（通用版）2022-2023版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 微型專題練1 楞次定律的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3-2

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1、（通用版）2022-2023版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 微型專題練1 楞次定律的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3-2 [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)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化． (1)當(dāng)原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反． (2)當(dāng)原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同． 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)長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙

2、外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，這個過程中線圈的感應(yīng)電流 (　　) 圖1 A．沿abcda流動 B．沿dcbad流動 C．先沿abcda流動，后沿dcbad流動 D．先沿dcbad流動，后沿abcda流動 答案　A 解析　由條形磁鐵的磁場分布可知，線圈在位置Ⅱ時穿過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．“來拒去留”法 由于磁場與導(dǎo)體的相對運(yùn)動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁

3、場間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對運(yùn)動．口訣記為“來拒去留”． 例2　如圖2所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時，銅環(huán)的運(yùn)動情況是(　　) 圖2 A．向右擺動 B．向左擺動 C．靜止 D．無法判定 答案　A 解析　當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時，穿過銅環(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，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)張是為了阻礙穿過電路的原磁通量的變化．若穿過閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢；若穿過閉合電路的磁通量減少，面積有擴(kuò)張趨勢．口訣記為“增縮減擴(kuò)”． 說明：此法只適用于回路中只有一個方向的磁感線的情況． 例3　

4、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)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩個可自由滑動的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動情況是 (　　) 圖3 A．一起向左運(yùn)動 B．一起向右運(yùn)動 C．a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動，相互靠近 D．a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動，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，穿過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

5、．故選C. 4．“增離減靠”法 當(dāng)磁場變化且線圈回路可移動時，由于磁場增強(qiáng)使得穿過線圈回路的磁通量增加，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，由于磁場減弱使線圈中的磁通量減少時，線圈將靠近磁體來阻礙磁通量減少．口訣記為“增離減靠”． 例4　如圖4所示，通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管截面平行，當(dāng)開關(guān)S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動情況是(　　) 圖4 A．同時向兩側(cè)推開 B．同時向螺線管靠攏 C．一個被推開，一個被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷 D．同時被推開或同時向螺線管靠攏，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷 答案　A 解析　開關(guān)S接通瞬間，小銅環(huán)

6、中磁通量從無到有增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時向兩側(cè)推開．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 適用場合 電流周圍的磁感線方向 判斷通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向 判斷導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 判斷回路中磁通量變化時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 綜合運(yùn)用這幾個規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個規(guī)律的適用場合，不能混淆． 例5　(多選)如圖5所示裝置中，cd桿光滑且原來靜止．當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動時，cd桿將向右移動(導(dǎo)體棒切割

7、磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)(　　) 圖5 A．向右勻速運(yùn)動 B．向右加速運(yùn)動 C．向左加速運(yùn)動 D．向左減速運(yùn)動 答案　BD 解析　ab桿向右勻速運(yùn)動，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，在L2中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以cd桿不動，故A錯誤；ab桿向右加速運(yùn)動，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，該磁場向下通過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，故B正確；同理可得C錯誤，D正確． 幾個規(guī)律的使用中，要抓住各個對應(yīng)的因果關(guān)系：

8、 1．因電而生磁(I→B)―→安培定則 2．因動而生電(v、B→I)→右手定則 3．因電而受力(I、B→F安)→左手定則 三、能量的角度理解楞次定律 感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量．導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流受到安培力作用，導(dǎo)體克服安培力做功從而實(shí)現(xiàn)其他形式的能向電能的轉(zhuǎn)化，所以楞次定律的“阻礙”是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn)． 例6　如圖6所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始水平下落，在下落過程中，下列判斷正確的是(　　) 圖6 A．金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒 B．金屬環(huán)在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量 C．金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增

9、大 D．磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力 答案　B 解析　金屬環(huán)在下落過程中，磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)受到磁場力的作用，機(jī)械能不守恒，A錯誤．由能量守恒，金屬環(huán)重力勢能的減少量等于其動能的增加量和在金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能之和，B正確．金屬環(huán)下落的過程中，機(jī)械能不停地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，機(jī)械能一直減少，C錯誤．當(dāng)金屬環(huán)下落到磁鐵中央位置時，無感應(yīng)電流，環(huán)和磁鐵間無作用力，磁鐵對桌面的壓力大小等于磁鐵的重力，D錯誤． 1．(楞次定律的重要結(jié)論)如圖7所示，水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個金屬環(huán)，其中B接電源．在接通電源的瞬間，A、C兩環(huán)(　　) 圖7 A．都被B吸引 B

10、．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B環(huán)的電流從無到有，電流產(chǎn)生的磁場從無到有，穿過A、C兩環(huán)的磁通量從無到有，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錯誤，B正確． 2．(楞次定律的重要結(jié)論)如圖8所示，水平桌面上放有一個閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)中心軸線上方有一個條形磁鐵．當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直自由落下時，下列判斷正確的是 (　　) 圖8 A．鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力減小 B．鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力增大 C．鋁

11、環(huán)有擴(kuò)張趨勢，對桌面壓力減小 D．鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢，對桌面壓力增大 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自由落下時，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，同時有遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢，故增大了和桌面的擠壓程度，從而使鋁環(huán)對桌面壓力增大，故B項(xiàng)正確． 3.(從能量角度理解楞次定律)如圖9所示，條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，開關(guān)S斷開時，至落地用時t1，落地時速度為v1；S閉合時，至落地用時t2，落地時速度為v2.則它們的大小關(guān)系正確的是(　　) 圖9 A．t1>t2，v1>v2 B．t1＝t2，v1＝v2 C．t1

12、2 D．t1v2 答案　D 解析　開關(guān)S斷開時，線圈中無感應(yīng)電流，對磁鐵無阻礙作用，故磁鐵自由下落，a＝g；當(dāng)S閉合時，線圈中有感應(yīng)電流，對磁鐵有阻礙作用，故av2，故D正確． 4．(楞次定律的重要結(jié)論)(多選)如圖10所示，閉合圓形金屬環(huán)豎直固定，光滑水平導(dǎo)軌穿過圓環(huán)，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動，其軸線穿過圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過圓環(huán)的整個過程中，下列說法正確的是(　　) 圖10 A．磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動 B．磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做減速運(yùn)動 C．磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動 D．磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)

13、的過程中，做減速運(yùn)動 答案　BD 5．(“三定則一定律”的綜合應(yīng)用)(多選)如圖11所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是(導(dǎo)體切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)(　　) 圖11 A．向右加速運(yùn)動 B．向左加速運(yùn)動 C．向右減速運(yùn)動 D．向左減速運(yùn)動 答案　BC 解析　當(dāng)PQ向右運(yùn)動時，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L1的磁場方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過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，選項(xiàng)A錯誤；若PQ向右減速運(yùn)動，流過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，所以選項(xiàng)C正確；同理可判斷選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯誤．