高中物理第1章电磁感应与现代社会学案3习题课：楞次定律的应用同步备课课件沪科版选修3_2

,3 习题课：楞次定律的应用,第1章 电磁感应与现代生活,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.,内容索引,知识探究,达标检测,1,知识探究,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”. 注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.,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 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,图1,答案,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.由于位置和位置都很接近位置，则线圈从位置到位置，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.,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,答案,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.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.,甲 乙,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.,甲 乙,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金属导轨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,答案,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.,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 如图4所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关S接通瞬间，两铜环的运动情况是 A.同时向两侧推开 B.同时向螺线管靠拢 C.一个被推开，一个被吸引，但因 电源正负极未知，无法具体判断 D.同时被推开或同时向螺线管靠拢， 但因电源正负极未知，无法具体判断,图4,答案,解析,开关S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将同时向两侧运动，故A正确.,五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别应用 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，导轨间的匀强磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环B正对磁铁A，当导体棒MN在导轨上向右加速滑动时，(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大) 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,答案,解析,图5,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，磁铁A的磁场方向向左，且逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场在轴线上方向向右，B被A排斥，B正确，A、C、D错误.,达标检测,2,1.(“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 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,1,2,3,图6,4,答案,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.,2.(“增缩减扩”法及“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,答案,解析,1,2,3,4,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，同时有远离磁铁的趋势，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.,1,2,3,4,3.(“增离减靠”法)(多选)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,答案,解析,图8,1,2,3,4,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.,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) (多选)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,答案,解析,1,2,3,4,图9,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L