感应电流产生的条件和方向的判断 1. 电磁感应现象（1）利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。（2）产生感应电流的条件：穿过闭合电路中的
磁通量发生变化。（3）磁通量变化的几种情况：①闭合电路的面积不变，磁场变化；②磁场不变，闭合电路面积发生变化；③线圈平面与磁场方向的夹角发生变化；④磁场和闭合回路面积都变化（一般不涉及）。2. 感应电流的方向（1）右手定则：伸开右手，使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体的运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。（2）
楞次定律①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。②意义：确定了感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向间的关系，当电路中原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当电路中原磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，这一关系可概括为“增反，减同”。③应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：（i）查明电路中的磁场方向；（ii）查明电路中的磁通量的增减；（iii）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；（iv）由
安培定则判断感应电流的方向。④楞次定律的另一种表述：感应电流的效果总反抗引起感应电流的原因。说明：①右手定则是楞次定律的特殊情况，它的结论和楞次定律是一致的，当导体做切割磁感线运动时，用右手定则判断感应电流的方向比用楞次定律简便。②
左手定则用于判断磁场对电流的作用力的情况，右手定则用于判断导体切割磁感线产生感应电流的方向。二. 难点分析：正确理解楞次定律的关键是正确理解“阻碍”的含义。（1）谁起阻碍作用？要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”；（2）阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量；（3）怎样阻碍？当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加。当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少；（4）“阻碍”不等于“阻止”。当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加。当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少；“阻碍”也不意味着“相反”，它们可能同向，也可能反向。【典型例题】例1. 如图所示，在通电长直导线的正下方有矩形导线框，（a）向右匀速平移；（b）向右加速平移；速度方向与直导线平行；（c）绕水平轴转动，轴与直导线平行；（d）以直导线为轴旋转；（e）向直导线运动。能产生感应电流的线框为______________。分析：a、b两种情况下，穿过线圈的磁感线条数不变，即φ不变，故无感应电流。c情况转动中穿过线圈磁通要发生变化（开始一段时间磁通量减小），有感应电流产生。d情况线圈绕导线转动，而导线激发的磁感线为以导线为中心的同心圆，故穿过线圈的磁通量不变，无感应电流。e情况磁通量增大，有感应电流产生。解：c、e。例2. 线圈abcd的ab和cd边长为2l，ad和bc边长为l，其中处于有界磁场部分和磁场外部分水平边长各为l，判断下列情况下有无感应电流？如有电流，试判断感应电流方向。（1）水平向左运动l距离过程中（2）竖直向下运动l距离过程中（3）以ad为轴转动90°过程中分析：（1）线圈向左运动，穿过线圈的磁通量将增大。故有感应电流，其方向可通过右手定则判断为adcba即逆时针方向，也可通过楞次定律判断：原磁场方向垂直纸面向里，原磁通增大，故感应电流的磁场阻碍原磁通变化，方向与原磁场反向，即垂直纸面向外。根据右手安培定则可知感应电流为逆时针方向。（2）线圈向下运动，磁通量不变，无感应电流。（3）线圈以ad为轴转动0°——60°时，磁通量不变，无感应电流，转过60°——90°时（即bc边进入磁场）磁通量减小，则感应电流磁场方向垂直纸面向里，故感应电流为abcda，即顺时针方向。解：（1）有adcba方向电流（或逆时针方向电流）；（2）无感应电流；（3）转动0°——60°过程中，无感应电流；转动60°——90°过程中，有abcda方向电流，即顺时针方向电流。例3. 如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，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，当条形磁铁的中心恰好位于线圈M所在的水平面时，磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈M的磁通量最大。因此全过程中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流先顺时针后逆时针。从“阻碍相对运动”来看，线圈对应该是先排斥（靠近阶段）后吸引（远离阶段），把条形磁铁等效为螺线管，该螺线管中的电流是从上向下看逆时针方向的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，感应电流方向应该是先顺时针后逆时针的，与前一种方法的结论相同。例4. 如图所示，通有稳恒电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落。在下落过程中，环面始终保持水平。铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的
