《高中物理 4.3 楞次定律课件 新人教版选修32》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 4.3 楞次定律课件 新人教版选修32(51页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、3楞次定律1.1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生_时,时,电路中有电路中有_产生,这种利用磁场产生电流的现象叫产生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。作电磁感应。2.2.产生感应电流的条件:产生感应电流的条件:表述一:闭合电路的一部分导体在磁场内做表述一:闭合电路的一部分导体在磁场内做_运动。运动。表述二:穿过闭合电路的磁通量表述二:穿过闭合电路的磁通量_。3.3.磁通量的大小可用穿过回路的磁感线磁通量的大小可用穿过回路的磁感线_表示。表示。4.4.环形电流和通电螺线管的磁感线方向用环形电流和通电螺线管的磁感线方向用_定则来判断。定则来判
2、断。变化变化感应电流感应电流切割磁感线切割磁感线发生变化发生变化条数条数安培安培一、探究感应电流的方向一、探究感应电流的方向1.1.实验探究:将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将实验探究:将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N N极、极、S S极插入、抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向如图。极插入、抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向如图。2.2.分析:分析:(1 1)线圈内磁通量增加时的情况:)线圈内磁通量增加时的情况:图序图序磁场磁场方向方向感应电流方向感应电流方向(俯视)(俯视)感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向甲甲_逆时针逆时针_乙乙_顺时针顺时针_向下向下向上向上向上向上向下向下
3、(2 2)线圈内磁通量减少时的情况:)线圈内磁通量减少时的情况:图序图序磁场磁场方向方向感应电流方向感应电流方向(俯视)(俯视)感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向丙丙_顺时针顺时针_丁丁_逆时针逆时针_向下向下向下向下向上向上向上向上3.3.实验结论:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场实验结论: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与原磁场的方向_(A.A.相同相同B.B.相反);当穿过线圈的磁通相反);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量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向_(A.A.相同相同B.B.相相反)。反)。4.4.归纳总结:当线圈内磁通量
4、增加时,感应电流的磁场归纳总结:当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场_磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场_磁通量的减少。磁通量的减少。B BA A阻碍阻碍阻碍阻碍二、楞次定律二、楞次定律1.1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要_引起感应电流的引起感应电流的_的变化。的变化。2.2.运用楞次定律判定感应电流方向的思维程序图:运用楞次定律判定感应电流方向的思维程序图:阻碍阻碍磁通量磁通量三、右手定则三、右手定则1.1.使用方法:伸开右手,使拇指与其余四个手指使用方法
5、:伸开右手,使拇指与其余四个手指_,并,并且都与手掌在且都与手掌在_内;让磁感线从内;让磁感线从_进入,使进入,使_指向导线运动的方向,这时指向导线运动的方向,这时_所指的方向就是感应所指的方向就是感应电流的方向。电流的方向。2.2.适用范围:适用于闭合电路部分导体适用范围:适用于闭合电路部分导体_产生感产生感应电流的情况。应电流的情况。垂直垂直同一个平面同一个平面掌心掌心拇指拇指切割磁感线切割磁感线四指四指【思考辨析【思考辨析】1.1.判断正误:判断正误:(1 1)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的增强。()感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的增强。()(2 2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
