一 : 楞次定律、右手定则

右手定则 楞次定律、右手定则

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二 : 12安培定则_左手定则_右手定则_楞次定律的综合应用

高考热点专题复习 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用

在选择题中，近两年的理综考试的知识点分布都比较稳定，力学和电学的内容共有四道题，可能是两道力学，两道电学，或者是力电综合的题目，而有关电磁学内容的选择题必定会涉及到安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律这些规律的使用，所以我们务必要弄清楚它们的区别，熟练掌握应用它们的步骤.

(1) 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同的现象：

(2)右手定则与左手定则区别：

抓住“因果关系”分析才能无误．

“因电而动”——用左手，“力”字的最后一笔向左钩，可以联想到左手定则用来判断安培力！

“因动而电”——用右手；“电”字的最后一笔向向右钩，可以联想到右手定则用来判断感应电流方向，

(3)楞次定律中的因果关联

楞次定律所揭示的电磁感应过程中有2个最基本的因果联系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这2个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键.

(4)运用楞次定律处理问题的思路

★判断感应电流方向类问题的思路

运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为：

①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.

②确定感应磁场：即根据楞次定律中的"阻碍"原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向：原磁通量增加，则感应磁场与原磁场方向相反；原磁通量减少，则感应磁场与原磁场方向相同——“增反减同”.

③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向.（见例1）

★判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略

在电磁感应问题中，有1类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动. 对其运动趋势的分析判断可有2种思路：

①常规法：

据原磁场（B原方向及ΔΦ情况）

左手定则向）??????导体受力及运动趋势. 安培定则确定感应磁场（B感方向）??????判断感应电流（I感方

②效果法

由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义.据"阻碍"原则，可直接对运动趋势做出判断，更简捷、迅速.

★判断自感电动势的方向类问题

感应电流的效果总是阻碍原电流变化(自感现象)——当自感线圈的电流增大时，感应电流阻碍“原电流”的增大，所以感应电流与原电流的方向相反；当自感线圈的电流减小时，感应电流阻碍“原电流”的减小，则感应电流与原电流的方向相同！

判断感应电动势的思路为：

据原电流（I原方向及I原的变化情况）确定感应电流I感的方向（“增反减同”）

电流从电动势的正极流出?????????????判断感应电动势的方向

解题范例：

例1（1996年全国，3）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16-3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，线圈中的感应电流的方向分别为（ ）

A．逆时针方向；逆时针方向

B．逆时针方向；顺时针方向

C．顺时针方向；顺时针方向 图D．顺时针方向；逆时针方向

解析：考查对楞次定律的理解应用能力及逻辑推理能力，要求有较强的空间想象能力！

线圈第一次经过位置Ⅰ时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律“增反减同”原则，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据右手定则，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向.

当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律“增反减同”原则，线圈中感应电流的磁场方向向右，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项B正确.

领悟：按照“一原、二感、三电流”的步骤进行思考，同时注意“还原”线圈、磁场和感应电流方向的空间位置关系！假想你自己身处在磁场当中，视线与磁感线同向，线圈就在你的面前运动！——这就是空间想像能力了！

例2 如图16-4甲所示，通电螺线管与电源相连，与螺线管同一轴线上套有3个轻质闭合铝环，b在螺线管中央，a在螺线管左端，c在螺线管右端.当开关S闭合时，若忽略3个环中感应电流的相互作用，则（ ）

A．a向左运动，c向右运动，b不动

B．a向右运动，c向左运动，b不动

C．a、b、c都向左运动

D．a、b、c都向右运动

解析：此题是楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用问题，要善于查找现象间的因果关系，即感应磁场与原磁通量变化之间的阻碍与被阻碍关系；感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系；只有找到

先行现象和后继现象间的关联点，才能顺利的做出推理判断.

