,第一章 電磁感應(yīng),習(xí)題課：楞次定律的應(yīng)用,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.,內(nèi)容索引,題型探究,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,題型探究,一、利用“結(jié)論法”判斷感應(yīng)電流的方向,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)過位置到位置，位置和位置都很接近位置，這個(gè)過程中線圈的感應(yīng)電流 A.沿abcd流動(dòng) B.沿dcba流動(dòng) C.先沿abcd流動(dòng)，后沿dcba流動(dòng) D.先沿dcba流動(dòng)，后沿abcd流動(dòng),圖1,答案,解析,由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布可知，線圈在位置時(shí)穿過閉合線圈的磁通量最小為零，線圈從位置到位置，從下向上穿過線圈的磁通量在減少，線圈從位置到位置，從上向下穿過線圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是abcd.,2.“來拒去留”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 A.向右擺動(dòng) B.向左擺動(dòng) C.靜止 D.無法判定,圖2,答案,解析,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過銅環(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).,3.“增縮減擴(kuò)”法 就閉合電路的面積而言，收縮或擴(kuò)張是為了阻礙電路原磁通量的變化.若穿過閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢(shì)；若穿過閉合電路的磁通量減少，面積有擴(kuò)張趨勢(shì).口訣為“增縮減擴(kuò)”. 說明：此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線的情況.,例3 如圖3所示，在載流直導(dǎo)線旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線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)線中的電流逐漸增大時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是 A.一起向左運(yùn)動(dòng) B.一起向右運(yùn)動(dòng) C.ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D.ab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離,圖3,答案,解析,由于在閉合回路abdc中，ab和cd電流方向相反，所以兩導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向一定相反，排除A、B； 當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí)，穿過閉合回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙穿過回路磁通量的變化，所以兩導(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)變化且線圈回路可移動(dòng)時(shí)，由于磁場(chǎng)增強(qiáng)使得穿過回路的磁通量增加，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，由于磁場(chǎng)減弱使線圈中的磁通量減少時(shí)，線圈將靠近磁體來阻礙磁通量減少，口訣記為“增離減靠”.,例4 如圖4所示，通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管截面平行，當(dāng)開關(guān)S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 A.同時(shí)向兩側(cè)推開 B.同時(shí)向螺線管靠攏 C.一個(gè)被推開，一個(gè)被吸引，但因電源正負(fù)極 未知，無法具體判斷 D.同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠攏，但因電源 正負(fù)極未知，無法具體判斷,圖4,答案,解析,開關(guān)S接通瞬間，小銅環(huán)中磁通量從無到有增加，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)運(yùn)動(dòng).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.,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，導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí)，正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(說明：導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大) A.有感應(yīng)電流，且B被A吸引 B.MN受到的安培力方向水平向左 C.MN受到的安培力方向水平向右 D.有感應(yīng)電流，且B被A排斥,圖5,答案,解析,MN向右加速滑動(dòng)，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從NM，且大小在逐漸變大，根據(jù)左手定則知MN受到的安培力方向水平向左，故B正確，C錯(cuò)誤. 根據(jù)安培定則知，電磁鐵A的磁場(chǎng)方向向左，且大小逐漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律知，B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右，B被A排斥，D正確，A錯(cuò)誤.,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，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊 A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng) B.在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒 C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng) D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大,圖6,答案,解析,小磁塊下落過程中，在銅管P中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁塊受到向上的磁場(chǎng)力，不做自由落體運(yùn)動(dòng)，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落體運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 根據(jù)功能關(guān)系知，在P中下落時(shí)，小磁塊機(jī)械能減少，在Q中下落時(shí)，小磁塊機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 在P中加速度較小，在P中下落時(shí)間較長(zhǎng)，選項(xiàng)C正確； 由于在P中下落時(shí)要克服磁場(chǎng)力做功，機(jī)械能有損失，故可知落到底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),2,在接通電源的瞬間，通過B環(huán)的電流從無到有，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)從無到有，穿過A、C兩環(huán)的磁通量從無到有，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.,1.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) A.都被B吸引 B.都被B排斥 C.A被吸引，C被排斥 D.A被排斥，C被吸引,1,2,3,4,圖7,答案,解析,2.如圖8所示，水平桌面上放有一個(gè)閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一個(gè)條形磁鐵.當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是 A.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,1,2,3,4,答案,解析,圖8,1,2,3,4,根據(jù)楞次定律可知：當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動(dòng)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.(多選)如圖9所示，閉合圓形金屬環(huán)豎直固定，光滑水平導(dǎo)軌穿過圓環(huán)，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，其軸線穿過圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過圓環(huán)的整個(gè)過程中，下列說法正確的是 A.磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動(dòng) B.磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做減速運(yùn)動(dòng) C.磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動(dòng) D.磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，做減速運(yùn)動(dòng),1,2,3,4,圖9,答案,4. (多選)如圖10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 A.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,解析,圖10,1,2,3,4,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L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過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.,1,2,3,4,