6、。()感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。()(3 3)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。()磁场方向相反。()(4 4)电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生)电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻阻碍碍”作用。()作用。()(5 5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。()的变化。()提示:提示:(1 1)。感应电流的磁场总是阻碍回路中的原磁通量。感应电流的磁场总是阻碍回路中的原磁通量的变化,有可能阻碍磁通量的增加,也有可能阻碍
7、磁通量的减的变化,有可能阻碍磁通量的增加,也有可能阻碍磁通量的减弱。弱。(2 2)。感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化,不是阻。感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化,不是阻碍原磁场的变化。碍原磁场的变化。(3 3)。由楞次定律的内容知,原磁场引起回路磁通量增加。由楞次定律的内容知,原磁场引起回路磁通量增加时,感应电流磁场与原磁场方向相反,引起磁通量减少时,两时,感应电流磁场与原磁场方向相反,引起磁通量减少时,两磁场方向相同。磁场方向相同。(4 4)。回路中的。回路中的“阻碍阻碍”是由感应电流的磁场产生的,若是由感应电流的磁场产生的,若回路不闭合,就无感应电流,因此不会产生阻碍作用。回路不闭合
8、,就无感应电流,因此不会产生阻碍作用。(5 5)。感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁场的磁。感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。通量的变化。2.2.问题思考:问题思考:(1 1)楞次定律中的)楞次定律中的“阻碍阻碍”与与“阻止阻止”“”“相反相反”的区别是什的区别是什么?么?提示:提示:阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,即了变化,即“阻而未止阻而未止”。阻碍不是相反,当由于原磁通量的增加引起感应电流时,感阻碍不是相反,当由于原磁通量的增加引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。当由于原磁通量的
9、减少应电流的磁场方向与原磁场方向相反。当由于原磁通量的减少而引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。而引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。(2 2)判断感应电流的方向时,右手定则和楞次定律如何选择)判断感应电流的方向时,右手定则和楞次定律如何选择?提示:提示:要根据产生感应电流的具体情况确定。要根据产生感应电流的具体情况确定。回路中的导体不动,磁通量变化时,只能根据楞次定律判断回路中的导体不动,磁通量变化时,只能根据楞次定律判断感应电流的方向,不能用右手定则。感应电流的方向,不能用右手定则。回路中的一部分导体做切割磁感线运动时,根据右手定则判回路中的一部分导体做切割
10、磁感线运动时,根据右手定则判断感应电流的方向比较方便。断感应电流的方向比较方便。所有情况都可以应用楞次定律进行判断,但方便程度不同。所有情况都可以应用楞次定律进行判断,但方便程度不同。一一 楞次定律的理解和应用楞次定律的理解和应用1.1.因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因。结果反过来影响原因。2.2.楞次定律的另一种等价表述:感应电流的效果总是阻碍引起楞次定律的另一种等价表述:感应电流的效果总是阻碍引
11、起感应电流的原因。感应电流的原因。3.3.“阻碍阻碍”的理解:的理解:问题问题结论结论谁阻碍谁阻碍谁谁是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什阻碍什么么阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身如何阻如何阻碍碍当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同
12、增反减同”结果如结果如何何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果不受影响不受影响4.4.“阻碍阻碍”的表现形式:楞次定律中的的表现形式:楞次定律中的“阻碍阻碍”作用,正是能作用,正是能的转化和守恒定律的反映,在克服的转化和守恒定律的反映,在克服“阻碍阻碍”的过程中,其他形的过程中,其他形式的能转化为电能,常见的情况有以下四种:式的能转化为电能,常见的情况有以下四种:(1 1)阻碍原磁通量的变化(增反减同);)阻碍原磁通量的变化(增反减同);(2 2)阻碍导体的相对运动(来拒去留);)阻碍导
