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1、第四章电磁感应 习题课 楞次定律的应用 内容索引 题型探究 达标检测 题型探究 1 一 利用 结论法 判断感应电流的方向1 增反减同 法感应电流的磁场 总要阻碍引起感应电流的磁通量 原磁场磁通量 的变化 1 当原磁场磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 2 当原磁场磁通量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 口诀记为 增反减同 例1如图1所示 一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落 保持bc边在纸外 ad边在纸内 由图中位置 经过位置 到位置 位置 和位置 都很接近位置 这个过程中线圈的感应电流 图1 A 沿abcd流动B 沿dcba流动C 先沿abcd
2、流动 后沿dcba流动D 先沿dcba流动 后沿abcd流动 答案 解析 由条形磁铁的磁场分布可知 线圈在位置 时穿过闭合线圈的磁通量最小为零 线圈从位置 到位置 从下向上穿过线圈的磁通量在减少 线圈从位置 到位置 从上向下穿过线圈的磁通量在增加 根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd 2 来拒去留 法由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时 产生的感应电流与磁场间有力的作用 这种力的作用会 阻碍 相对运动 口诀记为 来拒去留 例2如图2所示 当磁铁突然向铜环运动时 铜环的运动情况是 图2 A 向右摆动B 向左摆动C 静止D 无法判定 答案 解析 当磁铁突然向铜环运动时 穿过铜环的磁通量增
3、加 为阻碍磁通量的增加 铜环远离磁铁向右运动 3 增缩减扩 法就闭合电路的面积而言 致使电路的面积有收缩或扩张的趋势 收缩或扩张是为了阻碍电路原磁通量的变化 若穿过闭合电路的磁通量增大时 面积有收缩趋势 若穿过闭合电路的磁通量减少时 面积有扩张趋势 口诀为 增缩减扩 说明 此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况 例3 2016 慈溪市调研 多选 如图3所示 U 形金属框架固定在水平面上 金属杆ab与框架间无摩擦 整个装置处于竖直方向的磁场中 若因磁场的变化 使杆ab向右运动 则磁感应强度 图3 A 方向向下并减小B 方向向下并增大C 方向向上并增大D 方向向上并减小 杆ab向右运动 使得
4、闭合回路中磁通量有增加趋势 说明原磁场的磁通量必定减弱 即磁感应强度正在减小 与方向向上 向下无关 故选项A D正确 B C错误 答案 解析 4 增离减靠 法当磁场变化且线圈回路可移动时 由于磁场增强使得穿过回路的磁通量增加 线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加 反之 由于磁场减弱使线圈中的磁通量减少时 线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少 口诀记为 增离减靠 例4如图4所示 通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环 铜环平面与螺线管截面平行 当开关S接通瞬间 两铜环的运动情况是 图4 A 同时向两侧推开B 同时向螺线管靠拢C 一个被推开 一个被吸引 但因电源正负极未知 无法具体判断D 同时被推开或同时向螺线管
5、靠拢 但因电源正负极未知 无法具体判断 答案 解析 开关S接通瞬间 小铜环中磁通量从无到有增加 根据楞次定律 感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加 则两环将同时向两侧运动 故A正确 二 三定则一定律 的综合应用安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律的适用场合如下表 综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合 不能混淆 例5 多选 如图5所示 水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ MN 当PQ在外力的作用下运动时 MN在磁场力的作用下向右运动 则PQ所做的运动可能是 说明 PQ棒切割磁感线的速度越大 产生的感应电流越大 图5 A 向右加速运动B 向左加速运动C 向右减速运动D 向左
