第2章,楞次定律和自感現象,第2講 習題課 楞次定律的應用,目標定位,1.應用楞次定律的拓展判斷感應電流的方向. 2.理解安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的區(qū)別.,1.楞次定律 感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要 引起感應電流的磁通量的 . 2.應用楞次定律判斷感應電流方向的一般步驟 (1)明確所研究的 ，判斷 的方向； (2)判斷閉合電路內原磁場的 的變化情況；,阻礙,變化,閉合電路,原磁場,磁通量,(3)由 判斷感應電流的磁場方向； (4)由 根據感應電流的磁場方向，判斷出感應電流的方向. 3.安培定則(右手螺旋定則)、右手定則、左手定則 (1)判斷電流產生的磁場方向用 定則. (2)判斷磁場對通電導體作用力方向用 定則. (3)判斷導體切割磁感線運動產生的感應電流方向用 定則.,楞次定律,安培定則,安培,左手,右手,一、“增反減同”法,感應電流的磁場，總是阻礙引起感應電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化. 1.當原磁場磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相反. 2.當原磁場磁通量減少時，感應電流的磁場方向就與原磁場方向相同. 口訣記為“增反減同”,例1 如圖1所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當a繞O點在其所在平面內旋轉時，b中產生順時針方向的感應電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a沿( ) A順時針加速旋轉 B順時針減速旋轉 C逆時針加速旋轉 D逆時針減速旋轉,解析 據楞次定律的推論“增反減同”，b環(huán)中產生順時針方向的感應電流，說明a中原電流可能順時針減少，也可能逆時針增加，但b環(huán)有收縮的趨勢，說明a環(huán)中的電流應與b環(huán)中的電流同向，同向電流相互吸引，才能使b環(huán)收縮，故a環(huán)中的電流只是順時針減少，因此帶正電的a環(huán)只能沿順時針減速旋轉，B正確 答案 B,二、“來拒去留”法 導體和磁場相對運動產生電磁感應現象時，產生的感應電流受到磁場的安培力，這種安培力會“阻礙”相對運動. 口訣記為“來拒去留”.,例2 如圖2所示，當磁鐵突然向銅環(huán)運動時， 銅環(huán)的運動情況是( ) A.向右擺動 B.向左擺動 C.靜止 D.無法判定 解析 本題可由兩種方法來解決： 方法1：畫出磁鐵的磁感線分布，如圖甲所示，當磁 鐵向銅環(huán)運動時，穿過銅環(huán)的磁通量增加，由楞次 定律判斷出銅環(huán)中的感應電流方向如圖甲所示.,圖2,分析銅環(huán)受安培力作用而運動時，可把銅環(huán)中的電流等效為多段直線電流元.取上、下兩小段電流元作為研究對象.由左手定則確定兩段電流元的受力，由此可推斷出整個銅環(huán)所受合力向右，則A選項正確. 方法2(等效法)：磁鐵向右運動，使銅環(huán)產生的感應 電流可等效為圖乙所示的條形磁鐵，兩磁鐵有排斥 作用，故A正確.,答案 A,三、“增縮減擴”法 當閉合電路中有感應電流產生時，電路的各部分導線就會受到安培力作用，會使電路的面積有變化(或有變化趨勢). 1.若原磁通量增加，則通過減小有效面積起到阻礙的作用. 2.若原磁通量減少，則通過增大有效面積起到阻礙的作用. 口訣記為“增縮減擴”.,例3 如圖3所示，光滑固定導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置于導軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時( ) AP、Q將相互靠攏 BP、Q將相互遠離 C磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于g,圖3,解析 根據“增縮減擴”可知P、Q可通過縮小面積的方式進行阻礙磁通量的增加，故可得A正確；根據“來拒去留”得回路電流受到向下的力的作用，由牛頓第三定律知磁鐵受向上的作用力，所以磁鐵的加速度小于g，選A、D. 答案 AD,四、“增離減靠”法 發(fā)生電磁感應現象時，通過什么方式來“阻礙”原磁通量的變化要根據具體情況而定.可能是阻礙導體的相對運動，也可能是改變線圈的有效面積，還可能是通過遠離或靠近變化的磁場源來阻礙原磁通量的變化.即： 1.若原磁通量增加，則通過遠離磁場源起到阻礙的作用； 2.若原磁通量減少，則通過靠近磁場源起到阻礙的作用. 口訣記為“增離減靠”.,例4 如圖4所示，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側，若變阻器滑片P向左移動，則金屬環(huán)A將向_(選填“左”或“右”)運動，并有_(選填“收縮”或“擴張”)趨勢,圖4,解析 變阻器滑片P向左移動，電阻變小，電流變大，根據楞次定律，感應電流的磁場方向與電流磁場方向相反，相互排斥則金屬環(huán)A將向左移動，因磁通量增大，金屬環(huán)A有收縮趨勢 答案 左 收縮,五、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別 1.