最新沪科版高中物理选修(3-2)第1章第3节《习题课：楞次定律的应用》学案 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.知识•储备区温故追本溯源 推陈方可卸新1.应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：⑴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(右手螺旋定则卜右手定则、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心(3)判断导体做切割磁感线运动产生的感应电流方向用右手定叽 .学习 “探究区 基，自学落实 重点互动探究一、“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】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边在纸处，ab边在纸内，由图中位置I经过位置n到位置出 ，位置I和位置出都很接近位置n，这个过程中线圈的感应电流 ( ) 夕彳之4…山 /二7 m图1A .沿abcd流动B.沿dcba流动C.先沿abcd流动，后沿dcba流动D.先沿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 I到位置n和由位置n到位置出两过程中，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n时穿过闭合线圈的磁通量最小为零 ，线圈从位置I到位置n ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置n到位置出,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 ，简称口诀“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2A.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.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，则通过减小有效面积起到阻碍的作用.（2）若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用.口诀记为“增缩减扩”.【例3】如图3所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑金属导轨 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3A. 一起向左运动B. 一起向右运动C. ab和cd相向运动，相互靠近D. ab和cd相背运动，相互远离解析 由于在闭合回路 abcd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”.［例4 一长直铁心上绕有一固定线圈 M,铁心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Ei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4A.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（I- B）一安培定则.（判断电流周围磁感线的方向）（2）因动而生电（v、B-I感）一右手定则.（导体切割磁感线产生感应电流 ）（3）因电而受力（I、B一F安）一左手定则.（磁场对电流有作用力）【例5】如图5所示,导轨间的匀强磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环 B正对磁铁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（ ）0 I ［工&工J11x xX XX KNA. MN中电流方向N-M,B被A吸引B. MN中电流方向NfM,B被A排斥C. MN中电流方向 M-N,B被A吸引D. MN中电流方向M f N,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 N-M,且大小在逐渐变大根据安培定则知，磁铁A的磁场方向向左，且逐渐增强，根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的磁场在轴线上方向向右 回被A排斥,B正确,A、C、D错误.答案 B2 / 17检测学习效果体验成功快乐A .铝环有收缩趋势B.铝环有收缩趋势C.铝环有扩张趋势D.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小，对桌面压力增大，对桌面压力减小，对桌面压力增大自我"检测区1 .（来拒去留法）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（ ）A. C端一定是N极B. D端一定是N极C. C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C、D两端的极性也不能确定，所以A、B、D错,C对.2 .（增缩减扩法及来拒去留法）如图7所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线，下列判断正确的是（ ）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 ，闭合铝环内的磁通量增大，因此铝环面积应有收缩的趋势 ，同时有远离磁铁的趋势，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）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，则可能是（）丁 M 匕审图8A.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 ）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,MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）图9A.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 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，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；同理可判断选项 B 正确 ,选项 D 错误．40分钟课时作业题组一 “来拒去留”法i .如图i所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路 ，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1A.通过电阻的感应电流方向由B.通过电阻的感应电流方向由C.通过电阻的感应电流方向由D.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到a,线圈与磁铁相互排斥 a到b,线圈与磁铁相互吸引 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，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 .如图2所示，将一质量为 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I释放 ，经过磁铁到达位置n ，设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为Ti和T2,重力加速度大小为 g,则（图2A. Ti>mg,T2>mgB. Ti< mg,T2V mgC. Ti>mg,T2〈mg D. Ti< mg,T2> mg 答案 A解析 当环经过磁铁上端，穿过环的磁通量增加，圆环中的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，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Ti>mg;同理，当环经过磁铁下端时，穿过环的磁通量减小，在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T2>mg,选项A正确.3 .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。