6、减速运动 答案 解析 当PQ向右运动时 用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q P 由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的 若PQ向右加速运动 则穿过L1的磁通量增加 用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N M的 用左手定则可判定MN受到向左的安培力 将向左运动 选项A错误 若PQ向右减速运动 流过MN的感应电流方向 MN所受的安培力的方向均将反向 MN向右运动 所以选项C正确 同理可判断选项B正确 选项D错误 几个规律的使用中 要抓住各个对应的因果关系 1 因电而生磁 I B 安培定则2 因动而生电 v B I 右手定则3 因电而受力 I B F安 左手定则 三 从能量的角度理
7、解楞次定律感应电流的产生并不是创造了能量 导体做切割磁感线运动时 产生感应电流 感应电流受到安培力作用 导体克服安培力做功从而实现其他形式能向电能的转化 所以楞次定律的 阻碍 是能量转化和守恒的体现 例6如图6所示 上下开口 内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置 小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放 并落至底部 则小磁块 A 在P和Q中都做自由落体运动B 在两个下落过程中的机械能都守恒C 在P中的下落时间比在Q中的长D 落至底部时在P中的速度比在Q中的大 图6 答案 解析 小磁块下落过程中 在铜管P中产生感应电流 小磁块受到向上的磁场力 不做自由落体运动 而在塑料管Q中只受到重力 在Q中做自
8、由落体运动 故选项A错误 根据功能关系知 在P中下落时 小磁块机械能减少 在Q中下落时 小磁块机械能守恒 故选项B错误 在P中加速度较小 在P中下落时间较长 选项C正确 由于在P中下落时要克服磁场力做功 机械能有损失 故可知落到底部时在P中的速度比在Q中的小 选项D错误 2 达标检测 A a b将相互远离B a b将相互靠近C a b将不动D 无法判断 1 2016 丽水市调研 如图7所示 绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a b 将条形磁铁沿它们的正中向下移动 不到达该平面 a b将如何移动 答案 解析 1 2 3 4 图7 根据 BS 磁铁向下移动过程中B增大 所以穿过每个环中的磁通量
9、都有增大的趋势 由于S不可改变 为阻碍磁通量的增大 导体环应该尽量远离磁铁 所以a b将相互远离 选项A正确 A 当永磁体的N极向下时 通过线圈的感应电流的方向为a b c d a 线圈与磁铁相互排斥B 当永磁体的N极向下时 通过线圈的感应电流的方向为a d c b a 线圈与磁铁相互排斥C 当永磁体的S极向下时 通过线圈的感应电流的方向为a b c d a 线圈与磁铁相互吸引D 当永磁体的S极向下时 通过线圈的感应电流的方向为a d c b a 线圈与磁铁相互吸引 2 如图8所示 用一种新材料制成一闭合线圈 当它浸入液氮中时 会成为超导体 这时手拿一永磁体 使任一磁极向下 放在线圈的正上方
10、永磁体便处于悬浮状态 这种现象称为超导体磁悬浮 关于这一现象 下列说法正确的是 答案 图8 1 2 3 4 3 多选 如图9所示 闭合圆形金属环竖直固定 光滑水平导轨穿过圆环 条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动 其轴线穿过圆环圆心 与环面垂直 则磁铁在穿过圆环的整个过程中 下列说法正确的是 1 2 3 4 图9 A 磁铁靠近圆环的过程中 做加速运动B 磁铁靠近圆环的过程中 做减速运动C 磁铁远离圆环的过程中 做加速运动D 磁铁远离圆环的过程中 做减速运动 答案 A 有感应电流 且B被A吸引B 无感应电流C 可能有 也可能没有感应电流D 有感应电流 且B被A排斥 4 如图10所示 导轨间的磁场方向垂直于纸面向里 当导线MN在导轨上向右加速滑动时 正对电磁铁A的圆形金属环B中 说明 导体棒切割磁感线速度越大 感应电流越大 图10 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 MN向右加速滑动 根据右手定则 MN中的电流方向从N M 且大小在逐渐变大 根据安培定则知 电磁铁A的磁场方向向左 且大小逐渐增强 根据楞次定律知 B环中的感应电流产生的磁场方向向右 B被A排斥 D正确 A B C错误
