高中人教物理选择性必修二2.1楞次定律

1、第二章 电磁感应第1节 楞次定律 一、右手定则1内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向2适用范围：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动二、对楞次定律的理解和应用1楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2对“阻碍”的理解3楞次定律的另一种等价表述感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因4四种常见“效果”的表现(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)；(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)；(3)通过改

2、变线圈面积来“反抗”变化(增缩减扩)；(4)阻碍原电流的变化(自感现象将在后面学习到)5、利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的步骤：确定引起电磁感应的原磁场B0的方向确定B0通过闭合回路磁通量的增减根据楞次定律，确定感应电流的磁场B方向用安培定则判断能够形成上述磁场B的感应电流的方向三、电磁感应中的能量转化与守恒1在导线切割磁感线运动而产生感应电流时，电路中的电能来源于机械能2在电磁感应中，产生的电能是通过外力克服安培力做功转化而来的外力做了多少功，就有多少电能产生3感应电流做功将电能转化为其他形式的能量4电磁感应现象中，能量在转化过程中是守恒的四、对右手定则的理解和应用1楞次定律与右手

3、定则的区别及联系规律比较内容楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例2.右手定则和左手定则的区别比较项目右手定则左手定则作用判断感应电流的方向判断通电导体所受磁场力的方向已知条件已知切割运动方向和磁场方向已知电流方向和磁场方向图例因果关系运动电流电流运动应用实例发电机电动机特别提醒 (1)判断感应电流方向时可根据具体情况选取楞次定律或右手定则；(2)区分右手定则和

4、安培定则：右手定则判断电流的方向；安培定则判断电流产生磁场的方向 【例题1】 如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时()A圆环中磁通量不变，环中无感应电流产生B整个环中有顺时针方向的电流C整个环中有逆时针方向的电流D环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流思路点拨电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，先用右手定则判断导体中的电流方向，再根据电路组成判断其余各部分的电流方向【答案】D【解析】导体ef向右切割磁感线，由右手定则可判断导体ef中感应电流由ef，而导体ef分别与导体环的左右两部分构成两个闭合回路，故环的右侧有逆时针方向的电流，环

5、的左侧有顺时针方向的电流【例题2】如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，金属线框平面和细杆始终处于同一平面，且垂直纸面，则线框中感应电流的方向是() AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad思路点拨(1)穿过线圈的磁通量在不同阶段的变化情况不同(2)前后两个过程磁感线分别从正、反面穿入线框【答案】B【解析】线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得

6、感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据安培定则，感应电流的方向为dcbad；过O点后线框继续向左摆动过程中，磁感线从反面穿入线框，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流的方向仍为dcbad，故B选项正确【例题3】如图(a)所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图(b)所示的交变电流，t0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是()A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C线圈B内有逆时针方向的电流

7、，线圈有扩张的趋势D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势【答案】A【解析】t1t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外，线圈外部产生的磁场方向向里，故线圈B的磁通量是穿出的由于线圈A中的电流增加，故穿过线圈B的磁通量增加，因而根据楞次定律，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋势，故A对，B、C、D都错1、根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定()A阻碍引起感应电流的磁通量B与引起感应电流的磁场方向相反C阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D与引起感应电流的磁场方向相同2.(多选)如图所示，光滑平行金属导轨PP和QQ处于同

8、一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A感应电流的方向是NMB感应电流的方向是MNC安培力水平向左D安培力水平向右3如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中()A线圈中将产生abcd方向的感应电流B线圈中将产生adcb方向的感应电流C线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是

9、adcbD线圈中无感应电流产生4.如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则()Aab棒不受安培力作用Bab棒所受安培力的方向向右Cab棒中感应电流的方向由b到aD螺线管产生的磁场，A端为N极5.如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当圆环a绕O点在其所在平面内旋转时，圆环b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩的趋势，由此可知，圆环a()A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转6.如图所示，矩形线框abcd与长直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I.在矩形线框从长直导线的右侧运动到左侧的过程

10、中，线框内感应电流的方向为()A先dcba，后一直abcdB先dcba，再abcd，后dcbaC先abcd，后一直dcbaD先abcd，再dcba，后abcd7(多选)如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁的运动情况可能是()A向下运动B向上运动C向左运动 D以上都不可能8、(多选)如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时()Ap、q将互相靠拢Bp、q将互相远离C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g9.如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是()

11、A金属环在下落过程中的机械能守恒B金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力10如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路RQPS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向11.（多选

12、）如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时()A环A有缩小的趋势B环A有扩张的趋势C螺线管B有缩短的趋势D螺线管B有伸长的趋势12如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置(1)将实物电路中所缺的导线补充完整(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将_偏转(选填“向左”“向右”或“不”)(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将_偏转(选填“向左”“向右”或“不”)1、【答案】C【解析】根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化

13、，与磁通量无关，所以选项A错误，选项C正确；当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以选项B、D错误2.【答案】：AC【解析】：以导体棒为研究对象，导体棒所处位置磁场的方向向下，运动方向向右，根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是NM，再根据左手定则可知，导体棒所受安培力的方向水平向左，选项A、C正确3【答案】：A【解析】：在线圈发生形变的过程中，闭合电路的面积S减小，由BS知穿过闭合电路的磁通量减少根据楞次定律知感应电流方向为abcd，所以A选项正确4.【答案】：C【解析】：金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍

14、”其运动，A、B错误根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，C正确，D错误5.【答案】：B【解析】：由楞次定律，欲使b中产生顺时针方向的电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速；由于b环又有收缩的趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里故选B.6.【答案】：D【解析】：直线电流的磁场是非匀强磁场，根据安培定则，在线框所在平面上，直线电流的右侧磁场垂直纸面向里，左侧垂直纸面向外线框从右向左运动在线框左侧到达导线的过程中，穿过线框的垂直纸面向里的磁通量增大

15、，根据楞次定律可知线框中的感应电流沿abcd方向，当线框左侧经过导线后，穿过线框的垂直纸面向里的磁通量逐渐减小，感应电流沿dcba方向，线框右侧经过导线后，穿过线框的垂直纸面向外的磁通量逐渐减小，感应电流的方向又沿abcd方向综上所述D项正确7【答案】：BC【解析】：本题可通过逆向应用楞次定律来判定由感应电流方向ARB，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；运用楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减少或向上增多；由条形磁铁的磁感线分布知，螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减少，即磁铁可向上运动或向左、向右平移，所以正确的BC8、【答案】AD【解析】假设磁铁的下端

16、为N极，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向再根据左手定则可判断p、q所受的安培力的方向，安培力使p、q相互靠拢由于回路所受的安培力的合力向下，根据牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.若磁铁的下端为S极，根据类似的分析可以得出相同的结果，所以A、D选项正确9【答案】：B【解析】：环从静止下落过程中，由于磁通量变化，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，故除了重力做功外，还有安培力做功，则下落过程中减小的重力势能，部分用来增加动能，还有部分用来产生内能，故B正确；由于有内能产生，所以环的机械能在减少，机械能不守恒，故A、C错误；当金属环在磁铁的中间位置时，环中没有感应电流，磁铁对环没有作用力，环对磁铁也没有作用力，磁铁对桌面的压力等于其自身，故D错误10【答案】：D【解析】：金属杆PQ向右运动，穿过PQRS的磁通量增加，由右手定则可知，PQRS中产生逆时针方向的感应电流这时因为PQRS中感应电流的作用，依据楞次定律可知，T中产生顺时针方向的感应电流故只有D项正确11.【答案】：AD【解析】：当B中通过的电流减小时，穿过A线圈的磁通量减小，产生感应电流，由楞