（通用版）2018-2019版高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 微型專題練2 楞次定律的應(yīng)用學(xué)案 教科版選修3-2

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1、 微型專題2　楞次定律的應(yīng)用 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.2.理解安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的區(qū)別. 一、楞次定律的重要結(jié)論 1.“增反減同”法 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場(chǎng)磁通量)的變化. (1)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反. (2)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同. 口訣記為“增反減同”. 例1　如圖1所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，

2、這個(gè)過(guò)程中線圈的感應(yīng)電流 (　　) 圖1 A.沿abcda流動(dòng) B.沿dcbad流動(dòng) C.先沿abcda流動(dòng)，后沿dcbad流動(dòng) D.先沿dcbad流動(dòng)，后沿abcda流動(dòng) 答案　A 解析　由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布可知，線圈在位置Ⅱ時(shí)穿過(guò)閉合線圈的磁通量最小，為零，線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ，從下向上穿過(guò)線圈的磁通量在減少，線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ，從上向下穿過(guò)線圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是abcda. 2.“來(lái)拒去留”法 由于磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場(chǎng)間有力的作用，這種力的作用會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng).口訣記為“來(lái)拒去留”.

3、 例2　如圖2所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖2 A.向右擺動(dòng) B.向左擺動(dòng) C.靜止 D.無(wú)法判定 答案　A 解析　當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)銅環(huán)的磁通量增加，為阻礙磁通量的增加，銅環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，故選A. 3.“增縮減擴(kuò)”法 就閉合電路的面積而言，收縮或擴(kuò)張是為了阻礙穿過(guò)電路的原磁通量的變化.若穿過(guò)閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢(shì)；若穿過(guò)閉合電路的磁通量減少，面積有擴(kuò)張趨勢(shì).口訣記為“增縮減擴(kuò)”. 說(shuō)明：此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線的情況. 例3　如圖3所示，在載流直導(dǎo)線旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且

4、在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩個(gè)可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是 (　　) 圖3 A.一起向左運(yùn)動(dòng) B.一起向右運(yùn)動(dòng) C.ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D.ab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離 答案　C 解析　由于在閉合回路abdc中，ab和cd電流方向相反，所以兩導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向一定相反，排除A、B；當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí)，穿過(guò)閉合回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙穿過(guò)回路的磁通量的變化，所以兩導(dǎo)體相互靠近，減小面積，達(dá)到阻礙磁通量增大的目的.故選C. 4.“增離減靠”法 當(dāng)磁場(chǎng)變化且線圈回路可移動(dòng)時(shí)，由

5、于磁場(chǎng)增強(qiáng)使得穿過(guò)線圈回路的磁通量增加，線圈將通過(guò)遠(yuǎn)離磁體來(lái)阻礙磁通量增加；反之，由于磁場(chǎng)減弱使線圈中的磁通量減少時(shí)，線圈將靠近磁體來(lái)阻礙磁通量減少.口訣記為“增離減靠”. 例4　如圖4所示，通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管橫截面平行，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖4 A.同時(shí)向兩側(cè)被推開(kāi) B.同時(shí)向螺線管靠攏 C.一個(gè)被推開(kāi)，一個(gè)被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷 D.同時(shí)被推開(kāi)或同時(shí)向螺線管靠攏，但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷 答案　A 解析　開(kāi)關(guān)S接通瞬間，小銅環(huán)中磁通量從無(wú)到有增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的

6、增加，則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)推開(kāi).故A正確. 二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用場(chǎng)合如下表. 比較項(xiàng)目 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律 適用場(chǎng)合 電流周圍的磁感線方向 判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力方向 判斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 判斷回路中磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 綜合運(yùn)用這幾個(gè)規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個(gè)規(guī)律的適用場(chǎng)合，不能混淆. 例5　(多選)如圖5所示裝置中，cd桿光滑且原來(lái)靜止.當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)(　　) 圖5 A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向右加速運(yùn)動(dòng) C.向左加