首先应弄清楚，当开关S闭合时，由通电螺线管的电流所产生的磁场在铝环a、b、c中的磁通量

变化情况. 根据安培定则可知，通电后，该螺线管的磁场等效为1个N极在左、S极在右的条形磁铁

的磁场（如图16-4乙所示），当开关S闭合时，向左通过各铝环的磁通量（为合磁通，如图1所示. 螺

线管内部的磁感线最密，方向向左；螺线管外面的磁感线疏，方向向右，所以合磁通向左）突然增大.

然后，由于向左通过各铝环的磁通量突然增大，根据楞次定律“增反减同”原则可知，各铝环的图

1 感应磁场方向必然与螺线管的磁场方向相反而向右.

接着，运用安培定则可确定，各铝环的感应电流方向如图16-4乙所示，从左向右看均为顺时针方向.

最后，根据图16-4丙所提供的感应电流和原磁场的分布情况，运用左手定则可判定a、b、c3个铝环所受的安培力分别如图16-4丙所示，于是a受安培力Fa作用，向左运动，c环受安培力Fc作用，向右运动，而由b环受力的对称性可知，b环所受的安培力Fb合力为零，b环仍然静止. 因此正确答案为选项A.

领悟：①左手定则、右手螺旋定则（即安培定则）、右手定则和楞次定律的应用是高考必须掌握的，像这道题就考查了其中的3个，要求能够熟练掌握并能够综合应用这些定则！特别是楞次定律的应用，要注意步骤和方法！ 例3 如图2所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下. 当磁铁向下运

动时（但未插入线圈内部），（ ）

A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引

B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥

C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引

D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥

解析：解法一：按照“一原、二感、三电流”的步骤：

首先，线圈中的原磁场方向向下，磁铁N极靠近，故线圈的磁通量增加；

然后，根据楞次定律，感应磁场要“阻碍”原磁通量的增加，所以感应磁场的方向向上！

最后，用安培定则，可以判断感应电流的方向与图中的箭头方向相同. 图 2 把产生感应电流后的螺线管等效为1个条形磁铁，其N极与条形磁铁的N极相对，所以磁铁

与线圈相互排斥！所以B选项正确.

解法二：根据楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”

，原因是条形磁铁的靠近，

线圈产生感应电流后，其效果是阻碍线圈的靠近！所以它们之间是相互排斥的关系.

由此又可以知道线圈可以等效为1个条形磁铁，且其上端为N极，与上面的磁铁N极相对，再由安培定则即可判断出感应电流的方向与图中箭头的方向相同.

领悟：准确理解楞次定律中“阻碍”的含义，根据“效果”阻碍“原因”的结论，能够快速解决闭合回路或磁铁相对运动的问题!

领悟：考查右手定则和图象的应用能力，同时注意求导体棒有效切割长度的方法！

例4一直升飞机停在南半球的地磁极上空. 该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B. 直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动. 螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示. 如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感

应电动势，则（ ）

A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势

B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势

C．ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势 D．ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势

解析：扇叶转动切割磁感线产生感应电动势，根据转动切割模型有：E?Bl0?ωlπf， ，ω＝22

每个扇叶上的电动势为：ε＝πfl2B

顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动（类比于我们抬头看天花板上的吊扇，吊扇的扇叶在按顺时针方向转动！）假想扇叶中有感应电流（实际上没有，因为没有形成闭合回路），根据右手定则，可以判断出感应电流的方向为：a→b.

将每片扇叶等效为一电源，根据“电流由电源的正极流出”，可知b为感应电动势的正极，a为感应电动势的负极，所以a点电势低于b点电势！

故A选项正确！

领悟：①要善于把题目描述的物理情景进行还原，尽量发挥你的空间想像能力，然后利用我们熟悉的模型与之类比，对照，就能够找出解题的相关知识！在电磁感应中判断电势高低，我们通常采用的方法就是把等效为电源，然后根据“电流由电源的正极流出”来确定各点电势的高低！②熟记导体棒转动切割模型！

例5 图3中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里. abcd是位于纸面内的梯形线圈， ad与bc间的距离也为l. t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）. 现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域. 取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（ ）

解析：线框进入磁场的过程中，切割磁感线的导体棒的有效长度逐渐增大（如图4）：E＝Blv，故感应电流逐渐增大，根据右手定则知，感应电流的方向为a→d→c→b→a，与规定的正方向相反.

