（通用版）2022-2023版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 微型專(zhuān)題練1 楞次定律的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3-2學(xué)習(xí)目標(biāo)1.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.2.理解安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的區(qū)別一、楞次定律的重要結(jié)論1“增反減同”法感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場(chǎng)磁通量)的變化(1)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反(2)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同口訣記為“增反減同”例1如圖1所示，一水平放置的矩形閉合線(xiàn)圈abcd在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中位置經(jīng)過(guò)位置到位置，位置和位置都很接近位置，這個(gè)過(guò)程中線(xiàn)圈的感應(yīng)電流 ()圖1A沿abcda流動(dòng)B沿dcbad流動(dòng)C先沿abcda流動(dòng)，后沿dcbad流動(dòng)D先沿dcbad流動(dòng)，后沿abcda流動(dòng)答案A解析由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布可知，線(xiàn)圈在位置時(shí)穿過(guò)閉合線(xiàn)圈的磁通量最小，為零，線(xiàn)圈從位置到位置，從下向上穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量在減少，線(xiàn)圈從位置到位置，從上向下穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是abcda.2“來(lái)拒去留”法由于磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場(chǎng)間有力的作用，這種力的作用會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)口訣記為“來(lái)拒去留”例2如圖2所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()圖2A向右擺動(dòng)B向左擺動(dòng)C靜止D無(wú)法判定答案A解析當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)銅環(huán)的磁通量增加，為阻礙磁通量的增加，銅環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，故選A.3“增縮減擴(kuò)”法就閉合電路的面積而言，收縮或擴(kuò)張是為了阻礙穿過(guò)電路的原磁通量的變化若穿過(guò)閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢(shì)；若穿過(guò)閉合電路的磁通量減少，面積有擴(kuò)張趨勢(shì)口訣記為“增縮減擴(kuò)”說(shuō)明：此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線(xiàn)的情況例3如圖3所示，在載流直導(dǎo)線(xiàn)旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線(xiàn)平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩個(gè)可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線(xiàn)中的電流逐漸增大時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是 ()圖3A一起向左運(yùn)動(dòng)B一起向右運(yùn)動(dòng)Cab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近Dab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離答案C解析由于在閉合回路abdc中，ab和cd電流方向相反，所以?xún)蓪?dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向一定相反，排除A、B；當(dāng)載流直導(dǎo)線(xiàn)中的電流逐漸增大時(shí)，穿過(guò)閉合回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙穿過(guò)回路的磁通量的變化，所以?xún)蓪?dǎo)體相互靠近，減小面積，達(dá)到阻礙磁通量增大的目的故選C.4“增離減靠”法當(dāng)磁場(chǎng)變化且線(xiàn)圈回路可移動(dòng)時(shí)，由于磁場(chǎng)增強(qiáng)使得穿過(guò)線(xiàn)圈回路的磁通量增加，線(xiàn)圈將通過(guò)遠(yuǎn)離磁體來(lái)阻礙磁通量增加；反之，由于磁場(chǎng)減弱使線(xiàn)圈中的磁通量減少時(shí)，線(xiàn)圈將靠近磁體來(lái)阻礙磁通量減少口訣記為“增離減靠”例4如圖4所示，通電螺線(xiàn)管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線(xiàn)管截面平行，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()圖4A同時(shí)向兩側(cè)推開(kāi)B同時(shí)向螺線(xiàn)管靠攏C一個(gè)被推開(kāi)，一個(gè)被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷D同時(shí)被推開(kāi)或同時(shí)向螺線(xiàn)管靠攏，但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷答案A解析開(kāi)關(guān)S接通瞬間，小銅環(huán)中磁通量從無(wú)到有增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)推開(kāi)故A正確二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用場(chǎng)合如下表.比較項(xiàng)目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場(chǎng)合電流周?chē)拇鸥芯€(xiàn)方向判斷通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力方向判斷導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向判斷回路中磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向綜合運(yùn)用這幾個(gè)規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個(gè)規(guī)律的適用場(chǎng)合，不能混淆例5(多選)如圖5所示裝置中，cd桿光滑且原來(lái)靜止當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)(導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖5A向右勻速運(yùn)動(dòng) B向右加速運(yùn)動(dòng)C向左加速運(yùn)動(dòng) D向左減速運(yùn)動(dòng)答案BD解析ab桿向右勻速運(yùn)動(dòng)，在ab桿中產(chǎn)生恒定的電流，該電流在線(xiàn)圈L1中產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，在L2中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以cd桿不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；ab桿向右加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，知在ab桿上產(chǎn)生增大的由a到b的電流，根據(jù)安培定則，在L1中產(chǎn)生方向向上且增強(qiáng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)向下通過(guò)L2，由楞次定律，cd桿中的電流由c到d，根據(jù)左手定則，cd桿受到向右的安培力，向右運(yùn)動(dòng)，故B正確；同理可得C錯(cuò)誤，D正確幾個(gè)規(guī)律的使用中，要抓住各個(gè)對(duì)應(yīng)的因果關(guān)系：1因電而生磁(IB)安培定則2因動(dòng)而生電(v、BI)右手定則3因電而受力(I、BF安)左手定則三、能量的角度理解楞次定律感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流受到安培力作用，導(dǎo)體克服安培力做功從而實(shí)現(xiàn)其他形式的能向電能的轉(zhuǎn)化，所以楞次定律的“阻礙”是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn)例6如圖6所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開(kāi)始水平下落，在下落過(guò)程中，下列判斷正確的是()圖6A金屬環(huán)在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒B金屬環(huán)在下落過(guò)程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量C金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力答案B解析金屬環(huán)在下落過(guò)程中，磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)受到磁場(chǎng)力的作用，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤由能量守恒，金屬環(huán)重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量和在金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能之和，B正確金屬環(huán)下落的過(guò)程中，機(jī)械能不停地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，機(jī)械能一直減少，C錯(cuò)誤當(dāng)金屬環(huán)下落到磁鐵中央位置時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，環(huán)和磁鐵間無(wú)作用力，磁鐵對(duì)桌面的壓力大小等于磁鐵的重力，D錯(cuò)誤1(楞次定律的重要結(jié)論)如圖7所示，水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個(gè)金屬環(huán)，其中B接電源在接通電源的瞬間，A、C兩環(huán)()圖7A都被B吸引B都被B排斥CA被吸引，C被排斥DA被排斥，C被吸引答案B解析在接通電源的瞬間，通過(guò)B環(huán)的電流從無(wú)到有，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)從無(wú)到有，穿過(guò)A、C兩環(huán)的磁通量從無(wú)到有，A、C兩環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化，為了阻礙原磁通量的增加，A、C兩環(huán)都被B環(huán)排斥而遠(yuǎn)離B環(huán)，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確2(楞次定律的重要結(jié)論)如圖8所示，水平桌面上放有一個(gè)閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)中心軸線(xiàn)上方有一個(gè)條形磁鐵當(dāng)條形磁鐵沿軸線(xiàn)豎直自由落下時(shí)，下列判斷正確的是 ()圖8A鋁環(huán)有收縮趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力減小B鋁環(huán)有收縮趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力增大C鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力減小D鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力增大答案B解析根據(jù)楞次定律可知：當(dāng)條形磁鐵沿軸線(xiàn)豎直自由落下時(shí)，閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增大，因此鋁環(huán)面積應(yīng)有收縮的趨勢(shì)，同時(shí)有遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢(shì)，故增大了和桌面的擠壓程度，從而使鋁環(huán)對(duì)桌面壓力增大，故B項(xiàng)正確3.(從能量角度理解楞次定律)如圖9所示，條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落，中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線(xiàn)圈，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，至落地用時(shí)t1，落地時(shí)速度為v1；S閉合時(shí)，至落地用時(shí)t2，落地時(shí)速度為v2.則它們的大小關(guān)系正確的是()圖9At1>t2，v1>v2Bt1t2，v1v2Ct1<t2，v1<v2Dt1<t2，v1>v2答案D解析開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電流，對(duì)磁鐵無(wú)阻礙作用，故磁鐵自由下落，ag；當(dāng)S閉合時(shí)，線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流，對(duì)磁鐵有阻礙作用，故a<g.所以t1<t2，v1>v2，故D正確4(楞次定律的重要結(jié)論)(多選)如圖10所示，閉合圓形金屬環(huán)豎直固定，光滑水平導(dǎo)軌穿過(guò)圓環(huán)，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，其軸線(xiàn)穿過(guò)圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過(guò)圓環(huán)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖10A磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中，做加速運(yùn)動(dòng)B磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中，做減速運(yùn)動(dòng)C磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過(guò)程中，做加速運(yùn)動(dòng)D磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過(guò)程中，做減速運(yùn)動(dòng)答案BD5(“三定則一定律”的綜合應(yīng)用)(多選)如圖11所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖11A向右加速運(yùn)動(dòng) B向左加速運(yùn)動(dòng)C向右減速運(yùn)動(dòng) D向左減速運(yùn)動(dòng)答案BC解析當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由QP，由安培定則可知穿過(guò)L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過(guò)L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過(guò)MN的感應(yīng)電流是從NM的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，流過(guò)MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)C正確；同理可判斷選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