1、 第56节 感应电流的方向 1. 2014年物理上海卷17.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则该磁场 （ ）A逐渐增强，方向向外 B逐渐增强，方向向里C逐渐减弱，方向向外 D逐渐减弱，方向向里【答案】CD【解析】根据楞次定律可知，感应电流的磁场具有阻碍原磁通量变化的作用，回路变成圆形，说明面积在变大，根据增缩减扩的原理可知，线圈中的磁通量无论什么方向，只要减少即会发生此现象，故CD正确。2. 2012年海南卷5. 如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线
2、的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则 （ ）AT1mg，T2mg BT1 mg，T2mgC T1mg，T2mg D T1mg，T2mg答：A解析：根据楞次定律（“来拒去留”），可知选项A正确。3. 2014年物理海南卷SN1如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁(N极朝上， S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是 （ C ）A总是顺时针B总是逆时针C先顺时针后逆时针D先逆时针后顺时针【解析】由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程中，闭合圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律可判断
3、出，从上向下看，闭合圆环中感应电流的方向先顺时针后逆时针，选项C正确。4. 2013年上海卷11如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向 （ B ）a bMNdcA向左 B向右C垂直纸面向外 D垂直纸面向里解析：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确。5. 2013年海南卷10如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，
4、且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间左右A两小线圈会有相互靠拢的趋势B两小线圈会有相互远离的趋势C两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向答案：BC解析：在金属框接通逆时针方向电流的瞬间，金属框上下两边的电流在两个线圈中产生的磁场刚好相互抵消，左右两边的电流在各自通过的线圈中产生的磁场也刚好相互抵消，对于左侧的线圈而言，金属框右边的电流使其感应出顺时针方向的感应电流，同理可知金属框左边的电流使右侧的小线圈也感应出顺时针方向的感应电流，由与两线圈相邻两边的电流方向相反，故两线圈相互排斥，有相互远离的趋势
5、，综上可知本题选BC。6.2016年北京卷Bab16.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆坏半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是A. Ea:Eb=4:1，感应电流均沿逆时针方向B. Ea:Eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向C. Ea:Eb=2:1，感应电流均沿逆时针方向. Ea:Eb=2:1，感应电流均沿顺时针方向【答案】B【解析】根据法拉第电磁感应定律E=n= nS，因为B随时间均匀增大，所以 k=为定值。=，再根据楞次定律，磁场方向垂直纸面向外且增大，所以感应
6、电流方向为顺时针。故B正确。7.2016年上海卷5.磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁NS（A）向上运动 （B）向下运动（C）向左运动 （D）向右运动【答案】B【解析】根据题意，从图示可以看出，磁铁提供的穿过原磁场的磁通量方向向下；由安培定则可知线圈中感应电流的方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确。ab8.2016年浙江卷16如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la=3lb，图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则
7、（ B ）A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为9:1Ca、b线圈中感应电流之比为3:4Da、b线圈中电功率之比为3:1【解析】由楞次定律可判断，两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项A错误；由E=nS，S=l2，R=，I=，P=，可知Ea：Eb=9：1，Ia：Ib=3：1，Pa：Pb=27：1，选项B正确，选项C、D错误。9.2016年海南卷4.如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，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。若左右A金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B金属环向下运
8、动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C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D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【答案】D【解析】根据楞次定律，当金属环上下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项AB错误；当金属圆环向左移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外且增强 ，故根据楞次定律可知道，产生的感应电流为顺时针，故选项C错误；当金属圆环向右移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里且增强，故根据楞次定律可知道，产生的感应电流为逆时针故选项D正确。阻相等，两者的电流有效值不会相同，D错误。10.2017年新课标卷20两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感
9、应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0t/sE/V-0.010.0100.20.40.6图（b）abcd图（a）时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（ BC ）A磁感应强度的大小为0.5 TB导线框运动的速度的大小为0.5m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N【解析】由E-t图像可知，线框经
10、过0.2s全部进入磁场，则速度，选项B正确；E=0.01V，根据E=BLv可知，B=0.2T，选项A错误；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流 , 所受的安培力大小为F=BIL=0.04N，选项D错误；故选B、C.11.2017年新课标卷TPQRS15如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的
11、是APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向答：D解析：因为PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，穿过T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，故D正确，A、B、C错误。12.2016年上海卷BLabcd图（a）tBO图（b）t2t3t1t419.如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁
12、感应强度B随时间按图（b）所示规律变化时（A）在t1t2时间内，L有收缩趋势（B）在t2t3时间内，L有扩张趋势（C）在t2t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流（D）在t3t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流【答案】AD【解析】据题意，在t1t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加，则在导线框中产生顺时针方向大小增加的电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，据结论“增缩减扩”可以判断圆环有收缩趋势，故选项A正确；在t2t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定的磁场，该磁场通过圆环时，圆环中不产生感应电流，故选项B、C 错误；在
13、t3t4时间内，外加磁场方向向下，大小减小，且斜率也减小，在导线框中产生顺时针方向大小减小的电流，该电流激发出向里减小的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，选项D正确。13.2018年全国卷I、北南 NS19如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 （ AD ）A开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
14、D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析：开关闭合的瞬间，左侧线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，选项A正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项BC错误；开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小
