《山东省专用2018_2019学年高中物理第四章电磁感应第3节楞次定律讲义含解析新人教版选修3_》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省专用2018_2019学年高中物理第四章电磁感应第3节楞次定律讲义含解析新人教版选修3_（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节楞次定律1.楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”，常见的有三种：阻碍原磁通量的变化(“增反减同”)；阻碍导体的相对运动(“来拒去留”)；通过改变线圈面积来“反抗”(“增缩减扩”)。3闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时，可用右手定则判断感应电流的方向。一、楞次定律1探究感应电流的方向(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。(2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填
2、入下表。(3)实验分析：线圈内磁通量增加时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针(俯视)向上乙向上顺时针(俯视)向下线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针(俯视)向下丁向上逆时针(俯视)向上(4)实验结论表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。2楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。二、右手定则1内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直
3、，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。如图所示。2适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。1自主思考判一判(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。()(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。()(3)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。()(4)导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电流方向。()(5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的，均能用楞次定律判断。()(6)右手定则即右手螺旋定则。()2合作探究议一议(1)楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区别？提示：阻碍不是阻止，阻碍
4、只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍将继续进行。(2)当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流的效果是阻碍线圈或磁场的运动吗？提示：感应电流阻碍线圈与磁场间的相对运动。(3)左手定则和右手定则中“四指所指的方向”表示的物理意义一样吗？提示：左手定则中“四指所指的方向”为已知电流的方向，右手定则中“四指所指的方向”表示感应电流的方向。用楞次定律判断感应电流的方向1因果关系闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。2楞次定律中“阻碍”的含义典例电阻R、电容C与一线圈连成
5、闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A从a到b，上极板带正电B从a到b，下极板带正电C从b到a，上极板带正电D从b到a，下极板带正电思路点拨解析在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针绕向(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。选项D正确。答案D楞次定律的使用步骤 1多选如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁
6、铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是()解析：选CD根据楞次定律可以判断，A、B线圈的上端为N极，C、D线圈的上端为S极，再根据安培定则可以判断线圈中感应电流的方向正确的是C、D选项。2.多选如图所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则()A若线圈向右平动，其中感应电流方向是abcdB若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90)，其中感应电流方向是abcdD当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcd解析
7、：选BD根据安培定则知，线圈所在处的磁场垂直纸面向里，当线圈向右平动、以ad边为轴转动时，磁通量减少，感应电流产生的磁场与原磁场同向，感应电流方向为adcb，A、C错误；若线圈竖直向下平动，无感应电流产生，B正确；若线圈向导线靠近时，磁通量增加，感应电流产生的磁场与原磁场反向，垂直纸面向外，感应电流方向为abcd，D正确。3.如图所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为()A内环顺时针，外环逆时针B外环顺时针，内环逆时针C内、外环均为顺时针D内、外环均为逆时针解析：选A当磁场增强时，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强，其方向必然与正在增强的磁场方向相反，
8、即垂直纸面向外，再应用安培定则可得，回路中的感应电流方向为：外环逆时针，内环顺时针，正确选项为A。右手定则的应用典例多选如图所示，光滑平行金属导轨PP和QQ处于同一水平面内，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安培力水平向右思路点拨本题可按以下思路进行分析：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
9、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。答案AC1楞次定律与右手定则的比较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部分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右手定则与左手定则的比较比较项目右手定则左手定则作用判断感应电流方向判断通电导体所受磁场力的方向已知条件已知导体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1.多选如
10、图所示，导体ab、cd可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒ab向左移动时()Aab中感应电流的方向为a到bBab中感应电流的方向为b到aCcd向左移动Dcd向右移动解析：选AD由右手定则可判断ab中感应电流方向为从a到b，从而cd中电流方向为从c到d，根据左手定则可判定导体cd中安培力方向水平向右，即向右移动，A、D正确。2.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，环上无感应电流产生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解析：
11、选D由右手定则知ef上的电流由ef，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D。1根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是()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解析：选C由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同，也可与原磁场方向相反，故选项C正确。2(2016上海高考)磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁()A向上运动B向下运动C向左运动D向右运动解析：选B据题意，从题图中可
12、以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确。3.(2017全国卷)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PQRS，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
13、方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析：选D金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，闭合回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确。4多选两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。当ab在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是()Acd内有电流通过，方向是dcBcd向左运动C磁场对cd作用力向左D磁场对ab作用力向左解析：选AD为了判断cd内电
14、流方向，首先判断ab内的电流方向，因为ab在外力F作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是ba，ab起着电源作用，电流从a端流出，回路的电流方向是badcb，所以A是对的。由左手定则可知D是正确的。5多选信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区如图所示。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是()Aa、b、c三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生Ba、b、c三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生Ca、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同Da、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反解析：选ADa、b、c三位置处于磁性过渡区，经过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，A对B错。a、c两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反，感应电流方向相反，C错D对。6(2016海南高考)如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若()