加速度分别为a1、a2、a3，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，则（ ）A. a1<a2=g B. a3<a1<gC. a1=a3<a2 D. a3<a1<a2解析：铜环下落过程中经位置1附近时，穿过铜环的磁通量由小变大，铜环中感应电流的磁场阻碍穿过铜环的磁通量变大，即阻碍铜环下落，故a1<g。经位置2附近时，由于螺线管中部的磁感线可以认为均匀分布，穿过铜环的磁通量不变，铜环中无感应电流，铜环仅受重力作用，故a2=g。经位置3附近时，穿过铜环的磁通量由大变小，铜环中感应电流的磁场阻碍穿过铜环的磁通量变小，即阻碍下落，故a3<g。由于铜环下落过程中的速度v逐渐增大，即v3>v2>v1，因此在位置1和3附近使环中发生同样大小的磁通量变化所需的时间间隔△t1>△t3，可见在位置3附近，穿过铜环的磁通量变化率大，环中产生的
感应电动势和感应电流也大，受到的阻碍作用也大，所以位置3的加速度比位置1的小，即a3<a1。故选项A、B、D正确。例5. （1）如图所示在水平向右的匀强磁场中，有一闭合金属圆环C，当磁场增强时，则（ ）A. C环中有与图示相同方向的感应电流B. C环中有与图示相反方向的感应电流C. C环有缩小的趋势D. C环有扩张的趋势分析：当磁场增强时，穿过C环的磁感线向右，磁通量增大，故C环中感应电流的磁场与原磁场反向，即方向向左，因此感应电流方向与图示相反。根据左手定则，C环各点受安培力方向均指向环心，故有缩小趋势。解答：BC选项正确。（2）如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时，则（ ）A. 环A感应电流方向与图示相同B. 环A感应电流方向与图示相反C. 环A有缩小的趋势D. 环A有扩张的趋势E. 螺线管B有缩短的趋势F. 螺线管B有伸长的趋势分析：当螺线管B通有向右的电流I时，B内部磁感线方向向右，外部有向左的磁感线。对环A，向右的磁感线全部穿过A环，其面积越大，向左穿过的磁感线越多，其磁通量越小。当B中电流减小时，穿过A的磁感线向右并且磁通量减小，因此A环中感应电流的磁场也向右，即感应电流方向与图示相同，环A处在B所激发的外磁场中，即磁场方向向左，由左手定则可以判定，A环各点所受安培力方向均指向环心，即有缩小的趋势。由于B环中相邻每匝线圈中通有同向电流，其间有相互作用的吸引力，当电流减小时，相互间吸引力减小，故螺线管有伸长的趋势。解答：A、C、F选项正确。说明：对于C环，其面积越大，磁通量越大，故当原磁通量增大时，它通过减小面积来阻碍磁通量增大；而A环的面积越大，反向磁感线越多，磁通量越小，故当原磁通增大时，它会通增大面积来阻碍磁通增大，而当原磁通减小时，它的面积要减小，其目的是阻碍原磁通减小。【模拟试题】1. 关于产生感应电流的条件，正确的是（ ）A. 位于磁场中的闭合线圈中一定能产生感应电流B. 闭合线圈和磁场发生相对运动一定能产生感应电流C. 闭合线圈做切割磁感线运动一定能产生感应电流D. 穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化一定能产生感应电流2. 如图所示，开始时线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，一半在匀强磁场外，若要使线圈产生感应电流，下列方法中可行的是（ ）A. 以ab为轴转动B. 以OO’为轴转动C. 以ad为轴转动（小于60°）D. 以bc为轴转动（小于60°）3. 在如图所示的几种情况中，哪个闭合线框或螺线管内不会产生感应电流（ ）A. 线框沿着平行于通电直导线方向移动B. 线框向远离通电直导线的方向移动C. 螺线管旁的磁铁向远离螺线管轴线的方向移动D. 螺线管旁的磁铁平行于螺线管轴线的方向移动4. 感应电流的方向，总是使感应电流的磁场（ ）A. 跟原来的磁场方向相反B. 阻碍引起感应电流的磁通量C. 跟原来的磁场方向相同D. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化5. 一弹性导体组成闭合线圈，垂直磁场方向（位于纸面内）放置，当磁感应强度B发生变化时，观察到线圈所围面积大了，那么可以判断磁场的方向和大小的变化情况可能是（ ）A. B垂直纸面向里，并不断增强B. B垂直纸面向里，并不断减弱C. B垂直纸面向外，并不断增强D. B垂直纸面向外，并不断减弱6. 如图所示，a、b、c、d为圆形线圈上等矩的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，则在线圈发生形变的过程中（ ）A. 线圈中将产生abcd方向的感应电流B. 线圈中将产生adcb方向的感应电流C. 线圈中产生的感应电流方向先是abcd，后是adcbD. 线圈中无感应电流7. 如图所示，矩形线框abcd的一部分在匀强磁场内，垂直线框平面的磁场区域边界与ab边平行，若因线框运动使bc边受到方向向下的安培力的作用，则线框的运动情况是（ ）A. 向左平动B. 向右平动C. 向上平动D. 向下平动8. 如图所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，电路中产生图示方向的感应电流，下列关于螺线管极性的判断正确的是（ ）A. C端一定是N极B. C端一定是S极C. C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D. 无法判断极性的关系，因螺线管的绕法不明9. 