右手定則是楞次定律的特殊情況 (1)楞次定律的研究對象為整個閉合導體回路，適用于磁通量變化引起感應電流的各種情況. (2)右手定則的研究對象為閉合導體回路的一部分，適用于一段導體在磁場中做切割磁感線的運動.,2.區(qū)別安培定則、左手定則、右手定則的關鍵是抓住因果關系 (1)因電而生磁(IB)安培定則.(判斷電流周圍磁感線的方向) (2)因動而生電(v、BI感)右手定則.(導體切割磁感線產生感應電流) (3)因電而受力(I、BF安)左手定則.(磁場對電流有作用力),例5 如圖5所示，導軌間的磁場方向垂直于紙面向里.圓形金屬環(huán)B正對磁鐵A，當導線MN在導軌上向右加速滑動時，下列說法正確的是( ) A.MN中電流方向NM，B被A吸引 B.MN中電流方向NM，B被A排斥 C.MN中電流方向MN，B被A吸引 D.MN中電流方向MN，B被A排斥,圖5,解析 MN向右加速滑動，根據右手定則，MN中的電流方向從NM，且大小在逐漸變大，根據安培定則知，電磁鐵A的磁場方向向左，且大小逐漸增強，根據楞次定律知，B環(huán)中的感應電流產生的磁場方向向右，B被A排斥.B正確，A、C、D錯誤. 答案 B,“增反減同”法 1電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖6所示現使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( ),圖6,A從a到b，上極板帶正電 B從a到b，下極板帶正電 C從b到a，上極板帶正電 D從b到a，下極板帶正電,解析 在N極接近線圈上端的過程，穿過線圈的磁通量向下增加，則感應電流的磁場方向向上由安培定則可判定電路中的電流為順時針方向，故通過R的電流由b到a，電容器下極板帶正電 答案 D,“來拒去留”法 2如圖7所示，蹄形磁鐵的兩極間，放置一個線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO軸轉動，磁鐵如圖示方向轉動時，線圈的運動情況是( ) A俯視，線圈順時針轉動，轉速與磁鐵相同 B俯視，線圈逆時針轉動，轉速與磁鐵相同 C線圈與磁鐵轉動方向相同，但轉速小于磁鐵轉速 D線圈靜止不動,圖7,解析 本題“原因”是磁鐵有相對線圈的運動，“效果”便是線圈要阻礙兩者的相對運動，線圈阻止不了磁鐵的運動，由“來拒去留”線圈只好跟著磁鐵同向轉動；如果二者轉速相同，就沒有相對運動，線圈就不會轉動，故答案為C. 答案 C,“增縮減擴”法 3.如圖8所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方，直導線與圓環(huán)在同一豎直面內，當通電直導線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將( ) A.S增大，l變長 B.S減小，l變短 C.S增大，l變短 D.S減小，l變長,圖8,解析 當通電直導線中電流增大時，穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產生感應電流.根據楞次定律，感應電流要阻礙磁通量的增大：一是用縮小面積的方式進行阻礙；二是用遠離直導線的方法進行阻礙，故D正確. 答案 D,“增離減靠”法 4.如圖9所示是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現鉆頭M向右運動，則可能是( ) A.開關S閉合瞬間 B.開關S由閉合到斷開的瞬間 C.開關S已經是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動 D.開關S已經是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動,圖9,解析 當開關突然閉合時，左線圈上有了電流，產生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，產生感應電流，使鉆頭M向右運動，故A項正確； 當開關S已經閉合時，只有左側線圈電流增大才會導致鉆頭M向右運動，故C項正確. 答案 AC,“一定律三定則”的綜合應用 5. 如圖10所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是( ) A.向右加速運動 B.向左加速運動 C.向右減速運動 D.向左減速運動,圖9,解析 當PQ向右運動時，用右手定則可判定PQ中感應電流的方向是由QP，由安培定則可知穿過L1的磁場方向是自下而上的； 若PQ向右加速運動，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過MN的感應電流是從NM的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運動，可見選項A不正確； 若PQ向右減速運動，流過MN的感應電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運動，所以選項C是正確的； 同理可判斷選項B是正確的，選項D是錯誤的. 答案 BC,