高二物理第十六章电磁感应第四节楞次定律的应用ppt

1、郑州十一中北校：屈俊良郑州十一中北校：屈俊良2008年年2月月25日日1.就磁通量而言就磁通量而言:总是阻碍引起感应电流的磁通总是阻碍引起感应电流的磁通量量(原磁通量原磁通量)的变化的变化.简称简称“增反减同增反减同”。例例1：如图所示，空间有一矩形线圈如图所示，空间有一矩形线圈abcd和一根无和一根无限长通电直导线限长通电直导线EF。ab及及cd边与导线平行，在纸面边与导线平行，在纸面内线圈从导线的左边运动到右边的整个过程中，线圈内线圈从导线的左边运动到右边的整个过程中，线圈中感应电流的方向为：（中感应电流的方向为：（ ）A：先为：先为abcda，然后，然后adcba，再，再abcda；B：

2、先为：先为adcba，然后，然后abcda。再。再adcba；C：始终：始终abcda； D：始终：始终adcbaEFbadcA2.就电流而言就电流而言:感应电流阻碍原电流的变化感应电流阻碍原电流的变化.即即:原电原电流增大时流增大时,感应电流方向与原电流方向相反感应电流方向与原电流方向相反;原电流原电流减小时减小时,感应电流方向与原电流方向相同感应电流方向与原电流方向相同.简称口诀简称口诀:”增反减同增反减同”.例例2.下图中下图中（1）k接通时乙回路有感应电流产生吗？方向如何？接通时乙回路有感应电流产生吗？方向如何？（2）若滑动变阻器的滑片向右滑动，）若滑动变阻器的滑片向右滑动，有感应电流

3、产生有感应电流产生吗？方向如何？吗？方向如何？（3）若滑动变阻器的滑片向左滑动，）若滑动变阻器的滑片向左滑动，有感应电流产生有感应电流产生吗？方向如何？吗？方向如何？Gk甲甲乙乙abcd3.就相对运动而言就相对运动而言:阻碍所有的相对运动阻碍所有的相对运动.简称简称口诀口诀:”来拒去留来拒去留”.例例3.磁铁从线圈中插入时，标出感应电流的方向。磁铁从线圈中插入时，标出感应电流的方向。NSNS4.就闭合电路的面积而言就闭合电路的面积而言:致使电路的面积有收缩或致使电路的面积有收缩或扩张的趋势扩张的趋势.若穿过闭合电路的磁感线都是同一个方若穿过闭合电路的磁感线都是同一个方向向,则磁通量增大时则磁通

4、量增大时,面积有收缩的趋势面积有收缩的趋势;磁通量减小磁通量减小时时,面积有增大的趋势面积有增大的趋势.简称口诀简称口诀:”增缩减扩增缩减扩”.例例4.如图如图13-1所示，所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑线变阻器转动的闭合矩形导线框，当滑线变阻器R的滑片的滑片P自左自左向右滑动时，线框向右滑动时，线框ab将将 A保持静止不动保持静止不动B逆时针转动逆时针转动C顺时针转动顺时针转动D发生转动，但因电源极性不明，发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向无法确定转动方向C一个回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，那么，一个回路中磁通量

5、发生变化，在回路中产生感应电流，那么，（1 1）若此电流是）若此电流是变化变化的，则它会在邻近的另一回路的，则它会在邻近的另一回路产生产生感应感应电流；（电流；（2 2）若此电流是）若此电流是恒定恒定的，则它的，则它不会不会在邻近的另一回路在邻近的另一回路中产生感应电流。中产生感应电流。例例1、如图所示，水平放置的两条光滑轨道、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上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当，当PQ在外力作用下运动时，在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下在磁场力作用下向右运动，向右运动，PQ所做的运动可能是所做的运动可能是（ ）A、向右匀加速运动、向右匀加速运动B、

6、向左匀加速运动、向左匀加速运动C、向右匀减速运动、向右匀减速运动D、向左匀减速运动、向左匀减速运动方法方法：把产生感应电动势的那部分电路当做电源的把产生感应电动势的那部分电路当做电源的内内电路电路，再判断该电源的正负极，对于一个闭合回路来，再判断该电源的正负极，对于一个闭合回路来说电源说电源内电路的电流是从负极流向正极内电路的电流是从负极流向正极，电源，电源外的电外的电流是从高电势流向低电势流是从高电势流向低电势。RPQvIB1均匀减小均匀减小例题例题：如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的：如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已标明，左线圈连着平行导轨绕向在图中已标明，左

7、线圈连着平行导轨M和和N，导轨，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab ，金属棒，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（ ）A、当金属棒向右匀速运动时，、当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于点电势高于b点，点，c点电势高于点电势高于d点点B、当金属棒向右匀速运动时，、当金属棒向右匀速运动时， b点电势高于点电势高于a点，点，c点与点与d点等电势点等电势C、当金属棒向右加速运动时，、当金属棒向右加速运动时， b点电势高于点电势高于a点，点，c点电势高于点电势高于d点点D、当金属棒向右匀速运

