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4 3楞次定律 解读课标 按图将磁铁从线圈中插入和拔出 请思考 为什么在线圈内有电流 插入和拔出磁铁时 电流方向一样吗 怎样才能判断感应电流的方向 1 从前面的实验知道 发生电磁感应现象时 电流表的指针有时 偏转 有时 偏转 这表示电路中产生的感应电流的方向是 的 2 从磁通量变化的角度来看 感应电流总要阻碍磁通量的 从导体和磁体的相对运动角度来看 感应电流总要阻碍 3 当穿过线圈的磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场的方向 当穿过线圈的磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场的方向 即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的变化 自主学习 答案 1 向右 向左 不同2 变化 相对运动3 相反 相同 阻碍 1 楞次定律的内容 感应电流具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 另一种表达 感应电流的效果 总是要反抗产生感应电流的原因 2 对楞次定律中 阻碍 的理解 探究热点1楞次定律 特别提醒 右手定则与楞次定律本质一致 在导体切割磁感线时 用右手定则判断感应电流方向更简便 若电路不闭合 穿过回路的磁通量变化时 是否还会产生 阻碍 作用 答案 阻碍 是由感应电流产生的 若回路不闭合 就只有感应电动势 而无感应电流 因此不会产生阻碍作用 集体讨论1 1 内容 伸开右手 使拇指与其余四个手指垂直 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从手心进入 并使拇指指向导线运动的方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向 2 适用情况 适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况 探究热点2右手定则 特别提醒 右手定则与楞次定律本质一致 在导体切割磁感线时 用右手定则判断感应电流方向更简便 右手定则与楞次定律有何区别与联系 答案 从研究对象上说 楞次定律研究的是整个闭合电路 右手定则研究的是闭合电路的一部分 即一段导体做切割磁感线运动 从适用范围上说 楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况 右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 导体不动时不能应用 集体讨论2 有的问题只能用楞次定律不能用右手定则 有的问题则两者都能用 关于选用楞次定律还是右手定则 则要具体问题具体分析 若是导体不动 回路中的磁通量变化 只能用楞次定律判断感应电流方向 而不能用右手定则判断 若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流 用右手定则判断较为简单 用楞次定律也能进行判断 但较为麻烦 探究热点3右手定则与左手定则的比较 如图所示 当磁铁运动时 流过电阻的电流是由A经R到B 则磁铁可能是 A 向下运动B 向上运动C 向左平移D 以上都不可能 题型1 解析 本题可应用楞次定律来分析 看哪个选项能产生由A R B的感应电流 对楞次定律应灵活应用 既可顺着用也可逆过来用 顺着用以解决已知磁通量变化判断感应电流的方向 逆着用以解决已知感应电流方向判断磁通量的变化问题以及磁场和导体的相对运动问题 此题可通过逆向应用楞次定律来判定 由感应电流方向A R B 应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下 由楞次定律判断得知螺旋管内磁通量的变化应是向下的减小或向上的增加 由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的 故应是磁通量减小 故磁铁向上运动或向左 向右平移 答案 BC点评 闭合回路中磁通量变化是产生感应电流的条件 条件中强调的是 变化 变化必然对应过程 而不是状态 如图所示 在水平地面上有一条沿东西方向铺设的水平直导线 导线中通有自东向西稳定 强大的直流电流 现用一闭合的检测线圈 线圈中串有灵敏的检流计 图中未画出 检测此通电直导线的位置 若不考虑地磁场的影响 在检测线圈位于水平面内 从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距导线很远处的过程中 俯视检测线圈 其中的感应电流的方向是 变式1 A 先顺时针后逆时针B 先逆时针后顺时针C 先逆时针后顺时针 然后再逆时针D 先顺时针后逆时针 然后再顺时针答案 C 解析 根据通电直导线周围磁感线的特点 检测线圈由远处移至直导线正上方时 穿过线圈的磁场有向下的分量 磁通量先增加后减小 由楞次定律和安培定则 线圈中的电流方向先逆时针后顺时针 当检测线圈由直导线正上方移至远处时 穿过线圈的磁场有向上的分量 磁通量先增加后减小 由楞次定律和安培定则 线圈中的电流方向先顺时针后逆时针 所以C正确 下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景 