13、体的相对运动(来拒去留);(3 3)通过改变线圈面积来)通过改变线圈面积来“反抗反抗”(扩大或缩小);(扩大或缩小);(4 4)阻碍自身电流的变化(自感现象将在后面学习到)。)阻碍自身电流的变化(自感现象将在后面学习到)。【特别提醒【特别提醒】(1 1)“阻碍阻碍”并不意味着并不意味着“相反相反”。在理解楞。在理解楞次定律时,有些同学错误地把次定律时,有些同学错误地把“阻碍阻碍”作用认为感应电流产生作用认为感应电流产生磁场的方向和原磁场方向相反,事实上,它们可能同向,也可磁场的方向和原磁场方向相反,事实上,它们可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断。能反向,需根据磁通量的变化情况判断
14、。(2 2)“阻碍阻碍”的结果是实现了其他形式的能向电能转化,这的结果是实现了其他形式的能向电能转化,这和能量守恒定律相吻合,如果没有和能量守恒定律相吻合,如果没有“阻碍阻碍”,将违背能量守恒,将违背能量守恒定律。定律。【典例【典例1 1】如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中()线管,则电路中()A.A.始终有感应电流自始终有感应电流自a a向向b b流过电流表流过电流表G GB.B.始终有感应电流自始终有感应电流自b b向向a a流过电流表流过电流表G GC.C.先有先有aGbaGb方向的感应电流,后有方向的感应电流,后有bG
15、abGa方向的感应电流方向的感应电流D.D.将不会产生感应电流将不会产生感应电流【解题探究【解题探究】(1 1)分析条形磁铁自左向右穿过螺线管时螺线)分析条形磁铁自左向右穿过螺线管时螺线管内磁通量的变化:管内磁通量的变化:磁铁进入螺线管过程,磁通量磁铁进入螺线管过程,磁通量_。磁铁从螺线管中穿出的过程,磁通量磁铁从螺线管中穿出的过程,磁通量_。(2 2)由楞次定律确定感应电流的磁场方向后,如何判断感应)由楞次定律确定感应电流的磁场方向后,如何判断感应电流的方向?电流的方向?提示:提示:用安培定则判断感应电流方向。用安培定则判断感应电流方向。增加增加减少减少【标准解答【标准解答】选选C C。条形
16、磁铁从左边进入螺线管的过程中,在。条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,穿过螺线管的磁通量不断增加,螺线管内产生的磁场方向向右,穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,感应电流的方向是根据楞次定律,感应电流的方向是aGbaGb。条形磁铁从螺线。条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管中产生的磁场方向仍向右,管中向右穿出的过程中,在螺线管中产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,感应电流的方穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,感应电流的方向是向是bGabGa,故,故C C正确。正确。【变式训练【变式训练】(多选)(多选)(201320
17、13梅州高二检测)如图所示,当梅州高二检测)如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由磁铁运动时,流过电阻的电流是由A A经经R R到到B B,则磁铁的运动可,则磁铁的运动可能是()能是()A.A.向下运动向下运动B.B.向上运动向上运动C.C.向左运动向左运动 D.D.以上都不可能以上都不可能【解析【解析】选选B B、C C。此题可通过逆向应用楞次定律来判定。此题可通过逆向应用楞次定律来判定。(1 1)由感应电流方向)由感应电流方向ARBARB,应用安培定则得知感应电流在,应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下;(螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下;(2 2)运用楞
18、次定)运用楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减小或向上增大;律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减小或向上增大;(3 3)由条形磁铁的磁感线分布知,螺线管内原磁场是向下的,)由条形磁铁的磁感线分布知,螺线管内原磁场是向下的,故应是磁通量减小,即磁铁向上运动或向左、向右平移,所以故应是磁通量减小,即磁铁向上运动或向左、向右平移,所以正确的答案是正确的答案是B B、C C。【变式备选【变式备选】如图所示,在匀强磁场中有一个用比较软的金属如图所示,在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。在此圆环的形状由圆形变成正方形的过导线制成的闭合圆环。在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中()程