如图所示，用细弹簧构成一闭合电路，中央放有一条形磁铁，当弹簧收缩时，穿过电路的磁通量φ和电路中感应电流方向（从N极向S极看时）正确的是（ ）A. φ减小，感应电流顺时针方向B. φ减小，感应电流逆时针方向C. φ增大，感应电流顺时针方向D. φ增大，感应电流逆时针方向10. 如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况将是（ ）A. 向右摆B. 向左摆C. 静止不动D. 不能判断11. 如图所示，两个闭合圆环形导线框1和2的圆心重合，放在同一平面内，当环形导线框1中通以顺时针方向的电流，且电流大小逐渐增大的过程中，对于环形导线框2内有（ ）A. 顺时针方向的感应电流，环形导线框有收缩趋势B. 顺时针方向的感应电流，环形导线框有扩张趋势C. 逆时针方向的感应电流，环形导线框有收缩趋势D. 逆时针方向的感应电流，环形导线框有扩张趋势12. 如图所示，A是用毛皮摩擦过的橡胶圆环，由于它的转动，使得金属环B中产生了逆时针方向的感应电流，那么A环的转动情况应是（ ）A. 顺时针方向匀速转动B. 逆时针方向加速转动C. 顺时针方向减速转动D. 逆时针方向减速转动13. 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从线圈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，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中，从上往下看线圈2，应是（ ）A. 无感应电流产生B. 有顺时针方向的感应电流C. 有先顺时针后逆时针方向的感应电流D. 有先逆时针后顺时针方向的感应电流14. 如图所示，L为一闭合线圈，条形磁铁长度大于线圈L的长度，当条形磁铁沿线圈L中心线匀速地由右端进入并由左端穿出过程，电流计中感应电流情况应是（ ）A. B. C. 先 ，再 D. 先 ，再 15. 如图所示，在两根平行长直导线M、N中通以同方向同强度的电流，矩形导线框abcd的两边与两导线平行，且与两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动，则在移动过程中线框中感应电流方向是（ ）A. 沿abcda不变B. 沿adcba不变C. 由abcda变成adcbaD. 由adcba变成abcda16. 如图所示，在软铁棒上有一线圈和铜环R，当开关S接通时，将会发生下列哪些现象（ ）A. 铜环R变热B. 铜环R中产生感应电流C. 铜环R飞离线圈D. 铜环R飞向线圈17. 如图所示的光滑导轨M、N水平放置且固定，两根导体棒P、Q平行横搁在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从上方下落（未达到导轨平面）的过程中，导体棒P、Q的运动情况是（ ）A. P、Q相互靠拢B. P、Q相互远离C. P、Q均静止不动D. P、Q将向同一方向运动18. 如图所示，一个金属圆环放在匀强磁场中，将它匀速拉出磁场，下列说法中正确的是（不计重力）（ ）A. 环中感应电流的方向是顺时针方向B. 环中感应电流的强度大小不变C. 所施加水平拉力的大小要变D. 若将此环向左拉出磁场，则环中感应电流的方向也是顺时针方向19. 用右手定则与左手定则的应用，正确的是（ ）A. 求导体运动用左手定则，求电流方向用右手定则B. 分析电动机时用左手定则，分析发电机时用右手定则C. 已知B、I，求F用左手定则，已知V、B，求I用右手定则D. 求导体切割磁感线运动产生感应电流的方向时用右手定则20. 如图所示，A是一个具有弹性的位置固定的线圈，当磁铁迅速接近线圈时，线圈A将（ ）A. 当N极接近时扩大，S极接近时缩小B. 当S极接近时扩大，N极接近时缩小C. N极和S极接近时都扩大D. N极和S极接近时都缩小21. 2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km/h，可载5人，如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中（ ）（1）在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流。稳定后，感应电流消失（2）在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流。稳定后，感应电流仍存在（3）如果A的N极朝上，则B中感应电流的方向如图所示（4）如果A的N极朝上，则B中感应电流的方向与图中所示的方向相反A. （1）（3） B. （2）（4）C. （2） D. （4）22. 如图所示，当条形磁铁向下相对线圈运动时，则线圈中将产生_____________，线圈相当于电源，其中_________端电势高，流过电阻R上的电流方向为从__________。23. 如图所示，当滑动变阻器滑动头c向右滑动时，（1）根据楞次定律判断金属环M中的感应电流的方向；（2）说明金属环M将向什么方向移动。24. AB为一直线电流，矩形线圈abcd的平面与AB在同一平面内，且ab//AB。当线圈从图中的M位置向右匀速平动到与M的位置对称的M’位置时，如图所示，请分析由M到M’的移动过程中，在线圈中产生的感应电流的方向如何？25. 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拉设计了寻找磁单极子的实验。他想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈时，那么，从上往下看，超导线圈上将出现什么现象？请你回答说明。26. 如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是（ ）A. 同时向左运动，间距增大B. 