如果我們將螺線管兩端接上一個電流表，組成一個回路，當在螺線管一端插入或拔出一塊條形磁鐵時，我們會看到電流表的指針時而偏左，時而偏右，這就是感應電流的方向發生了變化。那么，感應電流的方向和哪些因素有關呢？感應電流的方向又遵循什么規律呢？本節我們就來探究實驗，總結感應電流方向的規律。
1. 探究影響感應電流方向的因素
目的
（1）探究影響感應電流方向的因素。
（2）學會利用電流表判斷感應電流的方向。
實驗設備
電流表、干電池、開關、保護電阻、電線、螺線管、條形磁鐵。
安全警告
使用電流表時，注意不要超出其量程，以免損壞電流表。
實驗原理與設計
將磁鐵的不同極點插入和取出螺線管，觀察感應電流方向的變化。通過分析感應電流方向與磁鐵磁場方向和通過線圈的磁通量變化之間的關系，探索影響感應電流方向的因素。
實驗步驟
（1）首先明確電流表指針的偏轉方向與流過電流表的電流方向的關系。
（2）觀察電磁鐵上漆包線的繞線方向。
（3）按圖2-1所示連接電流表與螺線管，按順序完成下列實驗操作，記錄觀察到的電流表指針的偏轉量，并填寫表格。
圖2-1 實驗裝置示意圖
①將條形磁鐵的N極插入電磁鐵內，稍等片刻，然后將其從電磁鐵中拉出；
②將條形磁鐵的S極插入電磁鐵內部，稍等片刻，然后將其從電磁鐵中拉出。
數據分析
將實驗得到的信息填寫下表，請根據實驗信息得出結論。
N極插入
N極拔出
S極插入
S 極拉出
通過螺線管的磁通量變化
感應電流的方向
感應電流的磁場方向與條形磁鐵的磁場方向比較
實驗結果
請寫出實驗的結論。
討論
如果磁鐵靜止，螺線管運動，實驗結果會怎樣？ 如果磁鐵和螺線管一起運動，且保持相對靜止，實驗結果會怎樣？
提高讀寫能力
能分析物理現象，提出并準確表達可探討的物理問題，做出合理假設；能在他人幫助下制定實驗方案，利用螺線管等設備獲取信息，并將收集到的信息填入表格中；能分析表格中的實驗信息，歸納總結并形成與實驗目的相關的結論；能撰寫規范的實驗報告，在報告中呈現數據分析過程和實驗結論，并根據實驗中遇到的問題提出改進措施。
注意提高提出問題、假設和推測、分析和論證的能力。
- 科學研究
迷你實驗室
探索感應電流的方向
將螺線管、磁鐵、發光二極管等接成圖2-2所示的電路，探究感應電流的方向與磁鐵磁場方向及磁通變化的關系。
圖2-2 實驗電路原理圖
2. 楞次定律
在上述實驗探索中，當將條形磁鐵的任意一極靠近或插入閉合線圈（螺線管）時，穿過線圈的磁通量都會增加，導致線圈中產生感應電流。而感應電流所激發出的磁場B'的方向始終與條形磁鐵的磁場B方向相反，從而阻礙了線圈中磁通量的增加【圖2-3（a）】。反之，當將條形磁鐵的任意一極拉出或離開閉合線圈時產生感應電流的條件，穿過線圈的磁通量都會減少，導致線圈中產生感應電流。而感應電流所激發出的磁場B'的方向始終與條形磁鐵的磁場B方向相同，從而阻礙了線圈中磁通量的減少【圖2-3（b）】。
圖2-3 磁極插入與拔出時B′、B方向示意圖
俄國物理學家楞次（1804—1865）根據大量電磁感應實驗的結果，發現并提出了感應電流方向的規律：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的改變，這就是楞次定律。
楞次定律也可以這樣理解：當磁鐵的北極移近導體線圈上端時，感應電流所激發的磁場使得線圈上端也變為北極，由于同極磁極互相排斥，所以阻礙了磁鐵相對于線圈向下的運動；而當磁鐵的北極離開導體線圈時，感應電流所激發的磁場使得線圈上端也變為南極，由于異極磁極互相吸引，所以阻礙了磁鐵相對于線圈向上的運動。
從能量轉換與守恒定律來看，當磁鐵靠近線圈時，外力要克服磁鐵與線圈之間的排斥力才能做功，這樣其他形式的外部能量就轉換成電能；當磁鐵遠離線圈時，外力要克服磁鐵與線圈之間的吸引力才能做功，這樣其他形式的外部能量也轉換成電能。在兩種情況下，總能量都是守恒的。
迷你實驗室
如圖2-4所示，將一根內徑相同的鋁管（或銅管）和一根塑料管垂直放置在鋪有毛巾的桌面上，從同一高度同時釋放兩塊強磁鐵，一塊從鋁管中落下，另一塊從塑料管中落下。進入鋁管的磁鐵經過延時后落到桌面上。
圖2-4 實驗示意圖
這樣做并解釋原因。
例子
如圖2-5所示貝語網校，兩平行金屬軌道P、Q水平放置在均勻磁場中，磁場方向垂直于軌道平面，兩軌道之間接有電阻R。當一根垂直于軌道的導體棒ab沿軌道向右滑動時，導體棒ab中感應電流的方向為何？請解釋原因。
圖 2-5 導體切割磁通線的運動
分析
知道了磁場的方向和桿ab的運動方向，就可以推斷出通過閉合回路的磁通量的變化；根據楞次定律，可以確定感應電流產生的磁場的方向；利用安培定律，可以確定閉合回路中感應電流的方向。
解開