7、速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng) 答案　BD 解析　ab桿向右勻速運(yùn)動(dòng)，在ab桿中產(chǎn)生恒定的電流，該電流在線圈L1中產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，在L2中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以cd桿不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；ab桿向右加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，知在ab桿上產(chǎn)生增大的由a到b的電流，根據(jù)安培定則，在L1中產(chǎn)生方向向上且增強(qiáng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)向下通過(guò)L2，由楞次定律，cd桿中的電流由c到d，根據(jù)左手定則，cd桿受到向右的安培力，向右運(yùn)動(dòng)，故B正確；同理可得C錯(cuò)誤，D正確. 幾個(gè)規(guī)律的使用中，要抓住各個(gè)對(duì)應(yīng)的因果關(guān)系： (1)因電而生磁(I→B)―→安培定則 (2)因動(dòng)而生電(v、B→I)→右手定則 (3)因電而受力(

8、I、B→F安)→左手定則 1.(楞次定律的重要結(jié)論)如圖6所示，水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個(gè)金屬環(huán)，其中B接電源.在接通電源的瞬間，A、C兩環(huán)(　　) 圖6 A.都被B吸引 B.都被B排斥 C.A被吸引，C被排斥 D.A被排斥，C被吸引 答案　B 解析　在接通電源的瞬間，通過(guò)B環(huán)的電流從無(wú)到有，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)從無(wú)到有，穿過(guò)A、C兩環(huán)的磁通量從無(wú)到有，A、C兩環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化，為了阻礙原磁通量的增加，A、C兩環(huán)都被B環(huán)排斥而遠(yuǎn)離B環(huán)，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確. 2.(楞次定律的重要結(jié)論)如圖7所示，水平桌面上放有一個(gè)

9、閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)中心軸線上方有一個(gè)條形磁鐵.當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直落下時(shí)，下列判斷正確的是 (　　) 圖7 A.鋁環(huán)有收縮趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力減小 B.鋁環(huán)有收縮趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力增大 C.鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力減小 D.鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力增大 答案　B 解析　根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直落下時(shí)，閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增大，因此鋁環(huán)面積應(yīng)有收縮的趨勢(shì)，同時(shí)有遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢(shì)，故增大了和桌面的擠壓程度，從而使鋁環(huán)對(duì)桌面壓力增大，故B項(xiàng)正確. 3.(楞次定律的重要結(jié)論)如圖8所示，兩個(gè)閉合金屬環(huán)1和2的圓心重合，放在同一平面內(nèi).當(dāng)圓環(huán)1中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且電流逐漸

10、增強(qiáng)時(shí)，對(duì)于圓環(huán)2的說(shuō)法正確的是(　　) 圖8 A.穿過(guò)圓環(huán)2的磁通量變大，而且圓環(huán)2有收縮的趨勢(shì) B.穿過(guò)圓環(huán)2的磁通量變大，而且圓環(huán)2有擴(kuò)張的趨勢(shì) C.穿過(guò)圓環(huán)2的磁通量變小，而且圓環(huán)2有收縮的趨勢(shì) D.穿過(guò)圓環(huán)2的磁通量變小，而且圓環(huán)2有擴(kuò)張的趨勢(shì) 答案　B 解析　當(dāng)圓環(huán)1中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，則穿過(guò)圓環(huán)2的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)2中產(chǎn)生的感生電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加，所以圓環(huán)2有擴(kuò)張使面積增加的趨勢(shì)，選項(xiàng)B正確. 4.(“三定則一定律”的綜合應(yīng)用)(多選)如圖9所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的

11、作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(導(dǎo)體切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)(　　) 圖9 A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng) C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng) 答案　BC 解析　當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P，由安培定則可知穿過(guò)L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過(guò)L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過(guò)MN的感應(yīng)電流是從N→M的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，流過(guò)MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)C正確；同理可判斷選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6