19、中()A.A.环中有感应电流,方向环中有感应电流,方向adcbadcbB.B.环中有感应电流,方向环中有感应电流,方向abcdabcdC.C.环中无感应电流环中无感应电流D.D.条件不够,无法确定条件不够,无法确定【解析【解析】选选A A。由圆形变成正方形的过程中,面积减小,磁通。由圆形变成正方形的过程中,面积减小,磁通量减小,由楞次定律可知,正方形中产生量减小,由楞次定律可知,正方形中产生adcbadcb方向的电方向的电流,流,A A对。对。二二 楞次定律、右手定则、左手定则楞次定律、右手定则、左手定则1.1.楞次定律与右手定则的区别及联系:楞次定律与右手定则的区别及联系:对比对比分析分析规
20、律规律比较内容比较内容楞次定律楞次定律右手定则右手定则区区别别研究研究对象对象整个闭合回路整个闭合回路闭合回路的一部分,即做切割磁闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导体感线运动的导体适用适用范围范围各种电磁感应现象各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况感线运动的情况应用应用用于磁感应强度用于磁感应强度B B随时间变化而随时间变化而产生的电磁感应现象较方便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用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便感应现象较方便联系联系右手定则是楞次定律的特例右手定则是楞次定律的特例2.2.右手定则和左手定则的
21、区别:右手定则和左手定则的区别:比较项目比较项目右手定则右手定则左手定则左手定则作用作用判断感应电流方向判断感应电流方向判断通电导体所受磁场力的方向判断通电导体所受磁场力的方向已知条件已知条件已知切割运动方向和磁场方向已知切割运动方向和磁场方向已知电流方向和磁场方向已知电流方向和磁场方向图例图例因果关系因果关系运动运动电流电流电流电流运动运动应用实例应用实例发电机发电机电动机电动机【特别提醒【特别提醒】(1 1)判断感应电流方向时可根据具体情况选取)判断感应电流方向时可根据具体情况选取楞次定律或右手定则;楞次定律或右手定则;(2 2)区分右手定则和安培定则:右手定则判断电流的方向;)区分右手定
22、则和安培定则:右手定则判断电流的方向;安培定则判断电流产生磁场的方向。安培定则判断电流产生磁场的方向。【典例【典例2 2】如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()情况是()A.A.向右运动向右运动B.B.向左运动向左运动C.C.静止不动静止不动 D.D.不能判定不能判定【解题探究【解题探究】(1 1)根据)根据_定律判断感应电流的方向;定律判断感应电流的方向;(2 2)运用)运用_定则判断所受安培力方向;定则判断所受安培力方向;(3 3)分析本题,可用楞次定律中哪种)分析本题,可用楞次定律中哪种“阻碍阻碍”的表现形式直的表现形式直接判断
23、?接判断?提示:提示:阻碍相对运动法,即阻碍相对运动法,即“来拒去留来拒去留”。楞次楞次左手左手【标准解答【标准解答】选选A A。解法一:电流元受力分析法。解法一:电流元受力分析法。如图所示,当磁铁向环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞如图所示,当磁铁向环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,次定律判断出铜环的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,即向右,根据安培定则可判断出感应电流方向,从左侧看为顺即向右,根据安培定则可判断出感应电流方向,从左侧看为顺时针方向,把铜环的电流等效为多段直线电流元,取上、下两时针方向,把铜环的电流等效为多段直线
24、电流元,取上、下两小段电流元进行研究,由左手定则判断出两段电流元的受力,小段电流元进行研究,由左手定则判断出两段电流元的受力,由此可判断整个铜环所受合力向右。故由此可判断整个铜环所受合力向右。故A A选项正确。选项正确。解法二:阻碍相对运动法。解法二:阻碍相对运动法。产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留来拒去留”。磁铁向右运动时,铜环产生的感应电流总是阻。磁铁向右运动时,铜环产生的感应电流总是阻碍磁铁与导体间的相对运动,则磁铁和铜环间有排斥作用。故碍磁铁与导体间的相对运动,则磁铁和铜环间有排斥作用。故A A正确。
25、正确。解法三:等效法。解法三:等效法。如图所示,磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为条如图所示,磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为条形磁铁,而两磁铁有排斥作用。故形磁铁,而两磁铁有排斥作用。故A A项正确。项正确。【总结提升【总结提升】电磁感应现象中导体运动问题的分析方法电磁感应现象中导体运动问题的分析方法(1 1)确定所研究的闭合电路;)确定所研究的闭合电路;(2 2)明确闭合电路所包围的区域磁场的方向及磁场的变化情)明确闭合电路所包围的区域磁场的方向及磁场的变化情况;况;(3 3)确定穿过闭合电路的磁通量的变化或导体是否切割磁感)确定穿过闭合电路的磁通量的变化或导体是否切割磁