其中能产生由a到b的感应电流的是 题型2 解析 题目中导体做切割磁感线运动 先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流 再应用右手定则判断感应电流方向 由右手定则可判定A中ab中电流由a向b B中由b向a C中由b向a D中由b向a 故A正确 答案 A 如图所示 导体AB CD可在水平轨道上自由滑动 且两水平轨道在中央交叉处互不相通 当导体棒AB向左移动时 变式2 A AB中感应电流的方向为A到BB AB中感应电流的方向为B到AC CD向左移动D CD向右移动答案 AD解析 由右手定则可判定AB中感应电流A B 由左手定则可判定CD受到向右的安培力作用而运动 如图所示 闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上 现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中 则 题型3 A 车将向右运动B 使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能 最终转化为螺线管的内能C 条形磁铁会受到向左的力D 车会受到向左的力 解析 本题考查楞次定律的内容及楞次定律符合能量守恒定律 本题的关键是理解感应电流总要阻碍磁体和导体的相对运动 当条形磁铁向右插入闭合的螺线管中时 螺线管内产生的感应电流就会阻碍条形磁铁向右运动 故条形磁铁受到向左的阻力 C项正确 这个阻力是螺线管内的感应电流的磁场施给条形磁铁右端的磁极的 根据牛顿第三定律 条形磁铁的磁场给螺线管的感应电流有一个向右的力的作用 在这个力的作用下 车将向右运动 A项正确 D项错误 根据能的转化和守恒定律 条形磁铁向右插入螺线管的过程中 外力对条形磁铁所做的功 一部分由螺线管转化为电能最终转化为螺线管的内能 另一部分转化为车和螺线管向右运动的动能 B项错误 故正确答案为AC 答案 AC 点评 楞次定律可以从两方面来理解 从磁通量变化的角度看 感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化 从导体和磁体相对运动的角度看 感应电流产生的效果总要阻碍相对运动 2010 杭州模拟 一块铜片置于如图所示的磁场中 如果用力把铜片从磁场拉出或把它进一步推入 则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力 下列叙述正确的是 A 拉出时是阻力B 推入时是阻力C 拉出时不受磁场力D 推入时不受磁场力答案 AB 变式3 解析 将铜片从磁场拉出或推入 磁通量发生变化 在铜片上产生感应电流 根据楞次定律 感应电流受到的安培力应阻碍导体和磁场的相对运动 故A B正确 如图所示 水平放置的两条轨道上有可自由移动的金属棒PQ MN当PQ在外力作用下运动时 MN在磁场力作用下向右运动 则PQ所做的运动可能是 题型4 A 向右匀加速运动B 向左匀加速运动C 向右匀减速运动D 向左匀减速运动解析 设PQ向右运动 用右手定则和安培定则可知穿过L1的磁感线方向向上 若PQ向右加速运动 则穿过L1的磁通量增加 据楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是N M 对MN用左手定则判定可知MN向左运动 可见A选项不正确 若PQ向右减速运动 则穿过L1的磁通量减小 用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是M N 用左手定则判定可知MN是向右运动 可见C正确 同理设PQ向左运动 用上述类似方法可判定B正确而D错误 本题应选BC 答案 BC点评 本题综合运用楞次定律和右手定则 着重考查推理能力 涉及多个研究对象 无论是采用逆向推理 由结果 原因 还是顺向推理 由已知 待求量 都应扣住两两之间的因果关系 最终得出MN与PQ之间的关系 注意推理顺序 细心判断电流大小和方向的变化 在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨 导轨跟大线圈M相接 如图所示 导轨上放一根导线ab 磁感线垂直于导轨所在平面 当导线ab加速向右运动时 M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向及所具有的形变趋势是 变式4 A 顺时针方向 有收缩的趋势B 顺时针方向 有扩张的趋势C 逆时针方向 有收缩的趋势D 逆时针方向 有扩张的趋势答案 C解析 导线ab向右加速运动时 M中产生顺时针方向且逐渐增大的感应电流 由楞次定律可判N中产生逆时针方向的感应电流且有收缩的趋势 C选项正确 现代汽车有一种先进的制动系统 防抱死 ABS 系统 它有一个自动控制刹车系统的装置 原理如图 铁质齿轮P与车轮同步转动 右端有一个绕有线圈的磁体 G是一个电流检测器 当车轮带动齿轮转动时 线圈中会产生感应电流 这是由于齿轮靠近线圈时被磁化 使通过线圈的磁通量增大 齿轮离开线圈时又使磁通量减小 从而能使线圈中产生感应电流 判断当齿轮靠近和离开线圈时 电流检测器中的电流方向 并说明利用该装置测车轮转速的原理 题型5 解析 由题图可知 线圈中磁场方向向左 当线圈与齿轮靠近时 齿轮被磁化 使得穿过线圈的磁通量增加 由楞次定律可知 感应电流的磁场方向向右 由安培定则可知 G中的电流方向由左向右 当线圈与齿