（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 主題三 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用 3.1 電磁感應(yīng) 3.1.3 第2課時(shí) 楞次定律的拓展應(yīng)用課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、第2課時(shí)楞次定律的拓展應(yīng)用,巧用“結(jié)論”判斷感應(yīng)電流的方向,1.增縮減擴(kuò) 當(dāng)閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí)，電路的各部分導(dǎo)線就會(huì)受到安培力作用，會(huì)使電路的面積有變化(或有變化趨勢(shì))。 (1)若原磁通量增加，則通過(guò)減小有效面積起到阻礙的作用。 (2)若原磁通量減小，則通過(guò)增大有效面積起到阻礙的作用?？谠E記為“增縮減擴(kuò)”。 注意：本方法適用于磁感線單方向穿過(guò)閉合回路的情況。,要點(diǎn)歸納,例1 (多選)(2017臨沂一中高二檢測(cè))如圖1所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場(chǎng)發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，則磁場(chǎng)() 圖1 A.逐漸增強(qiáng)，方向向外B.逐漸增強(qiáng)，方向向里 C.逐漸減弱，方向向外D.逐漸減弱，方

2、向向里,解析對(duì)于線圈來(lái)說(shuō)，圓形面積最大，即由于磁場(chǎng)變化，導(dǎo)致線圈面積變大，根據(jù)楞次定律的推論增縮減擴(kuò)，可判斷磁場(chǎng)在減弱，可能是方向向外的磁場(chǎng)逐漸減弱，也可能是方向向里的磁場(chǎng)逐漸減弱，選項(xiàng)C、D正確。 答案CD,2.來(lái)拒去留 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)電流受到磁場(chǎng)的安培力，這種安培力會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)，口訣記為“來(lái)拒去留”。,例2 (多選)如圖2所示，光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)() 圖2 A.p、q將互相靠攏 B.p、q將互相遠(yuǎn)離 C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于g,解

3、析根據(jù)楞次定律的另一表述感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題中的“原因”是回路中的磁通量增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，即來(lái)拒去留，所以p、q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g，故選項(xiàng)A、D正確。 答案AD,3.增遠(yuǎn)減靠 (1)若原磁通量增加，則通過(guò)遠(yuǎn)離磁場(chǎng)源起到阻礙的作用。 (2)若原磁通量減小，則通過(guò)靠近磁場(chǎng)源起到阻礙的作用。口訣記為“增遠(yuǎn)減靠”。,例3 如圖3所示，通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管截面平行，當(dāng)開關(guān)S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是() 圖3 A.同時(shí)向兩側(cè)推開 B.同時(shí)向螺線管靠攏 C.一個(gè)被推開，一個(gè)被吸引，

4、但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷 D.同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠攏，但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷,解析開關(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)要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確。 答案A,三定則一定律的區(qū)別與應(yīng)用,安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律綜合應(yīng)用的比較,要點(diǎn)歸納,例4 (多選)如圖4所示裝置中，金屬桿cd光滑且原來(lái)靜止在金屬導(dǎo)軌上。當(dāng)金屬桿ab做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿cd將向右移動(dòng)(導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)() 圖4 A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向右加速運(yùn)動(dòng) C.向左加速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng),解析ab勻速運(yùn)動(dòng)

5、時(shí)，ab中感應(yīng)電流恒定，L1中磁通量不變，穿過(guò)L2的磁通量不變，L2中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，cd桿保持靜止，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2中的磁場(chǎng)方向向下，磁通量增加，由楞次定律知L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，故通過(guò)cd的電流方向向下，cd向右移動(dòng)，選項(xiàng)B正確；同理可得選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。 答案BD,例5 (多選)如圖5所示，甲圖中線圈A的a、b端加上如圖乙所示的電壓時(shí)，在0t0時(shí)間內(nèi)，線圈B中感應(yīng)電流的方向及線圈B的受力方向情況是() 圖5 A.感應(yīng)電流方向不變 B.受力方向不變 C.感應(yīng)電流方向改變 D.受力方向改變,解析根據(jù)題意可知，當(dāng)Uab0時(shí)，電流是從a流向b，由右手螺旋

