高二物理人教版选修3-2课件：第四章3楞次定律.pptx

第四章 电磁感应 学案3 习题课：楞次定律的应用 目标定位 1.学习应用楞次定律的推论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. 知识探究自我检测 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)的变化. (1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁 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”. 知识探究 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abcd流动，后沿dcba流动 D.先沿dcba流动，后沿abcd流动 解析 本题考查用楞次定律判断感应电流的方向，关键要 分析清楚矩形线圈由位置到位置和由位置到位置 两过程中，穿过线圈的磁感线方向相反.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小为零， 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 电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相 对运动，简称口诀“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：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. 甲 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，故A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.乙 答案 A 三、增缩减扩法 当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会 受到安培力作用，会使电路的面积有变化(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”. 注意：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 由于在闭合回路abcd中，ab和cd电流方向相反， 所以两导体运动方向一定相反，排除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，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 阻碍磁通量增大的目的.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 ( ) 图4 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 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符合题意. 答案 C 五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的 区别运用 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)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用 于一段导线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.圆形金属环B正对电磁铁A， 当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下 列说法正确的是( ) A.MN中电流方向NM，B被A吸引 B.MN中电流方向NM，B被A排斥 C.MN中电流方向MN，B被A吸引 D.MN中电流方向MN，B被A排斥 图5 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向右，B被A排斥. B正确，A、C、D错误. 答案 B 1 2 3 4 1.(来拒去留法)如图6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、丙拿至相同高度H处 同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的 是( ) 自我检测 图6 1 2 3 4 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 1 2 3 4 2.(增缩减扩及来拒去留法)如图7所示，水平桌面上放有一个 闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴 线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是 ( ) A.铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B.铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 图7 1 2 3 4 解析 根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下 迅速移动时，闭合铝环内的磁通量增大，因此铝环面积 应有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的 挤压程度，从而使铝环对桌面压力增大，故B项正确. 答案 B 1 2 3 4 3.(增离减靠法)如图8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8 1 2 3 4 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 1 2 3 4 4.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定 律的区别运用)如图9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9 1 2 3 4 解析 当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电 流的方向是由QP，由安培定则可知穿过L1的磁场方向