桿ab中感應電流的方向是從b流向a。已知原磁場方向是垂直于紙面、向內。當桿ab向右滑動時，穿過閉合回路abPQ的磁通量增加。根據楞次定律，電路中產生的感應電流的磁場會阻礙閉合回路中磁通量的增加。因此，回路中感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，即垂直于紙面、向外。根據安培定律，感應電流按逆時針方向流動。
討論
在圖2-5中，若固定桿ab，則垂直于紙面的磁場的磁感應強度增大。試分析閉合回路中感應電流的方向。
策略細化
利用楞次定律確定感應電流方向的步驟一般是：首先確定閉合回路中引起感應電流的磁場（原始磁場）的方向；然后確定原始磁場通過閉合回路時磁通的變化；再根據楞次定律確定感應電流磁場的方向；最后根據感應電流磁場的方向，利用安培定律確定感應電流的方向。
遷移
如果木棒ab要一直勻速向右運動，外力應該指向哪個方向？為什么？請從能量轉換和守恒的角度解釋。
3. 右手定則
如果磁通量的變化是由于導體切割磁通線引起的，那么，感應電流的方向、磁通線的方向、導體運動的方向有如下關系：伸出右手，使大拇指與其余四指垂直，且均與手掌處于同一平面，讓磁通線垂直穿過手掌，使大拇指指向導體運動的方向，其余四指指向的方向即為感應電流的方向（圖2-6）。這就是右手定則。
圖2-6 右手定則示意圖
右手定則可看作是楞次定律在導體切割磁通線的特殊情況下的應用。上例中，當導體ab向右滑動時，也可利用右手定則判定導體ab中感應電流的方向是從b流向a，這與楞次定律確定的結果完全一致。
科學書店
楞次
俄國物理學家倫茨（圖2-7），1834年當選為圣彼得堡科學院院士，曾任圣彼得堡大學數學物理系主任。
圖 2-7 楞次
1833年，楞次總結安培、法拉第等人的研究成果，在圣彼得堡科學院發表了《關于用電動力學法確定感應電流方向》論文，提出了確定感應電流方向的定律——楞次定律。1843年，楞次在不知道焦耳已發現電流熱效應定律（1841）的情況下，獨立發現了這一定律。他用酒精作為傳熱介質，改進了實驗方法，增加了實驗的準確性。因此，焦耳定律又稱焦耳-楞次定律。
此外，楞次還研究并定量比較了不同金屬的電阻率以及電阻率與溫度的關系，在電氣工程、地球物理學和電化學等方面也做了大量工作。
分節練習
1. 請撰寫“探究影響感應電流方向的因素”實驗報告，注意在報告中呈現數據分析過程和實驗結論，并針對實驗中存在的問題提出改進措施。
參考答案：省略
2、一個平面線圈用一根細桿懸掛在點P處。起初，細桿處于水平位置。松開后，讓其在如圖所示的均勻磁場中運動。已知線圈所在平面始終垂直于紙面。當線圈第一次經過位置I和位置II時，順著磁場方向看，線圈中感應電流的方向是什么？
參考答案：先逆時針，再順時針。
3、如圖所示為法拉第盤發電機，一個半徑為r的導體圓盤繞垂直軸以角速度ω旋轉，勻強磁場B垂直向上，兩個電刷分別與圓盤中心軸和邊緣接觸，電刷間有一個阻值為R的電阻。分析發電機的工作原理，確定流過電阻的電流方向。
參考答案：兩塊電刷、一根垂直軸、一個導體盤、一根導線、一個電阻組成一個閉合回路。導體盤可以看作是從中心向邊緣許多條輻射狀的導體條。由于導體盤處在磁場中，當它旋轉時，可以看作是一根導體條切割磁通線，相當于電源供電產生感應電流的條件，閉合回路中產生感應電流。利用右手定則可確定流過R的電流方向是從b流向a。
4、有人打算利用電磁感應的知識，通過實驗尋找磁單極子。實驗儀器的主要部分是一個如圖所示的由超導體做成的線圈。如果一個磁單極子從上到下穿過超導線圈，超導線圈中就會產生感應電流。關于感應電流的方向，下列說法正確的是：
A.當磁單極子穿過超導線圈時，線圈中感應電流的方向發生改變。
B.當N磁單極子與S磁單極子通過超導線圈時，線圈中感應電流的方向相同。
C.磁單極子穿過超導線圈時，線圈中感應電流的方向保持不變
D.當磁單極子穿過超導線圈時，從上往下看，線圈中感應電流的方向始終是順時針方向。
參考答案：C
5. 掃描隧道顯微鏡（STM）可用于檢測樣品表面原子級形貌。如圖所示，為了有效隔離外界振動對STM的干擾，在圓形底板周圍沿徑向對稱安裝幾對銅板，并施加磁場以迅速衰減其微小振動。在沒有擾動時，按照以下四種方案對銅板施加恒定磁場。擾動發生后，衰減銅板垂直和水平振動最有效的方案是
參考答案：A
6、某學生利用電磁驅動原理研究彈射問題，如圖所示，當固定線圈中突然通入直流電流時，線圈左側的金屬環被彈射出來，下列哪項表述是正確的？
A、當開關S閉合時，環內產生感應電流，從右側看，方向為逆時針方向。
B.如果金屬環固定，當開關閉合時，環將趨于膨脹。
C. 如果將金屬環放在線圈的右側，則環將向右彈出。
D.若將電池正負極互換，金屬環無法向左彈出。
參考答案：C
7、如圖所示，在一根長鐵釘上用漆包線繞制兩個線圈A、B。將線圈B的兩端接上漆包線CD，將CD平放在靜止的小磁針頂端，與小磁針平行。試判斷開關閉合瞬間小磁針N極的偏轉情況，并用實驗來驗證你的判斷。
參考答案：偏進紙里。