8、动时，、当金属棒向右匀速运动时， b点电势高于点电势高于a点，点， d点电势高于点电势高于c点点MNabdc在此类问题中在此类问题中, ,要抓好受力情况要抓好受力情况, ,比纯力学问题多了一比纯力学问题多了一个个安培力安培力, ,动态分析的过程是动态分析的过程是: :导体受力运动产生感应导体受力运动产生感应电动势电动势感应电流感应电流通电导体受安培力通电导体受安培力合外力变化合外力变化加速度变化加速度变化速度变化速度变化, ,这样彼此制约这样彼此制约, ,最终最终加速度加速度等于零等于零, ,导体达到稳定运动的状态导体达到稳定运动的状态. .所以此类分析过程所以此类分析过程要抓住要抓住a=0a

9、=0, ,速度速度v v达到最大值达到最大值的特点的特点RABmgF安安F安安bFaR例题例题:如图如图9-11所示，两根足够长的金属导轨所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放平行放置，两导轨间距为置，两导轨间距为L0，M、P两点间接有阻值为两点间接有阻值为R的电阻。一根的电阻。一根质量为质量为m的均匀直金属杆的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始杆沿导轨由

10、静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由）由b向向a方向看到的装置如图方向看到的装置如图9-12所示，请在此图中画所示，请在此图中画出出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为杆的速度大小为v时，求此时时，求此时ab杆中的电流及其加速的大小；杆中的电流及其加速的大小；（3）求在下滑过程中，）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。杆可以达到的速度最大值。图图9-11图图9-12RBLvREIRvLBBILF22RvLBmgFm

11、gma22sinmRvLBgaina22mRvLBgain2222sinLBmgRm解析解析：(1)如图如图9-13重力重力mg，竖直下，竖直下支撑力支撑力N，垂直斜面向上，安培力，垂直斜面向上，安培力F，沿斜面向上沿斜面向上 ab杆受到安培力杆受到安培力根据牛顿运动定律，有根据牛顿运动定律，有 (3)当当a=0时，即时，即时时 ，杆达到最大速度，杆达到最大速度vm (2)当当ab杆速度为杆速度为v时，感应电动势时，感应电动势E=BLv，此时电路中电流此时电路中电流图图9-13电磁感应的图象问题大致分两类电磁感应的图象问题大致分两类:(1)给定的电磁感应过程画出或选出正确的图象给定的电磁感应过

12、程画出或选出正确的图象(2)给定相关图象分析电磁感应过程给定相关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量求解相应的物理量.分析图象时应注意分析图象时应注意: :(1)图象中坐标轴各代表什么意义图象中坐标轴各代表什么意义.(2)图象中纵坐标的正负表示什么意义图象中纵坐标的正负表示什么意义.(3)画图象时应注意初始状态如何以及正方向的选取画图象时应注意初始状态如何以及正方向的选取.(4)注意图象横轴、纵轴截距的物理意义以及图象斜注意图象横轴、纵轴截距的物理意义以及图象斜率的物理意义率的物理意义.B图图1IBt/sO图图22 345E2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0

13、O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sABCD图图3 例题：例题：（06天津）天津）在竖直向上的匀强磁场中，水平在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度所示，当磁场的磁感应强度B随时随时间间t如图如图2变化时，图变化时，图3中正确表示线中正确表示线圈感应电动势圈感应电动势E变化的是变化的是 导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械

14、能或其他形式的能量便转化为电能。具有电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能。具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又使电能转化为机械能或内能，因此电磁感应过热，又使电能转化为机械能或内能，因此电磁感应过程中总是伴随着能量转化。程中总是伴随着能量转化。分析方法：分析方法：牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了转化，然后利用能量守恒列出方程求解。转化，然后利用能量守恒列出方程求解。TB22例题例题1:如图所示，

15、匀强磁场如图所示，匀强磁场 ，方向竖直向下，方向竖直向下，正方形线框每边长为正方形线框每边长为0.4m，总电阻为，总电阻为0.16。ad、dc、cb三边为细金属线，质量可忽略。其中三边为细金属线，质量可忽略。其中dc边固定不动，边固定不动，ab边质量为边质量为100g，将线框拉至水平后释放，将线框拉至水平后释放，ab边经边经0.4s到达最低位置，到达最低位置，ab边达最低位置时边达最低位置时速度为速度为2m/s，（1）求此过程中产生的热量；）求此过程中产生的热量；（2）若通以直流电要达到同样的热效应，则电流多）若通以直流电要达到同样的热效应，则电流多大？大？例题例题2:2:如图所示，两水平放置的足够长的平行的