同时向左运动，间距变小C. 同时向右运动，间距变小D. 同时向右运动，间距变大27. 水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，如图所示，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速运动时，下列判断正确的是（ ）A. 铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大B. 铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大C. 铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小D. 铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小28. 如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是（ ）A. 向下运动B. 向上运动C. 向左平移D. 以上都不可能29. 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置I和位置II时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（ ）A. 位置I时，逆时针方向；位置II时，逆时针方向B. 位置I时，逆时针方向；位置II时，顺时针方向C. 位置I时，顺时针方向；位置II时，顺时针方向D. 位置I时，顺时针方向；位置II时，逆时针方向30. 在一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是（ ）A. 先由 ，再由 B. 先由 ，再由 C. 始终由 D. 始终由 31. 如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，从而不能使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。
【试题答案】 1. D 2. ABC 3. BCD 4. D 5. BD 6. B 7. A 8. C 9. C 提示：本题中引起闭合电路感应电流的磁场是条形磁铁的外磁场和内磁场的合磁场。 第一步：先判定穿过线圈的原磁场方向。 磁感线是闭合曲线，在条形磁铁外部是从N极到S极，在内部从S极到N极。由于线圈不能包含外磁场的所有磁感线，而磁铁内部包含了全部的磁感线，所以从左向右看，合磁场的方向是垂直于线圈平面指向观察者，如图所示。 第二步：判定原磁场磁通量的变化。 当闭合电路收缩时，外部从左向右穿过闭合电路的磁感线条数减少，而内部从右向左穿过闭合电路的磁感线条数不变，于是使穿过闭合电路从右向左的总磁通量增强，即φ增。 第三步：由楞次定律判定感应电流的磁场方向。 由于合磁场方向（从左向右看）指向观察者，且总磁通量增强，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向应是从左向右穿过线圈。 第四步：由安培定则判定感应电流方向。 由于感应电流产生的磁场背离观察者（原图中从左向右看），如图所示（没有画出磁铁和原磁场），由安培定则可知，线圈中的电流是沿顺时针方向。答案选C。 10. A 11. D 12. BC 13. D 14. C 15. B 16. ABC 17. A 18. ACD 19. D 20. D 21. B 提示：B放入磁场过程，B中磁通量增大，产生感应电流方向可用楞次定律判断，稳定后，由于B为超导材料，电流仍存在。 22. 感应电流；b； 23. （1）M中的电流方向与线圈中的电流方向一致； （2）M环将向左移动。 24. 提示：利用楞次定律判定线圈由M线直线电流I到M’的移动过程，穿过线圈内的磁通量变化，判定其产生感应电流的方向，先是 后 再 。 25. 超导线圈中将产生持续流动的感应电流，方向从上往下看应沿逆时针方向流动 26. B 提示：当条形磁铁向左运动靠近两环时，将使穿过两环中的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动——即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动，又由于两环中的感应电流方向相同，两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力，因而两环间的距离要减小。故B选项正确。 27. A 28. BC 提示：此题是应用楞次定律步骤的逆向使用。 （1）感应电流方向从A经R到B。根据安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下； （2）由条形磁铁的磁感线分布（见图示）知螺线管内原磁场是向下的； （3）由于感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同。由楞次定律知此过程原磁场的磁通量是减小的。故可判断磁铁是向上或向左、向右平移。正确选项为B、C。 29. B 30. D 31. 提示：线圈A与电源连接，线圈A中流过恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B的磁通量不变化，线圈B中无感应电流，断开开关S时，线圈A中电流迅速减小为零，穿过线圈B的磁通量迅速减少，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用，触头C不离开；经过一段短时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D吸引力减小，弹簧E的作用力比磁场力大，才将衔铁D拉起，触头C离开。 </B>