物理-电磁感应-楞次定律(感应电流方向与’来拒去留’推论)

考点:科学推理 / 物理-电磁感应-楞次定律(感应电流方向与’来拒去留’推论)

问法模型:给出磁铁相对闭合铜环的多种运动方式,判断支持力变化与感应电流方向 → 用楞次定律三步法(判磁通量增减→定感应磁场方向→右手螺旋定电流方向),受力用’来拒去留’口诀速判

推理链

  1. 第1步:从题干提取关键设置:铜环A为闭合回路置于水平台面,条形磁铁B位于A的中心轴正上方,此时穿过A的磁通量最大且方向确定。
  2. 第2步:所用规则:楞次定律——感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化;其力学推论为’来拒去留’,即磁铁与线圈的相互作用总阻碍相对运动。
  3. 第3步:验证A项:B竖直向上运动即远离A,属’去’,由’去留’知B对A为向上引力,A对台面压力减小,台面支持力应变小而非增大,A错误。
  4. 第4步:验证B、C项:B竖直向下靠近A,穿过A的磁通量增大,感应磁场方向应与原磁场方向相反;但条形磁铁B的N极与S极朝向题干未给定,原磁场方向不确定,故感应电流(顺/逆时针)无法确定,B、C中’一定’的说法均错误。
  5. 第5步:验证D项:B原在中心轴正上方,磁通量最大;无论向左还是向右平移,偏离轴线后穿过A的磁通量均减少,磁通量变化趋势相同,感应磁场方向均与B的磁场方向相同,故感应电流方向相同,D正确。
  6. 第6步:与选项对照,仅D项成立,锁定答案D。

最快解法:⚡ 口诀法+变化趋势比较:先用’来拒去留’秒判A项(上移远离→引力向上→支持力减小,排除);B、C项见’一定’且磁极未定直接排除;D项只看磁通量增减——在轴线上磁通最大,左移右移都使磁通减少,变化方向一致则电流方向必相同,选D。

易错点

  • ⚠ 把’去留’理解反了:B上移远离时误认为磁铁排斥铜环而得出支持力增大,实际是吸引力使铜环’上提’、支持力减小
  • ⚠ 忽略B、C项中’一定’二字的陷阱:磁铁N/S极朝向未知,原磁场方向不确定,感应电流方向必然无法确定,不能直接选定顺/逆时针
  • ⚠ 受镜像对称直觉误导:误以为左移与右移互为镜像、电流方向应相反,忽略感应电流方向只由磁通量增减趋势决定,与向哪边平移无关

母题抽象

🧩 当题干出现’磁铁(或通电线圈)与闭合导体环发生相对运动’的特征时,先用楞次定律’来拒去留’口诀判相互作用力,再由磁通量增减趋势定感应电流方向;若问具体电流方向,必须先检查磁极朝向或原磁场方向是否已知,未已知则含’一定’的选项直接排除。

同类特征:铜环(闭合线圈)置于水平台面、条形磁铁位于环中心轴正上方、竖直上/下运动、向左/向右平移、台面支持力变化、感应电流方向判断

相关题

(暂无)


题干

小明将一铜环A放置在水平台面上,随后将一根条形吸铁石B放在铜环中心轴正上方(如图所示),则下列说法中正确的是(    )。

选项

  • A. 当B竖直向上运动时,台面对A的支持力增大
  • B. 当B竖直向下运动时,A中一定会有逆时针方向的感应电流
  • C. 当B竖直向下运动时,A中一定会有顺时针方向的感应电流
  • D. 无论B由图示位置起向左平移还是向右平移,A中产生的感应电流方向相同 ✅

官方解析

电磁感应现象遵守楞次定律: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。这个规律导致的结果就是,当闭合线圈无论是靠近磁铁还是远离磁铁,磁铁对闭合线圈的作用力都会阻碍这样的相对运动,即表现为“来拒去留”。 A项:当吸铁石B竖直向上运动时,即为远离铜环A(闭合线圈),根据上述“来拒去留”的原理,吸铁石B会对铜环A产生向上的作用力,因此铜环A对台面的压力变小,台面对铜环A的支持力也变小,错误;  B、C两项:根据楞次定律可知,当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍其增加,反之二者方向则相同。当吸铁石B竖直向下运动时,逐渐靠近铜环A,通过铜环A的磁通量增大,则铜环A中产生的感应电流方向与吸铁石B的磁场方向相反,但由于吸铁石B的N极与S极不确定,则吸铁石B的磁场方向也不确定,因此铜环A中产生的感应电流方向也无法确定,均错误; D项:由题干可知,由于吸铁石B位于铜环中心轴的正上方,因此无论吸铁石B由图示位置起向左平移还是向右平移,竖直穿过铜环A的磁通量均减少,根据楞次定律可知,铜环A中感应电流的磁场均与吸铁石B的磁场方向相同,因此铜环A中产生的感应电流方向也相同,正确。 故正确答案为D。

给定材料

(无)