感應電流的磁場在阻礙什么的變化

以整個閉合回路為研究對象的“楞次定律”，是判定電磁感應現象中感應電流方向的普遍規律，該定律指出：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化.實際上，由于磁通量變化的表現形式各不相同，因此，感應電流磁場阻礙磁通量變化的方式同樣也具有多種可能情況。

1 感應電流的磁場在阻礙磁感應強度的變化

例1 如圖1所示，豎直放置的螺線管與導線abcd構成閉合回路，導線所圍區域內有一垂直紙面向里的磁場，在螺線管的正下方水平桌面上有一導體圓環，試問導線abcd所圍區域內磁場的磁感應強度B按照下列圖示中的哪種方式變化時，導體圓環將受到向上的磁場力的作用?()

分析 若磁感應強度B隨時間均勻變化(圖1中的C#65380;D)，原線圈(螺線管)中將產生恒定電流，穿過副線圈(單匝導線環)的磁通量不變，副線圈中無感應電流.由此可知，副線圈的受力情況完全取決于其電流方向與原線圈中電流方向間的關系，根據楞次定律又知，要想使副線圈受到向上的磁場力，原線圈中磁通的變化率(即磁感應強度B的變化率，因為線圈的面積不變)只能是削弱型，即選項A中磁感應強度B曲線的斜率ΔB/Δt 隨時間逐漸減小的過程，而且這一結論與螺線管的繞法及abcd中磁場的方向均無關

2 感應電流的磁場在阻礙有效面積的變化

例2 兩根平行導軌MN#65380;PQ被固定在水平面上 ，ab#65380;cd兩桿垂直地放置在導軌上，并可沿導軌無摩擦地滑動，勻強磁場B的方向垂直軌道平面向里(圖2)，則下列說法中正確的是：()

A.用外力拉ab桿向右平動時，cd桿也將向右平動

B.用外力推cd桿向右平動時，ab桿也將向右平動

C.使ab桿繞O點沿順時針方向轉過一小角度，cd桿也將繞O′點沿順時針方向轉動

D.使ab桿繞O點沿順時針方向轉過一小角度，cd桿將向右平動

分析 在磁感應強度B恒定不變的條件下，選項A#65380;C#65380;D中ab桿的運動都提供了有效面積增大的初始條件，此時，磁通量的變化方式為增強型，于是，cd桿必將在水平向右的磁場力作用下向右平動，以阻礙有效面積的進一步增大；同理，對于磁通量的變化方式為削弱型的選項B，ab桿必將向右平動，以阻礙有效面積的進一步減小，上述情況，同借助楞次定律和左手定則完成判斷時給出的結論完全一致，因此A#65380;B#65380;D都是正確的選項。

3 感應電流的磁場在阻礙物體間的相對運動

例3 圖3為一個研究電磁感應現象的實驗.左邊的a為閉合導體圓環#65380;右邊的b為有一小缺口的導體圓環，兩環用絕緣細桿連接并支撐在桿的中點O，整個裝置可繞O點在水平面內自由轉動.現將一足夠強的條形磁鐵P分別向著或背離兩環運動 ，則：()

A.當條形磁鐵P向著a環運動時，a環將背離P運動

B.當條形磁鐵P背離a環運動時，a環將向著P運動

C.當條形磁鐵P向著b環運動時，b環將背離P運動

D.當條形磁鐵P背離b環運動時，b環將向著P運動

分析 當條形磁鐵P向著a環運動時，穿過a環的磁通量增大，a環必然以背離P而去的運動方式來阻礙磁通量的增大；反之，當條形磁鐵P背離a環運動時，穿過a環的磁通量減小，a環必然以向著P方向運動的方式來阻礙磁通量的減小。但由于b環不閉合，所以在上述類似的過程中b環里是不會有感應電流產生的，因而無此種現象發生。這種以相對運動的方式阻礙磁通量變化的過程可以簡單地概括為“來拒去留”，A#65380;B為本題的正確選項。

例4 在圖4中，通電線圈abcd和閉合線圈a′b′c′d′可以各自繞OO′軸轉動.開始時它們都靜止，現在使通電線圈abcd沿順時針方向轉動，則閉合線圈a′b′c′d′中產生感應電流并開始轉動時：()

A.電流方向a′b′c′d′a′，順時針轉動

B.電流方向a′b′c′d′a′，逆時針轉動

C.電流方向a′d′c′b′a′，順時針轉動

D.電流方向a′d′c′b′a′，逆時針轉動

分析 初級線圈abcd的定軸轉動產生方向不斷變化的磁場，使穿過a′b′c′d′線圈的磁通量發生變化，于是在次級線圈a′b′c′d′中產生感應電流，在原磁場作用于這一感應電流的安培力力矩作用下，次級線圈a′b′c′d′也將作定軸轉動.簡化分析時我們可借助右手螺旋定則將初級線圈abcd看成一N極在上#65380;S極在下的條形磁鐵，開始時由于對稱關系，穿過線圈a′b′c′d′的磁通量恰好為零.當通電線圈abcd的順時針轉動使穿過線圈a′b′c′d′自上而下方向的磁通量從零開始增大時，便在a′b′c′d′中產生了a′d′c′b′a′方向的感應電流，根據楞次定律又知，為阻礙穿過次級線圈磁通量的增大，次級線圈必將隨之轉動以阻礙兩線圈間的相對運動，因此選C。

