题目
如图所示,通有稳恒电流I的长直导线与矩形线圈abcd在同一面内,当线圈以速度v向长直导线移近时,则( )。D-|||-o-|||-。A线圈中出现逆时针方向的感应电流B线圈中出现顺时针方向的感应电流C线圈中没有感应电流D 只有当线圈加速移近时,线圈中才能出现顺时针方向的感应电流
如图所示,通有稳恒电流I的长直导线与矩形线圈abcd在同一面内,当线圈以速度v向长直导线移近时,则( )。

A线圈中出现逆时针方向的感应电流
B线圈中出现顺时针方向的感应电流
C线圈中没有感应电流
D 只有当线圈加速移近时,线圈中才能出现顺时针方向的感应电流
题目解答
答案
A. 线圈中出现逆时针方向的感应电流
解析
考查要点:本题主要考查电磁感应现象中的楞次定律应用,以及长直导线周围磁场的分布特点。
解题核心思路:
- 确定磁场方向:长直导线中的电流产生环形磁场,利用右手螺旋定则判断磁场方向。
- 分析磁通量变化:线圈靠近导线时,穿过线圈的磁通量增加。
- 应用楞次定律:感应电流的方向阻碍磁通量的增加,通过判断感应磁场的方向,最终确定电流方向。
破题关键点:
- 磁场对称性:长直导线的磁场强度随距离增大而减弱。
- 磁通量变化本质:线圈移动导致单位面积磁通量增大,总磁通量增加。
- 楞次定律的逆向思维:通过“阻碍”作用直接推导感应电流方向。
步骤1:判断长直导线的磁场方向
根据右手螺旋定则,若长直导线中的电流方向向上,则其右侧磁场方向为垂直纸面向外,左侧为垂直纸面向内。
步骤2:分析线圈移动引起的磁通量变化
当线圈以速度$v$向长直导线移近时,线圈整体进入磁场更强的区域。由于长直导线的磁场强度$B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$随$r$(到导线的距离)减小而增大,因此穿过线圈的磁通量$\Phi = \int B \, dS$增加。
步骤3:应用楞次定律确定感应电流方向
- 阻碍磁通量增加:感应电流产生的磁场方向应与原磁场方向相反(即向内)。
- 右手螺旋定则:若线圈中电流为逆时针方向(俯视),则线圈中心的磁场方向为向内,符合“阻碍”要求。