线框穿出磁场的过程中，切割磁感线的导体棒的有效长度仍然是逐渐增大的(如题5) ：E＝Bl′v，故感应电流逐渐增大，由右手定则知感应电流的方向为：a→b→c→d→a，与规定的正方向相同.

综上所述，选项B的图象正确！

领悟：高考非常强调对图象的理解和应用能力，所以图象每年必考，我们要能够熟练的运用图象语言去表达各种不同的物理规律：如v－t图象、s－t图象、F－t图象、F－a图象、U－I图象等.

针对性训练：

1. (2004年全国卷Ⅳ，15)如图10-4所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面

)

向里．具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合．令线框从t= O的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线I-t图可能是图10-5中的哪1个

( )

2. (2002年新课程，20)图10-12中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导 轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体．有匀强磁场垂直于导轨所在平面，方向如图.用I表示回路中的电流

( )

A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠O且沿顺时针方向

B．当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=O

C．当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=O

D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠O且沿逆时针方向

3．如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置

处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将

A．沿顺时针方向运动 B．沿逆时针方向运动

C．在原位置附近往复运动 D．仍然保持静止状态

4.如图所示，是氢原子中电子绕核做快速的圆周运动（设为逆时针）的示意图，电子绕核运动，

可以等效为环形电流，设此环形电流在通过圆面并垂直于圆面的轴线上某一点P处产生的磁感强度

的大小为B1，现在沿垂直于圆轨平面的方向加一磁感强度为B0的外磁场，这时电子轨道半径没有

变，而它的速度发生了变化，若用B2表示此时环形电流在 P点产生的磁感强度的大小，则当B0的

方向? 图

4

A.垂直于纸面向里时，B2＞B1? B.垂直于纸面向里时，B2＜B1??

C.垂直于纸面向外时，B2＜B1? D.条件不明，无法判定?

5．如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角. 质量为m的导体棒PQ与ad、bc接触良好，回路的总电阻为R. 整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁

场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正

方向). 若PQ始终静止，关于PQ与框架间的摩擦力在 0~t1时间内的变化

情况，有如下判断：①一直增大；②一直减小；③先减小后增大；④先增

大后减小. 以上对摩擦力变化情况的判断可能的是（ ）

A．①④ B．①③ C．②③ D．②④

6．在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂在2个金属环M和N，两环套在1个通电密

绕长螺线管的中部，如图所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略；当变阻器的滑动

接头向左移动时，两环将怎样运动（ ）

A．两环一起向左移动 B．两环一起向右移动

C．两环互相靠近 D．两环互相离开

7．如图所示，电路中除电阻R外，其余电阻均不计，足够长的导电轨道水平放置且

光滑，金属棒MN水平放在导轨上，磁场方向如图所示，当开关S闭合后，下列关于能

量转化的描述正确的是（ ）

A．电源输出的能量等于MN所获得的动能

B．导体MN从开始到运动稳定，电源输出的能量等于，电阻R所产生的热量

C．导体MN运动稳定后，电源不再输出能量

D．导体MN运动稳定后，电源输出的能量等于导体MN的动能和电阻R产生的热量之和

8．如图，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电感元件L、电容元件c。今在水平金属杆部分加一竖直向上的匀强磁

场，则下列说法正确的是(IR、IL、Ic均为有效值，L为非纯电感元件)( )

A．若ab棒匀速运动，则IR≠0、IL≠0、IC=0

B．若ab棒匀速运动，则IR=0、IL=0、IC=0

C．若ab棒在某一中心位置两侧做简谐振动，则IR≠0、IL≠0、IC≠0

D．若ab棒匀加速运动，则IR≠0、IL≠0、IC=0

9．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感

应强度B随时间变化的图像如图甲所示. t = 0时刻，磁感应强度的方向垂直于

纸面向里. 在0~4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图像（力的方向规

定以向左为正方向），可能是图乙中的（ ）

10．吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者，电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了1种叫做“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美音乐声。如图是拾音器的结构示意图，多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦（电吉他不能使用尼龙弦）之间，当弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流。关于感应电流，以下说法正确的是（ ）