4 感應電流的磁場在阻礙電流強度的變化

例5 圖5所示的電路中，多匝線圈的電阻和電池的內阻均可忽略不計，兩個電阻器的阻值都是R，電鍵S原來是斷開的，電流I₀=E/（2R）。

今閉合電鍵把一個電阻器短路，于是線圈中有自感電動勢產生，這自感電動勢：()

A.有阻礙電流的作用，最后電流由I₀減小為零

B.有阻礙電流的作用，最后電流總小于I₀

C.有阻礙電流增大的作用，因此電流保持為I₀不變

D有阻礙電流增大的作用，因此電流還是要增大到2I₀

分析 閉合電鍵S將電阻R短路后，回路電流的增大使得穿過線圈的磁通量增大，于是就在線圈中產生了阻礙磁通量增大的自感電動勢，其方向與電源電動勢的方向相反，它與電源電動勢疊加的結果可以在一段時間內起著抵償一部分電源電動勢的效果.當然，盡管這一自感電動勢可以起到阻礙回路電流增大的作用，但因線圈L的直流電阻忽略不計，所以最終電路穩定以后，回路電流還是要增大到2I₀，選D。

5 感應電流的磁場在阻礙磁通量的變化

例6 ab是一個可以繞垂直紙面的軸O轉動的閉合矩形線框，當滑動變阻器的滑片P自左向右滑動時，從紙外向紙內方向看去，線框ab將：()

A.保持靜止不動

B.順時針轉動

C.逆時針轉動

D.發生轉動，但電源極性不明，無法確定轉動方向

分析 變阻器的滑片P自左向右滑動使電阻增大，導致閉合回路中的電流減小，從而使穿過線框的磁通量減小，磁通量的變化方式為削弱型。此時無論電源的極性如何，線框都將繞轉軸O沿順時針方向轉過一定角度，即以擴大正對面積的方式來阻礙磁通量的減小，選B。

例7 圖7為一種延時開關，當S₁閉合時，電磁鐵F將銜鐵吸下，C線路接通；當S₁斷開時，由于電磁感應的作用，D將延遲一段時間才被釋放。則：()

A.由于A線圈的電磁感應作用，才產生延時釋放D的效果

B.由于B線圈的電磁感應作用，才產生延時釋放D的效果

C.如果斷開B線圈的電鍵S₂，延時作用將不再存在

D.如果斷開B線圈的電鍵S₂，延時將變長

分析 在電鍵S₁閉合#65380;銜鐵被電磁鐵F吸下，C線路接通的正常條件下，如果突然斷開電鍵S₁，則穿過鐵芯F的磁通量減小，在S₂閉合的情況下，為阻礙磁通量的減小，線圈B中隨即產生感應電流，使電磁鐵F仍能維持吸引銜鐵一段時間，但由于B回路中不存在電源，因而這種延時作用只能持續一小段時間，這就是延時開關的工作原理，B#65380;C兩選項為正確選項。

例8 現代汽車中的防抱死系統(ABS系統)中有一個自動控制剎車裝置，其原理如圖8所示：鐵制齒輪P與車輪同步轉動，右端有一個繞有線圈的磁鐵，M是一個電流檢測器.當車輪帶動齒輪轉動時，線圈中會產生感應電流.這是由于齒靠近線圈時被磁化，使穿過線圈的磁通量增大；齒離開線圈時又使磁通量減小，從而能使線圈中產生感應電流，這一電流經電子裝置放大后能夠控制制動機構.當齒輪P從圖示位置沿順時針方向轉過α角的過程中，通過檢流計M的感應電流方向：()

A.總是從右向左

B.總是從左向右

C.先從左向右，然后從右向左

D.先從右向左，然后從左向右

分析 在鐵齒輪P的齒a從圖示位置沿順時針方向轉過一小角度α/2 的過程中，從相對運動的角度出發，這相當于齒a背離螺線管的N極而去，此時，對穿過螺線管磁通量的變化起主要作用的齒a的極性為左N右S，使穿過螺線管的磁通量減小，根據右手定則及楞次定律中“增反減同”的原則可以確定，通過檢流計M的電流方向從右向左。

在鐵齒輪P繼續轉過第二個小角度α/2 時(與此同時下一個齒b將靠近螺線管的N極)，此時，對穿過螺線管磁通量變化起主要作用的齒b的極性為左N右S，使穿過螺線管的磁通量增大，于是，通過檢流計M的電流方向從左向右，由此可知，D為正確的選項。