26、感线;线;(4 4)根据楞次定律或右手定则判定感应电流的方向;)根据楞次定律或右手定则判定感应电流的方向;(5 5)根据左手定则或)根据左手定则或“来拒去留来拒去留”“”“增反减扩增反减扩”等判断导体等判断导体所受安培力及运动的方向。所受安培力及运动的方向。【变式训练【变式训练】(20132013威海高二检测)如图所示,光滑的金威海高二检测)如图所示,光滑的金属导轨置于水平面内,匀强磁场方向垂直于导轨平面向上,属导轨置于水平面内,匀强磁场方向垂直于导轨平面向上,磁场区域足够大。导线磁场区域足够大。导线abab、cdcd平行放置在导轨上,且都能自平行放置在导轨上,且都能自由滑动。当导线由滑动。当
27、导线abab在拉力在拉力F F作用下向左运动时,下列判断错作用下向左运动时,下列判断错误的是()误的是()A.A.导线导线cdcd也向左运动也向左运动B.B.导线导线cdcd内有电流,方向为内有电流,方向为cdcdC.C.磁场对磁场对abab的作用力方向向右的作用力方向向右D.D.磁场对磁场对abab和和cdcd的作用力方向相同的作用力方向相同【解析【解析】选选D D。当导线。当导线abab在力在力F F作用下向左运动时,由右手定则作用下向左运动时,由右手定则知,电流方向为知,电流方向为baba,故,故cdcd内电流的方向为内电流的方向为cdcd,B B正确;由正确;由左手定则知,左手定则知,
28、abab边所受安培力方向向右,边所受安培力方向向右,cdcd边所受安培力方向边所受安培力方向向左,且导线向左,且导线cdcd向左运动,故向左运动,故A A、C C项正确,项正确,D D项错误,故选项错误,故选D D。【典例【典例】如图所示,用一根长为如图所示,用一根长为L L,质量不计的细杆与一个上,质量不计的细杆与一个上弧长为弧长为l0 0、下弧长为、下弧长为d d0 0的金属线框的中点连接并悬挂于的金属线框的中点连接并悬挂于O O点,悬点,悬点正下方存在一个上弧长为点正下方存在一个上弧长为2 2l0 0、下弧长为、下弧长为2d2d0 0的方向垂直纸面的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且向里的匀
29、强磁场,且d d0 0L L。先将线框拉开到如图所示位置,松。先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力。下列说法正确手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力。下列说法正确的是()的是()考查内容考查内容楞次定律与能量守恒楞次定律与能量守恒A.A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcdaabcdaB.B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为金属线框离开磁场时感应电流的方向为adcbaadcbaC.C.金属线框金属线框dcdc边进入磁场与边进入磁场与abab边离开磁场的速度大小总是相等边离开磁场的速度大小总是相等D.D.向左摆动进入
30、或离开磁场的过程中,所受安培力方向向右;向左摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向右;向右摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向左向右摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向左【标准解答【标准解答】选选D D。当线框进入磁场时,。当线框进入磁场时,dcdc边切割磁感线,由边切割磁感线,由楞次定律可判断,感应电流的方向为楞次定律可判断,感应电流的方向为adcbaadcba;当线框;当线框离开磁场时,同理可判其感应电流的方向为离开磁场时,同理可判其感应电流的方向为abcdaabcda,故故A A、B B选项错;线框选项错;线框dcdc边(或边(或abab边)进入磁场(或离开磁场)边
31、)进入磁场(或离开磁场)时,都要切割磁感线产生感应电流,机械能转化为电能,故时,都要切割磁感线产生感应电流,机械能转化为电能,故dcdc边进入磁场与边进入磁场与abab边离开磁场的速度大小不相等,边离开磁场的速度大小不相等,C C错;由错;由“来来拒去留拒去留”知,知,D D对。对。楞次定律判断导体运动问题的应用技巧楞次定律判断导体运动问题的应用技巧在电磁感应中判断导体的运动常有以下两种方法:在电磁感应中判断导体的运动常有以下两种方法:(1 1)程序法:首先根据楞次定律判断出感应电流的方向;然)程序法:首先根据楞次定律判断出感应电流的方向;然后根据感应电流处原磁场分布情况,运用左手定则判断出导
