）MN匀速向下运动时； （2）MN加速向下运动时； （3）MN减速向下运动时；

【思路点拨】当MN匀速运动，MN中产生恒定的感应电流，穿过线圈PQ的磁通量不变，没有感应电流。可以设导线MN向下加速运动分析，如果与题设相同就是对的。

【答案】（1）不运动；（2）向下运动；（3）向上运动。

【例11】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（　 ） A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动

【答案】BC

【解析】如果PQ匀速运动，产生的感应电流恒定，L1的磁通量不变，穿过L2的磁通量也不变，L2上没有感应电流，MN就不可能运动。设PQ向右加速运动，产生的感应电流如图所示，根据右手螺旋定则可判断出L2的上端为N极，磁通量增加，根据楞次定律L1下端也为N极，MN上的感应电流方向向上，再应用左手定则（这是磁场对电流的作用），MN受到的安培力向左。而题目中“MN在磁场力的作用下向右运动”，正好相反，可知PQ不是向右加速运动，应是向右减速运动或向左加速运动。故选项BC正确。

【例12】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，E1和E2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】C【解析】由楞次定律及左手定则可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左。故C选项正确。

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