A．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的

B．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变

C．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变。方向变化

D．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．B

5．B

7． C

6．C

8．BCD 若ab棒匀速运动则n1中有恒定电流，但因不能产生电磁感应现象，n2中无电流，故A错，B对；若ab棒做简谐振动则n1中有交变电流，n2中亦会感应出交变电流，则IR、IL、IC均不零，C对：若ab棒匀加速运动，n1中有均匀增加的电流，n2中会感应出恒定的电流，它不能通过电容器故Ic=0，D对，选BCD.

9．B 0~2s内，由法拉第电磁感应定律结合楞次定律可知，线框中产生的感应电流的大小和方向均不变，但由于B的大小和方向发生改变，由F＝BIL结合左手定则可知，在0~2内，ab边的受的安培力大小和方向均变化，利用排除法可确定选项B是正确的。

10．D

三 : 安培定则、左手定则、右手定则、愣次定律的综合应用

安培定则、左手定则、右手定则、愣次定律的综合应用

053400 河北省武邑县第二中学 袁振海

安培定则、左手定则、右手定则、愣次定律的综合应用，是高考的热点，是高考的必考内容，也是难点，同学们总是把它们混淆，不知道什么时候用什么定则或定律。［www.61k.com］就此问题，咱们做一下比较。

果关系”。“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左手。

例1 如图1所示，两根互相平行的金属导轨水平放置于匀强磁场中，在导轨上导体棒AB和CD可能自由滑动，当AB在外力作用下向右运动时，下列说法正确的是（ ）

A．CD内有电流通过，方向是由D向C

B．CD向左运动 C．磁场对CD作用力向左

D．磁场对AB作用力向左

【解析】为了判断CD内电流方向，首先判断AB内的F 电流方向。因为AB在外力作用下向右作切割磁感线运动，

根据右手定则判断可知电流的方向是由B向A。AB起着电

源作用，电流从A端流出，回路的电流方向是B-A-D-C-B，

所以A选项是对的。有的同学认为CD内的电流属于感应电C D 流，运用右手定则误选B、C，这是对感应电流分析认识不图

1

清楚造成的，对C、D选项由左手定则可知D选项是正确的。

答案：AD

例2 如图2所示装置中，cd杆原来静止。当ab 杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动？

A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动

〖解析〗ab 匀速运动时，ab中感应电流恒定，L图 2

1中

磁通量不变，穿过L2的磁通量不变化，L2中无感应电流产生，cd保持静止，A

不正确；ab向右加速运动时，用右手定则可判定ab中电流方向是由a向b，再由安培定则知 L1 中的磁通量是向上的，故L2中的磁通量向下且增大，由愣次定律得L2中感应电流磁场是向上的，再由安培定则知，通过cd的电流方向向下，最后由左手定则判定出，cd向右移动，B正确；同理可得C不正确，D正确。

答案：B、D

〖点评〗本题综合应用了右手定则、楞次定律、左手定则以及安培定则，要求学生明确各个定则定律的适用场合。

例3 如图3所示，在匀强磁场中放一电阻可不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相

安培右手定则 安培定则、左手定则、右手定则、愣次定律的综合应用

接，导轨上放一导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动情况（ ）

1匀速向右运动 ○2加速向右运动 ○

3减速向右运动 ○4加速向左运动 ○

2 A ○

1○3 B ○

1 C ○

3 ○4 D ○

〖解析〗欲使N产生顺时针方向的感应电流，由安图 3

培定则知，感应电流在N中的磁场方向垂直于纸面向里，故M中的电流可由愣次定律得知存在两种情况：一是M中有顺时针减小的电流；二是M中有逆时针增大的电流，由右手定则得，对应前者，ab减速向右；后者加速向左。[www.61k.com]

答案：D。

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