32、体后根据感应电流处原磁场分布情况,运用左手定则判断出导体所受的安培力方向,最终确定导体的运动情况。所受的安培力方向,最终确定导体的运动情况。(2 2)楞次定律广泛含义法:感应电流的效果总是要反抗产生)楞次定律广泛含义法:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,表现为感应电流的原因,表现为阻碍导体的相对运动(来拒去留);阻碍导体的相对运动(来拒去留);通过改变线圈面积来通过改变线圈面积来“反抗反抗”(扩大或缩小)。(扩大或缩小)。两种方法中,后一种要灵活快速准确。两种方法中,后一种要灵活快速准确。【案例展示【案例展示】(多选)如图所示,光滑固定导轨(多选)如图所示,光滑固定导轨m m、n n
33、水平放置,水平放置,两根导体棒两根导体棒p p、q q平行放于导轨上,形成一个闭合回路。当一条平行放于导轨上,形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时()形磁铁从高处下落接近回路时()A.pA.p、q q将互相靠拢将互相靠拢B.pB.p、q q将互相远离将互相远离C.C.磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g gD.D.磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g g【标准解答【标准解答】选选A A、D D。方法一:假设磁铁的下端为。方法一:假设磁铁的下端为N N极,穿过极,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上,根据
34、安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向。再根据左手定则可判断针方向。再根据左手定则可判断p p、q q所受的安培力的方向,安所受的安培力的方向,安培力使培力使p p、q q相互靠拢。由于回路所受的安培力的合力向下,根相互靠拢。由于回路所受的安培力的合力向下,根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于小于g g。若磁铁的下端为。若磁铁的下端为S S极,根据类似的分析可以得出相同的极,根据类似的分析可以得出相同的结果,所以结果,所以A A、D D选项正确。选项正确
35、。方法二:根据楞次定律的另一表述方法二:根据楞次定律的另一表述感应电流的效果总是要感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,本题中的反抗产生感应电流的原因,本题中的“原因原因”是回路中的磁通是回路中的磁通量增加,归根结底是磁铁靠近回路,量增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果效果”便是阻碍磁通量便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以的增加和磁铁的靠近,所以p p、q q将相互靠近且磁铁的加速度小将相互靠近且磁铁的加速度小于于g g。故选项。故选项A A、D D正确。正确。【名师点评【名师点评】本案例列出了判断感应电流受力及其导体运动方本案例列出了判断感应电流受力及其导体运动方向的方法,并从多个
36、角度深刻理解楞次定律中阻碍的含义。虽向的方法,并从多个角度深刻理解楞次定律中阻碍的含义。虽然方法不同,但本质都是楞次定律,只有领会其精髓,才能运然方法不同,但本质都是楞次定律,只有领会其精髓,才能运用它进行正确的判断。深刻理解楞次定律中用它进行正确的判断。深刻理解楞次定律中“阻碍阻碍”的含义是的含义是快速分析该类问题的前提。快速分析该类问题的前提。1.1.(多选)(基础理论辨析题)下列说法正确的是()(多选)(基础理论辨析题)下列说法正确的是()A.A.根据楞次定律知:感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的根据楞次定律知:感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量磁通量B.B.感应电流的磁场总是
37、阻碍原磁场的减弱感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.C.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反也可能相反D.D.当导体切割磁感线运动时,必须用安培定则确定感应电流的当导体切割磁感线运动时,必须用安培定则确定感应电流的方向方向E.E.分别用右手定则和楞次定律分析导体切割磁感线运动问题,分别用右手定则和楞次定律分析导体切割磁感线运动问题,判断出的感应电流方向是一致的判断出的感应电流方向是一致的【解析【解析】选选C C、E E。由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起。由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通