6、定則可知，磁場(chǎng)方向水平向右，由于電壓減小，所以磁通量變小，根據(jù)楞次定律可得，線圈B的感應(yīng)電流順時(shí)針(從左向右看)。當(dāng)Uab0時(shí)，電流是從b流向a，由右手螺旋定則可知，磁場(chǎng)方向水平向左，電壓增大，則磁通量變大，根據(jù)楞次定律可得，線圈B的感應(yīng)電流順時(shí)針(從左向右看)。故電流方向不變，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；由“增遠(yuǎn)減靠”可知受安培力的方向改變，選項(xiàng)D正確，B錯(cuò)誤。 答案AD,,三定則一定律的應(yīng)用技巧 (1)應(yīng)用楞次定律時(shí)，一般要用到安培定則。 (2)研究感應(yīng)電流受到的安培力時(shí)，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力方向，有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。,感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能

7、量。導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)。,從能量的角度理解楞次定律,要點(diǎn)歸納,例6 如圖6所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊() 圖6 A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)B.在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒 C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大,解析小磁塊下落過(guò)程中，在銅管P中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁塊受到向上的磁場(chǎng)力，不做自由落體運(yùn)動(dòng)，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中

8、做自由落體運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系知，在P中下落時(shí)，小磁塊機(jī)械能減少，在Q中下落時(shí)，小磁塊機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在P中加速度較小，在P中下落時(shí)間較長(zhǎng)，選項(xiàng)C正確；由于在P中下落時(shí)要克服磁場(chǎng)力做功，機(jī)械能有損失，故可知落到底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案C,1.(增反減同)1931年，英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子，即“磁單極子”。1982年，美國(guó)物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)。他設(shè)想，如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過(guò)如圖7所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)() A.先有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，然后有順時(shí)針?lè)较虻?/p>

9、感應(yīng)電流 B.先有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，然后有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C.始終有順時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D.始終有逆時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流,圖7,解析在磁單極子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈上方時(shí)，原磁場(chǎng)的方向向下，磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流；當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈下方時(shí)，原磁場(chǎng)的方向向上，磁通量減小，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流，故選項(xiàng)D正確。 答案D,2.(增縮減擴(kuò))如圖8所示，一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)

10、線中電流增大時(shí)，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度l將() 圖8 A.S增大，l變長(zhǎng)B.S減小，l變短 C.S增大，l變短D.S減小，l變長(zhǎng),解析當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，穿過(guò)金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大，一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙；二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方法進(jìn)行阻礙，故選項(xiàng)D正確。 答案D,3.(來(lái)拒去留)如圖9所示，金屬環(huán)水平固定放置，現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中，條形磁鐵與圓環(huán)() 圖9 A.始終相互吸引 B.始終相互排斥 C.先相互吸引，后相互排斥 D.先相互排斥，后相互吸引

11、,解析磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的原磁通量的增加，與原磁場(chǎng)方向相反，如圖甲所示，二者之間是斥力；當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)下降離開圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的磁通量的減小，二者方向相同，如圖乙所示，磁鐵與圓環(huán)之間是引力，因此選項(xiàng)D正確。 答案D,4.(增遠(yuǎn)減靠)(多選)如圖10所示，導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí)，正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(說(shuō)明：導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)() 圖10 A.MN受到的安培力方向水平向左B.MN受到的安培力方向水

12、平向右 C.有感應(yīng)電流，且B被A吸引D.有感應(yīng)電流，且B被A排斥,答案AD,5.(與楞次定律相結(jié)合的綜合應(yīng)用)如圖11所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中() 圖11 A.穿過(guò)線框的磁通量保持不變B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C.線框所受安培力的合力為零D.線框的機(jī)械能不斷增大,解析線框在下落過(guò)程中，所在位置磁場(chǎng)減弱，穿過(guò)線框的磁感線的條數(shù)減少，磁通量減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；下落過(guò)程中，因?yàn)榇磐侩S線框下落而減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，所以感應(yīng)電流的方向不變，故選項(xiàng)B正確；線框左右兩邊受到的安培力互相抵消，上邊受到的安培力大于下邊受到的安培力，安培力合力不為零，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線框中產(chǎn)生電能，機(jī)械能減小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案B,