人教A版選修32楞次定律 第一課時 學案.doc

4.3 楞次定律 學案（人教版選修3-2）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阻礙引起感應電流的磁通量的變化2右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線垂直從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向3下列說法正確的是( )a感應電流的磁場方向總是與引起感應電流的磁場方向相反b感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向可能相同，也可能相反c楞次定律只能判定閉合回路中感應電流的方向d楞次定律可以判定不閉合的回路中感應電動勢的方向答案 bd解析 本題的關鍵是理解楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化如果是因磁通量的減小而引起的感應電流，則感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同，阻礙磁通量的減??；如果是因磁通量的增大而引起的感應電流，則感應電流的磁場與引起感應電流的磁場方向相反，阻礙磁通量的增大，故a項錯誤，b項正確；楞次定律既可以判定閉合回路中感應電流的方向，還可以判定不閉合回路中感應電動勢的方向c項錯誤，d項正確4如圖1所示，一線圈用細桿懸于p點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強磁場中運動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置，時(位置正好是細桿豎直位置)，線圈內的感應電流方向(順著磁場方向看去)是( )圖1a，位置均是順時針方向b，位置均是逆時針方向c位置是順時針方向，位置為零，位置是逆時針方向d位置是逆時針方向，位置為零，位置是順時針方向答案 d解析 本題關鍵是判定出，位置時磁通量的變化情況，線圈由初始位置向位置運動過程中，沿磁場方向的磁通量逐漸增大，根據楞次定律，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，從右向左穿過線圈，根據安培定則，位置時感應電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時針方向；在位置時由左向右穿過線圈的磁通量最大，由位置向位置運動時，向右穿過線圈的磁通量減少，根據楞次定律，感應電流的磁場方向向右，阻礙它的減少，根據安培定則可判定位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時針方向，且知位置時感應電流為零故選d.5如圖2所示，當導體棒mn在外力作用下沿導軌向右運動時，流過r的電流方向是( )圖2a. 由ab b. 由bac無感應電流d無法確定答案 am，則通過r的電流為am，則通過r的電流為ab.【概念規(guī)律練】知識點一 楞次定律的基本理解1如圖3所示為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構成，兩磁極相對于線圈平面對稱，在磁極繞轉軸勻速轉動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運動(o是線圈中心)，則( )圖3a從x到o，電流由e經g流向f，先增大再減小b從x到o，電流由f經g流向e，先減小再增大c從o到y(tǒng)，電流由f經g流向e，先減小再增大d從o到y(tǒng)，電流由e經g流向f，先增大再減小答案 d解析 s，方向向上當磁極由x到o時，穿過線圈的磁通量增加根據楞次定律，感應電流的磁場應向下，再根據安培定則可知電流由f經g流向e，當磁極在圓形線圈正上方時，磁通量的變化率最小，故電流先增大后減小當磁極從o到y(tǒng)時，穿過線圈的磁通量減少，可判斷電流方向由e經g流向f.再根據磁通量最大時，磁通量的變化率最小，則感應電流最小，故電流先增大后減小故選項d正確s，方向向上當磁極由x到o時，穿過線圈的磁通量增加根據楞次定律，感應電流的磁場應向下，再根據安培定則可知電流由f經g流向e，當磁極在圓形線圈正上方時，磁通量的變化率最小，故電流先增大后減小當磁極從o到y(tǒng)時，穿過線圈的磁通量減少，可判斷電流方向由e經g流向f.再根據磁通量最大時，磁通量的變化率最小，則感應電流最小，故電流先增大后減小故選項d正確點評 應用楞次定律判斷感應電流的一般步驟：2如圖4所示，一均勻的扁平條形磁鐵的軸線與圓形線圈在同一平面內，磁鐵中心與圓心重合，為了在磁鐵開始運動時線圈中能得到逆時針方向的感應電流，磁鐵的運動方式應是( )圖4an極向紙內，s極向紙外，使磁鐵繞o點轉動bn極向紙外，s極向紙內，使磁鐵繞o點轉動c磁鐵在線圈平面內順時針轉動d磁鐵在線圈平面內逆時針轉動答案 a解析 當n極向紙內，s極向紙外轉動時，穿過線圈的磁場由無到有并向里，感應電流的磁場應向外，電流方向為逆時針，a選項正確；當n極向紙外，s極向紙內轉動時，穿過線圈的磁場向外并增加，感應電流方向為順時針，b選項錯誤；當磁鐵在線圈平面內繞o點轉動時，穿過線圈的磁通量始終為零，因而不產生感應電流，c、d選項錯誤點評 此題是“逆方向”應用楞次定律，只需把一般步驟“逆向”即可知識點二 右手定則3. 如圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，導體ab上的感應電流方向為ab的是( )答案 ab，b中電流由bb，b中電流由ba，c中電流沿acba方向，d中電流由ba.故選a.點評 判別導體切割磁感線產生的感應電流方向時，采用右手定則更有針對性，當然用楞次定律也可以判別4如圖5所示，導線框abcd與通電直導線在同一平面內，直導線通有恒定電流并通過ad和bc的中點，當線框向右運動的瞬間，則( )圖5a線框中有感應電流，且按順時針方向b線框中有感應電流，且按逆時針方向c線框中有感應電流，但方向難以判斷d由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應電流答案 b解析 此題可用兩種方法求解，借此感受右手定則和楞次定律分別在哪種情況下更便捷方法一：首先由安培定則判斷通電直導線周圍的磁場方向（如下圖所示），因ab導線向右做切割磁感線運動，由右手定則判斷感應電流由ab,同理可判斷cd導線中的感應電流方向由cd,ad、bc兩邊不做切割磁感線運動，所以整個線框中的感應電流是逆時針方向的.方法二：首先由安培定則判斷通電直導線周圍的磁場方向(如右圖所示)，由對稱性可知合磁通量0；其次當導線框向右運動時，穿過線框的磁通量增大(方向垂直向里)，由楞次定律可知感應電流的磁場方向垂直紙面向外，最后由安培定則判斷感應電流按逆時針方向，故b選項正確點評 右手定則在判斷由于部分導體切割磁感線的感應電流方向時針對性強，若電路中非一部分導體做切割磁感線運動時，應用楞次定律更輕松一些【方法技巧練】一、增反減同法5某磁場磁感線如圖6所示，有一銅線圈自圖示a處落至b處，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應電流方向是( )圖6a始終順時針b始終逆時針c先順時針再逆時針d先逆時針再順時針答案 c解析 自a落至圖示位置時，穿過線圈的磁通量增加，磁場方向向上，則感應電流的磁場方向與之相反，即向下，故可由安培定則判斷線圈中的感應電流為順時針；自圖示位置落至b點時，穿過線圈的磁通量減少，磁場方向向上，則感應電流的磁場方向與之相同即向上，故可由安培定則判斷線圈中的感應電流為逆時針，選c.方法總結 此題中的“增反減同”為：當回路中的磁通量增加(減少)時感應電流的磁場方向與原磁場方向相反(相同)6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7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7a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，下極板帶正電答案 d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方法總結 應用增反減同法時，特別要注意原磁場的方向，才能根據增反減同判斷出感應電流的磁場方向二、來拒去留法7如圖8所示，當磁鐵突然向銅環(huán)運動時，銅環(huán)的運動情況是( )圖8a向右擺動b向左擺動c靜止d無法判定答案 a解析 此題可由兩種方法來解決方法1：畫出磁鐵磁感線分布，如圖甲所示，當磁鐵向環(huán)運動時，穿過環(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銅環(huán)中有感應電流時銅環(huán)又要受到安培力的作用，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、下兩小段電流研究，由左手定則確定兩段電流受力，由此可聯(lián)想到整個銅環(huán)所受合力向右，則a選項正確甲 乙方法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，則兩磁鐵有排斥作用，故a正確方法總結 此題中若磁鐵遠離銅環(huán)運動時，同樣可分析出銅環(huán)的運動情況為向左擺動，故可歸納出：感應電流在磁場中受力時有“來拒去留”的特點8如圖9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( )圖9a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線圈靜止不動答案 c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.方法總結 感應電流在磁場中受力，用“來拒去留”來直接判斷既快又準，此法也可理解為感應電流在磁場中受力總是“阻礙相對運動”三、增縮減擴法9如圖10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( )圖10ap、q將相互靠攏bp、q將相互遠離c磁鐵的加速度仍為gd磁鐵的加速度小于g答案 ad解析 根據楞次定律，感應電流的效果是總要阻礙產生感應電流的原因，本題中“原因”是回路中磁通量的增加，p、q可通過縮小面積的方式進行阻礙，故可得a正確由“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.方法總結 增縮減擴法，就閉合電路的面積而言，致使電路的面積有收縮或擴張的趨勢10如圖11(a)所示，兩個閉合圓形線圈a、b的圓心重合，放在同一水平面內，線圈a中通以如圖11(b)所示的交變電流，t0時電流方向為順時針(如圖箭頭所示)，在t1t2時間段內，對于線圈b，下列說法中正確的是( )圖11a線圈b內有順時針方向的電流，線圈有擴張的趨勢b線圈b內有順時針