《【教案】粤教版高中物理选修（3-2）第一章《楞次定律的应用》学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【教案】粤教版高中物理选修（3-2）第一章《楞次定律的应用》学案（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案学案 3 3 习题课：楞次定律的应用习题课：楞次定律的应用学习目标定位 1.学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定 则、右手定则和楞次定律的区别1应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是： (1)明确所研究的闭合电路，判断原磁场的方向； (2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况； (3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向； (4)由安培定则根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向 2安培定则(右手螺旋定则)、右手定则、左手定则 (1)判断电流产生的磁场方向用安培定则 (2)判断磁场对通电导体及运动电荷的作用力方向用左手定则 (3)判断导体切割磁感线运动产生
2、的感应电流方向用右手定则.一、 “增反减同”法 感应电流的磁场，总是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 (单选)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，ab 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 流动，后沿 dcba 流动 D先沿
3、dcba 流动，后沿 abcd 流动 解析 本题考查用楞次定律判断感应电流的方向，关键要分析清楚矩形线圈由位置到位 置和由位置到位置两过程中，穿过线圈的磁感线方向相反由条形磁铁的磁场可知， 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. 答案 A 二、 “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 (单选)如图 2 所示，当磁铁突然向铜环运动时
4、，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 解析 本题可由两种方法来解决： 方法 1：画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量 增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示分析铜环受安培力作用而运 动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元取上、下两小段电流元作为研究对象， 由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，故 A 正确甲 乙 方法 2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁，两 磁铁有排斥作用，故 A 正确 答案 A 三、 “增缩减扩”法 当闭合电路中有感应电
5、流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面 积有变化(或有变化趋势) (1)若原磁通量增加，则通过缩小有效面积起到阻碍的作用 (2)若原磁通量减小，则通过扩大有效面积起到阻碍的作用 口诀记为“增缩减扩” 例 3 (单选)如图 3 所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨 A、B，导轨与直导线平 行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体 ab 和 cd.当载流直导线中的电流逐 渐增强时，导体 ab 和 cd 的运动情况是 ( )图 3 A一起向左运动 B一起向右运动 Cab 和 cd 相向运动，相互靠近 Dab 和 cd 相背运动，相互远离 解析 由于在闭合回路 abcd
6、 中，ab 和 cd 电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除 A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次 定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到 阻碍磁通量增大的目的故选 C. 答案 C 四、增离减靠法 发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定可能 是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的 磁场源来阻碍原磁通量的变化即：(1)若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作 用(2)若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用 口诀记为“增离减靠
7、” 例 4 (单选)一长直铁芯上绕有一固定线圈 M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上 套有一闭合金属环 N，N 可在木质圆柱上无摩擦移动，M 连接在如图 4 所示的电路中，其 中 R 为滑动变阻器，E1 和 E2 为直流电源，S 为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到 N 向左运动的是 ( )图 4 A在 S 断开的情况下，S 向 a 闭合的瞬间 B在 S 断开的情况下，S 向 b 闭合的瞬间 C在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑片向 c 端移动时 D在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑片向 d 端移动时 解析 金属环 N 向左运动，说明穿过 N 的磁通量在减小，说明线圈
8、M 中的电流在减小， 只有选项 C 符合题意 答案 C 五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别应用 1右手定则是楞次定律的特殊情况 (1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情 况 (2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导线在磁场中做切割磁感线 运动 2区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系 (1)因电而生磁(IB)安培定则(判断电流周围磁感线的方向) (2)因动而生电(v、BI 感)右手定则(导体切割磁感线产生感应电流) (3)因电而受力(I、BF 安)左手定则(磁场对电流有作用力) 例 5 (单选)如图 5 所
