高二物理人教选修32课件4.4习题课楞次定律的应用

1、,目标定位 1.应用楞次定律判断感应电流的方向. 2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.,第4讲习题课楞次定律的应用,1.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 引起感应电流的磁通量的 . 2.应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤 (1)明确所研究的 ，判断 的方向； (2)判断闭合电路内原磁场的 的变化情况； (3)由 判断感应电流的磁场方向； (4)由 根据感应电流的磁场方向,判断出感应电流的方向.,阻碍,变化,闭合电路,原磁场,磁通量,楞次定律,安培定则,3.安培定则(右手螺旋定则)、右手定则、左手定则 (1)判断电流产生的磁场方向用 定则； (2)判断

2、磁场对通电导体作用力方向用 定则； (3)判断导体切割磁感线运动产生的感应电流方向用 定则.,安培,左手,右手,一、“增反减同”法 感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变A化. (1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反. (2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同. 口诀记为“增反减同”,例1如图1所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置经过位置到位置，位置和位置都很接近位置，这个过程中线圈的感应电流(),图1,A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.先沿a

3、bcd流动，后沿dcba流动 D.先沿dcba流动，后沿abcd流动,解析由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置时穿过闭合线圈的磁通量最少，为零，线圈从位置到位置，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置到位置，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd. 答案A,二、“来拒去留”法 导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流的导体受到磁场的安培力，这个安培力会“阻碍”相对运动，口诀记为“来拒去留”.,例2如图2所示，当磁铁突然向铜环运动时， 铜环的运动情况是() A.向右摆动B.向左摆动 C.静止 D.无法判定,图2,解析本题可由两种方法来解决： 方法1：

4、画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.,分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象.由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，则A选项正确.,方法2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁，两磁铁有排斥作用，故A正确.,答案A,三、“增缩减扩”法 当闭合电路中有感应电流产生时，闭合电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使闭合电路的面积有变化(或有变化趋势). (1)若原磁通量增加，则通过减小有效面

5、积起到阻碍的作用. (2)若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用. 口诀记为“增缩减扩”. 温馨提示：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.,例3如图3所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是() A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.ab和cd相向运动，相互靠近 D.ab和cd相背运动，相互远离,图3,解析由于ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除选项A、B； 当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大

6、，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选C. 答案C,四、“增离减靠”法 发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化，即： (1)若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用. (2)若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用. 口诀记为“增离减靠”.,例4一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接

7、在如图4所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到N向左运动的是() A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时 D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时,图4,解析金属环N向左运动，说明穿过N的磁通量在减小，说明线圈M中的电流在减小，只有选项C符合. 答案C,五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别 1.右手定则是楞次定律的特殊情况 (1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况. (2)右手定则的研

8、究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动.,2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系 (1)因电而生磁(IB)安培定则.(判断电流周围磁感线的方向) (2)因动而生电(v、BI感)右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流) (3)因电而受力(I、BF安)左手定则.(磁场对电流有作用力),例5如图5所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上水平向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)(),图5,A.有感应电流，且B被A吸引 B.无感应电流 C.可能有，也可能没有感应电流 D.有感应电流，且B被A

9、排斥,解析MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的磁场方向水平向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向水平向右，B被A排斥.D正确，A、B、C错误. 答案D,“增反减同”法 1.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只 有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理 学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想， 如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图6所示的 超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现(),图6,A.先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流 B.先有顺

10、时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流 C.始终有顺时针方向持续流动的感应电流 D.始终有逆时针方向持续流动的感应电流,解析在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流.故选项D正确. 答案D,“来拒去留”法 2.如图7所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙移至相同高度H处

11、同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是(),图7,A.三者同时落地 B.甲、乙同时落地，丙后落地 C.甲、丙同时落地，乙后落地 D.乙、丙同时落地，甲后落地,解析在下落过程中，闭合铜线框中产生感应电流，由“来拒去留”可知，答案选D. 答案D,“增缩减扩”法 3.如图8所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将() A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长,图8,解析当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应

12、电流.根据楞次定律可知，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离通电直导线的方法进行阻碍，故D正确. 答案D,“增离减靠”法 4.如图9所示是某电磁冲击钻的原理图，若突然 发现钻头M向右运动，则可能是() A.开关S闭合瞬间 B.开关S由闭合到断开的瞬间 C.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动 D.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动,图9,解析当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，故A项正确； 当开关S已经是闭合的时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C项正确. 答案AC,“一定律三定则”的综合应用 5.如图10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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是() A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动,图10,解析当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