38、量的变化,感应电流的磁通量的变化,A A错误;感应电流的磁场总是阻碍电错误;感应电流的磁场总是阻碍电路中的原磁通量的变化,不是阻碍原磁场的变化,路中的原磁通量的变化,不是阻碍原磁场的变化,B B错误;由楞错误;由楞次定律知,如果是因磁通量的减小而引起的感应电流,则感应电次定律知,如果是因磁通量的减小而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,阻碍磁通量的减流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,阻碍磁通量的减小;如果是因磁通量的增大而引起的感应电流,则感应电流的磁小;如果是因磁通量的增大而引起的感应电流,则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反,阻碍磁通量的增大,
39、场与引起感应电流的磁场方向相反,阻碍磁通量的增大,C C项正项正确;导体切割磁感线运动时,应直接用右手定则确定感应电流的确;导体切割磁感线运动时,应直接用右手定则确定感应电流的方向;若闭合回路磁通量变化,由楞次定律确定感应电流的磁场方向;若闭合回路磁通量变化,由楞次定律确定感应电流的磁场方向,然后用安培定则确定感应电流的方向,方向,然后用安培定则确定感应电流的方向,D D项错误;右手定项错误;右手定则是楞次定律在特定情形下的一个应用,两个判断感应电流方向则是楞次定律在特定情形下的一个应用,两个判断感应电流方向方法的结论应该是一致的,方法的结论应该是一致的,E E正确。正确。2.2.如图所示为闭
40、合电路中的一部分导体如图所示为闭合电路中的一部分导体abab在磁场中做切割磁感在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由线运动的情景,其中能产生由a a到到b b的感应电流的是()的感应电流的是()【解析【解析】选选A A。题目中导体做切割磁感线运动,先由感应电流。题目中导体做切割磁感线运动,先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流,再应用右手定则判断感应产生的条件判断是否存在感应电流,再应用右手定则判断感应电流方向。由右手定则可判定电流方向。由右手定则可判定abab中的电流,中的电流,A A项中由项中由a a向向b b,B B项项中由中由b b向向a a,C C项中由项中由b b向向a
41、a,D D项中由项中由b b向向a a。故选。故选A A。3.3.如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()动方式应是()A.NA.N极向纸内,极向纸内,S S极向纸外,使磁铁绕极向纸外,使磁铁绕O O点转动点转动B.NB.N极向纸外,极向纸外,S S极向纸内,使磁铁绕极向纸内,使磁铁绕O O点转动点转动C.C.磁铁在线圈平面内顺时针转动磁铁
42、在线圈平面内顺时针转动D.D.磁铁在线圈平面内逆时针转动磁铁在线圈平面内逆时针转动【解析【解析】选选A A。当。当N N极向纸内,极向纸内,S S极向纸外转动时,穿过线圈的极向纸外转动时,穿过线圈的磁场从无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆磁场从无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,时针,A A选项正确;当选项正确;当N N极向纸外,极向纸外,S S极向纸内转动时,穿过线极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,感应电流方向为顺时针,圈的磁场向外并增加,感应电流方向为顺时针,B B选项错误;选项错误;当磁铁在线圈平面内绕当磁铁在线圈平面内绕O O点转动时,穿过线圈的
43、磁通量始终为点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,零,因而不产生感应电流,C C、D D选项错误。选项错误。4.4.(多选)(多选)(20132013海南高考)如图,在水平光滑桌面上,两海南高考)如图,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内。在金属右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内。在金属框接通逆时针方向电流的瞬间()框接通逆时针方向电流的瞬间()A.A.两小线圈会有相互靠拢的趋势两小线圈会有相互靠拢的趋势B.B.两小线圈会有相互
44、远离的趋势两小线圈会有相互远离的趋势C.C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D.D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电流沿逆时针方向流沿逆时针方向【解析【解析】选选B B、C C。金属框接通电流的瞬间,两个小线圈的磁通。金属框接通电流的瞬间,两个小线圈的磁通量均增大,根据楞次定律,为了阻碍磁通量的增大,它们必须量均增大,根据楞次定律,为了阻碍磁通量的增大,它们必须相互远离,选项相互远离,选项A A错误,错误,B B正确;由环形电流的磁场分布规律知正确;由环形电流的磁场分布规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外,根据两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外,根据“增反减同增反减同”原原则得,则得,C C正确,正确,D D错误。错误。