9、示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里圆形金属环 B 正对电磁铁 A 当导线 MN 在导轨上向右加速滑动时，(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越 大)下列说法正确的是 ( )图 5 AMN 中电流方向 NM，B 被 A 吸引 BMN 中电流方向 NM，B 被 A 排斥 CMN 中电流方向 MN，B 被 A 吸引 DMN 中电流方向 MN，B 被 A 排斥 解析 MN 向右加速滑动，根据右手定则，MN 中的电流方向从 NM，且大小逐渐变大， 根据安培定则知，电磁铁 A 的在 B 处的磁场方向向左，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，B 正
10、确，A、C、D 错误 答案 B1(来拒去留法)(单选)如图 6 所示，螺线管 CD 的导线绕法不明，当磁铁 AB 插入螺线管 时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是( )图 6 AC 端一定是 N 极 BD 端一定是 N 极 CC 端的极性一定与磁铁 B 端的极性相同 D因螺线管的绕法不明，故无法判断极性 答案 C 解析 由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用，即螺线管的 C 端一定与磁铁的 B 端极性相同，与螺线管的绕法无关但因为磁铁 AB 的 N、S 极性不明，所以螺线管 CD 两端的极性也不能确定，所以 A、B、D 错，C 对 2(增缩减扩
11、法及来拒去留法)(单选)如图 7 所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环 轴线上方有一个条形磁铁当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是 ( )图 7 A铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 答案 B解析 根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时铝环内的磁通量增大， 因此铝环面积应有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝 环对桌面压力增大，故 B 项正确 3(增离减靠法)(双选)如图 8 是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头 M 向右运动，则 可能
12、是( )图 8 A开关 S 闭合瞬间 B开关 S 由闭合到断开的瞬间 C开关 S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片 P 向左迅速滑动 D开关 S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片 P 向右迅速滑动 答案 AC 解析 当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增 加，产生感应电流，使钻头 M 向右运动，故 A 项正确；当开关 S 已经是闭合时，只有左 侧线圈电流增大才会导致钻头 M 向右运动，故 C 项正确 4(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用)(双选)如图 9 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，
13、MN 在磁场力的作用下向右运动，则 PQ 所做的运动可能是( )图 9 A向右加速运动 B向左加速运动 C向右减速运动 D向左减速运动 答案 BC 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 QP，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 NM 的，用左手定则可判定 MN 受到向左 的安培力，将向左运动，可见选项 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
14、选 项 B 正确，选项 D 错误题组一 “来拒去留”法1(单选)如图 1 所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条 形磁铁，磁铁的 N 极朝下在磁铁的 N 极向下靠近线圈的过程中 ( )图 1 A通过电阻的感应电流方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互排斥 B通过电阻的感应电流方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥 C通过电阻的感应电流方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互吸引 D通过电阻的感应电流方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互吸引 答案 B 解析 根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，因此阻碍条形磁铁的下落， 即来拒去留，同名磁极相斥，所以线圈上端为 N 极，
15、根据安培定则判断线圈电流方向向下， 线圈下端为正极，上端为负极，电流方向从下端由 b 经电阻到 a 再回到线圈负极，B 对 2(单选)如图 2 所示，一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属 圆环中穿过现将环从位置释放，经过磁铁到达位置，设环经过磁铁上端和下端附近 时细线的张力分别为 FT1 和 FT2，重力加速度大小为 g，则 ( )图 2 AFT1mg，FT2mg BFT1mg，FT2mg CFT1mg，FT2mg DFT1mg，FT2mg 答案 A 解析 当环经过磁铁上端，穿过环的磁通量增加，在圆环中感应电流的磁场要阻碍其磁通 量增加，所以磁铁对环有向上的斥力作用，
16、由牛顿第三定律，环对磁铁有向下的斥力作用， 使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力，即 FT1mg；同理，当环经过磁铁下端时，穿过 环的磁通量减小，圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍其磁通量减小，所以磁铁对环有向 上的吸引力作用，由牛顿第三定律，则环对磁铁有向下的吸引力作用，使得细线对磁铁的 拉力大于磁铁的重力，即 FT2mg，选项 A 正确 3(单选)如图 3 所示，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈当一竖直放置的条 形磁铁从线圈中线 AB 正上方快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力 FN 及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( )图 3 AFN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左 BFN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋
