2024-2025学年人教版高二物理选择性必修二教学课件 第二章 2 楞次定律的应用

第二章学案2楞次定律的应用

学习目标1.进一步理解楞次定律，能熟练应用楞次定律的推论解决实际问题(重点)。2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析解决有关综合问题(难点)。

内容索引目标一

楞次定律的重要推论目标二

“三定则一定律”的综合应用目标一楞次定律的重要推论(1)用绝缘细绳吊起一个铝环，用磁体的N极去靠近铝环，如图甲所示。可以观察到什么现象？如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象？请解释此现象。观察与思考答案如图(a)所示，当磁体N极靠近铝环时，穿过铝环的磁通量增加，根据楞次定律可知，铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从左往右看)，将环形感应电流等效成小磁针(左N极右S极)，铝环与磁体相互排斥，铝环向右摆动；同理分析，如图(b)所示，当S极靠近铝环时，铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)。环形感应电流等效成的小磁针(左S极右N极)，铝环与磁体相互排斥。铝环向右摆动，即无论是N极还是S极，只要磁体靠近铝环，二者就相互排斥。(2)若把磁体从靠近铝环处向左移开，可以观察到什么现象？请解释此现象。答案如图(c)所示，当磁体N极远离铝环时，穿过铝环的磁通量减小，铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)，将环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极)，铝环与磁体相互吸引，铝环向左摆动。同理分析得出，S极远离铝环时，铝环和磁体也是相互吸引的。内容例证阻碍原磁通量变化——“增反减同”

阻碍相对运动——“来拒去留”[梳理与总结]楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。主要有以下几种表现形式：使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”或“增扩减缩”B减小时，线圈中的Φ减小，为了阻碍Φ减小，线圈有扩张趋势，各边受到的安培力向外b环中电流减小时a环中Φ减小，为了阻碍Φ的减小，a环面积有缩小的趋势使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”穿过金属环P的磁通量增加时，P向右运动；穿过P的磁通量减小时，P向左运动1.如图所示，质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁体贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是

A.FN先大于mg，后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.线圈中的电流方向始终不变导练√根据“来拒去留”，磁体靠近线圈时受到斜向上的斥力，由牛顿第三定律知，线圈受到斜向下的斥力。故线圈受到的支持力FN大于重力mg，磁体远离线圈时受到斜向下的引力作用，线圈受到斜向上的引力，支持力FN小于重力mg，故A正确，B错误；整个过程磁体对线圈的作用力都有向右的分量，即线圈有向右运动的趋势，摩擦力的方向始终向左，C错误；由于线圈中的磁通量先变大后变小，方向不变，故磁体靠近和远离线圈时，线圈中电流方向相反，D错误。2.(2023·上海市浦东新区高二期末)虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，当闭合线圈abcd由静止开始平移时，磁场对ab边的安培力FA方向如图所示。则线圈内磁通量变化及ad边受到的安培力方向分别为

A.变大，向左

B.变大，向右C.变小，向左

D.变小，向右√当闭合线圈abcd由静止开始平移时，磁场对ab边的安培力FA方向如题图所示，可知线圈面积有增大的趋势，阻碍磁通量减小，根据楞次定律的推论，线圈内磁通量变小，则ad边受到的安培力向左，使面积有增大趋势，故选C。3.(2023·上海市延安中学高二期末)如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源和开关K，则下列说法正确的是

A.K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈c中

有感应电流，线圈a中没有感应电流B.K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈a中

有感应电流，线圈c中没有感应电流C.在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时

感应电流，有扩张趋势D.在K闭合的一瞬间，线圈c中有顺时针方向的瞬时

感应电流，有收缩趋势√在K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化，均有感应电流产生，故A、B错误；在K闭合的一瞬间，线圈b中有顺时针方向的瞬时电流，线圈a、c内磁场垂直纸面向里增大，根据楞次定律的推论、右手螺旋定则，可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时感应电流，a有扩张的趋势，c有收缩的趋势，故C正确，D错误。楞次定律的拓展含义——“增缩减扩”或“增扩减缩”关键看闭合回路面积的变化(或变化趋势)对阻碍磁通量变化的效果。应用“增缩减扩”或“增扩减缩”判断安培力的方向快速、准确，能解放“右手”或“左手”。总结提升4.如图所示装置，在下列各种操作中，会使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A向右运动的是

A.开关S接通的瞬间B.开关S接通后，电路中电流稳定时C.开关S接通后，滑动变阻器触头向上滑动的瞬间D.开关S断开的瞬间√当开关S接通的瞬间，螺线管中产生磁场，闭合线圈中磁通量在这一瞬间变大，根据楞次定律推论可得，此时闭合线圈A向左运动，A错误；同理可得，开关断开的瞬间闭合线圈A向右运动，D正确；开关S接通后，电路中电流稳定时线圈A中磁通量不变，不产生感应电流，此时线圈A静止，B错误；开关S接通后，滑动变阻器触头向上滑动的瞬间，电路中总电阻变小，电流变大，闭合线圈中磁通量变大，根据楞次定律可得此时闭合线圈A向左运动，C错误。目标二“三定则一定律”的综合应用安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较观察与思考比较项目安培定则左手定则右手定则楞次定律适用场合判断电流周围的磁感线方向判断通电导线在磁场中所受的安培力方向判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向因果关系因电而生磁(I→B)因电而受力(I、B→F安)因动而生电(v、B→I感)因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感)5.如图所示，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，一圆环形金属线框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，下列说法正确的是

A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向导练√金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可知，金属杆PQ中的感应电流方向由Q到P，则PQRS中感应电流方向为逆时针方向；PQRS中感应电流产生垂直纸面向外的磁场，由楞次定律可知，圆环形金属线框T中会产生垂直纸面向里的磁场，则T中感应电流方向为顺时针方向，D正确。6.(2023·陕西渭南高二统考期末)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大，感应电流越大)

A.向左加速运动

B.向右加速运动C.向左减速运动

D.向右匀速运动√根据安培定