15、磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，选项D正确。14.2016年江苏卷线圈金属弦磁体接放大器NNSS6电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有()A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B取走磁体，电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【答案】BCD【解析】选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数
16、可以增大线圈中的感应电动势，选项C正确；根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项D正确。15.2016年江苏卷BMNv13（15分）据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见。如图所示，假设“天宫一号”正以速度v=7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L=20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.010-5 T，将太阳帆板视为导体。(1)求M、N间感应电动势的大小E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V，0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭
17、合电路，不计太阳帆板和导线的电阻试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R=6.4103 km，地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字)。【答案】 (1)1.54 V(2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流(3)4105 m【解析】(1)法拉第电磁感应定律E=BLv，代入数据得E=1.54 V(2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流。(3)在地球表面有匀速圆周运动解得，代入数据得h4105 m(数量级正确都算对)16. 2011年上海卷abOIb13如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆
18、环b同心共面放置。当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环aA顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转答案：B解析：依题意：b中产生顺时针方向的感应电流，这是因为b圆环中的向外的磁通量增大或向里的磁通量减小所致。讨论时要注意a圆环产生的磁场有环内与环外之分，但以环内为主。要使b圆环中产生向外的磁通量增大，即a环内产生向外的磁场，且增大，故a圆环应逆时针加速旋转，此时a、b两环中为异向电流相互排斥，b圆环应具有扩张趋势，故C错。要使b圆环中产生向里的磁通量减小，即a环内产生向里的磁场，且减小，故a圆环应顺时针减速旋转
19、，此时a、b两环中为同向电流相互吸引，b圆环应具有收缩趋势，故B对。17.2015年理综重庆卷4题4图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差 （ C ）abB题4图A恒为 B 从0均匀变化到 C恒为 D从0均匀变化到解析：穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感应电动势，由法拉第电磁感应定律得，由楞次定律知感应电流的方向从ab，电源内部电流是从负极到正极，即b点是等效电源的正极（电势高），所以，故选C。18.2015年理综山东卷O17如图
20、，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是 （ ABD ）A. 处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B. 所加磁场越强越易使圆盘停止转动C. 若所加磁场反向，圆盘将加速转动D. 若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动解析：由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据E=BLv可知，所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消耗的机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知，安培力仍要阻碍圆盘的转动，选项C错误；
21、若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中没有感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动，选项D正确。故选ABD。19. 2011年上海卷abO20如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中 （ AD ）A感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B感应电流方向一直是逆时针C安培力方向始终与速度方向相反 D安培力方向始终沿水平方向解析：从磁场分布可看出：左侧向里的磁场从左向右越来越强，右侧向外的磁场从左向右越来越弱。圆环经历这样几个过程：圆环到达虚线前，垂直圆环向里的磁通量越来越大，由楞次定律可知产生逆
22、时针的感应电流，由左手定则可知，圆环左半部分受到向右的安培力，圆环的右半部分受到向左的安培力，由于右半边的磁场较强，故受到的安培力的合力水平向左；圆环经过虚线的过程中，向里的磁通量越来越小，向外的磁通量越来越大，产生顺时针电流，圆环左半部分受到向左的安培力，圆环的右半部分也受到向左的安培力，故受到的安培力的合力水平向左；圆环离开虚线后到达b位置的过程中，向外的磁通量越来越小，产生逆时针电流，圆环左半部分受到向左的安培力，圆环的右半部分受到向右的安培力，由于左半边的磁场较强，故受到的安培力的合力水平向左。综上所述，感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针，A对；安培力方向始终沿着水平反向，D对。20
23、.2016年新课标卷MNOMON21如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC【解析】当线圈进入磁场时，根据楞次定律可得，线框中的感应电流方向为逆时针，两导线框切割磁感线的等效
24、长度始终等于圆弧半径，根据，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为，可得过程中产生的感应电动势大小恒定，即感应电流大小恒定，不是正弦式交流电，A错误；当线圈进入磁场时，根据楞次定律可得，两线框中的感应电流方线框ME OE -E t T 线框NE OE -E t T 向为逆时针，当线框穿出磁场时，线框中产生的感应电流为顺时针，感应电流的周期和其运动周期相等为T，选项B正确；所以线框中应该产生方波式交流电，如图所示；在t=时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框在运动过程中产生的感应电动势相等均为， C正确；线圈N在完全进入磁场后有T/4时间内线圈的磁通量不变化，过程中没有感应电动势产生，
25、即线圈N在和内有感应电动势，其余时间内没有，而线圈M在整个过程中都有感应电动势，故即便电阻相等，两者的电流有效值不会相同，D错误。21.【2019年物理全国卷3】楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？A. 电阻定律B. 库仑定律C. 欧姆定律D. 能量守恒定律【答案】D【解析】【详解】楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程.22. 2013年天津卷12(20分）超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。超
26、导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。为探究该圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于I的电流变化，其中I I，当电流的变化小于I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。试用
27、上述给出的各物理量，推导出的表达式。若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。解析：（1）逆时针方向。B撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁场方向相同，即向上，由右手螺旋定则可知，环中电流的方向是沿逆时针方向。设圆环周长为l，电阻为R，由电阻定律得 设时间t内环中电流释放焦耳热而损失的能量为E，由焦耳定律得 E=I2Rt 设环中单位体积内定向移动电子数为n，则 I=nevS 式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化。电流变化大小取I时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为v，则I=neSv 设环中定向移动电子减少的动能总和为Ek，则 由于I I，可得v v，因此 根据能量守恒定律，得 E=Ek 联立上述各式，得 由看出，在题设条件限制下，适当增大超导电流，可以使实验获得的准确程度更高，通过增大穿过该环的磁通量变化率可实现增大超导电流。
