48知識講解楞次定律和右手定則的應(yīng)用基礎(chǔ)

1、楞次定律和右手定則的應(yīng)用 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 實驗探究獲得感應(yīng)電流方向的決定因素，能熟練地運用楞次定律以及右手定則判斷感應(yīng)電流的 方向。 2. 深入理解楞次定律的意義，能夠利用它判斷感應(yīng)電流產(chǎn)生的力學(xué)效果。 【要點梳理】 要點一、楞次定律的得出 1極插入 戈極拔出 樸極插入 曽柢拡出 示意圖 r 艸P 1 . 八 P z- Ih 川1 一 U 0 1 i 原磁場方向 向下 向T 向上 侖上 原磁場的磁通歐變化 増加 減少 增加 減少 感應(yīng)電流方向(俯視) 逆時針 順時針 順時針 邊時針 感應(yīng)電流的樓場方向 向上 向T 向下 向上 感應(yīng)電流的磁場方向 與原磁場方侖時照 增反 減同 增反 咸同 要

2、點二、楞次定律的內(nèi)容 感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 。 楞次定律 楞次在輛理學(xué)上的主要咸就是規(guī)現(xiàn)了電雄感應(yīng)的 捋次虔律和電熱效總的譙耳-捋次定律 要點詮釋: 而結(jié)果是出現(xiàn)了感應(yīng) (1) 定律中的因果關(guān)系。 閉合電路中磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因, 電流的磁場。 （2） 楞次定律符合能量守恒定律。 感應(yīng)電流的磁場在阻礙磁通量變化或阻礙磁體和螺線管（課本 實驗）間的相對運動的過程中，機械能轉(zhuǎn)化成了電能。楞次定律中的“阻礙”正是能量守恒定律在電 磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)。 （3） 楞次定律中兩磁場間的關(guān)系。閉合電路中有兩個磁場， 一是引起感應(yīng)電流的磁場，

3、即原磁場； 二是感應(yīng)電流的磁場。當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）要增加時，感應(yīng)電流的磁場要阻礙它的 增加，兩個磁場方向相反；原磁通量要減少時，感應(yīng)電流的磁場阻礙它的減少，兩個磁場方向相同。 （4）正確理解“阻礙”的含義。感應(yīng)電流的磁場阻礙的是引起感應(yīng)電流的原因一一原磁場磁通量 要點三、楞次定律的應(yīng)用 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟是: （1） 的變化，而不是阻礙原磁場， 也不是阻礙原磁場的磁通量。“阻礙”的具體表現(xiàn)是：當(dāng)原磁通量增加時， 感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，當(dāng)原磁通量減少時，兩磁場方向相同。阻礙不等于阻止，其作用 是使磁通量增加或減少變慢，但磁通量仍會增加或減少。 明確所

4、研究的閉合電路，判斷原磁場的方向； 判斷閉合電路內(nèi) 原磁場的磁通量的變化 情況； (4) 由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向； 由安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向，判斷出感應(yīng)電流的方向。 以上步驟可概括為四句話：“明確增減和方向，增反減同切莫忘，安培定則來判斷，四指環(huán)繞是流 向?！?要點四、右手定則 1. 內(nèi)容：伸出右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從手心垂 直進入，并使拇指指向?qū)w運動方向，這時其余四指所指方向就是感應(yīng)電流的方向。 2. 適用范圍：適用于閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，它是楞次定律的一種特 殊情況。 要點五、楞次定律的另一種表述 感應(yīng)電

5、流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，常見有以下四種表現(xiàn)： （1）就磁通量而言，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）的變化。 （2） 就相對運動而言，阻礙導(dǎo)體間的相對運動，簡稱口訣：“來拒去留”。 （3） 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。收縮或擴張是為了阻礙電路 磁通量的變化。若穿過閉合電路的磁感線都朝同一方向，則磁通量增大時，面積有收縮趨勢，磁通量 減少時，面積有增大趨勢，簡稱口訣：“增縮減擴”。 （4）就電流而言，感應(yīng)電流阻礙原電流的變化，即原電流增大時，感應(yīng)電流方向與原電流方向相 反；原電流減小時，感應(yīng)電流方向與原電流方向相同，簡稱口訣：“增反減同?！?要點

6、六、楞次定律與能量守恒 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的能量（電能）不是憑空產(chǎn)生的，而是從其他形式的能量轉(zhuǎn)化來的， 如圖所示，當(dāng)條形磁鐵靠近線圈時，線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流，而這個感應(yīng)電流對條形磁鐵產(chǎn)生斥 力，阻礙條形磁鐵的靠近，必須有外力克服這個斥力做功，它才能移近線圈；當(dāng)條形磁鐵離開線圈時, 感應(yīng)電流方向與圖中所示方向相反，感應(yīng)電流對磁鐵產(chǎn)生吸引力，阻礙條形磁鐵的離開。這里外力做 功的過程就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。 由此可見，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，導(dǎo)體中由于出現(xiàn)感應(yīng)電流而受到的磁場力必然阻礙此導(dǎo)體的 相對運動。所以楞次定律還可以表述為：當(dāng)磁體間因相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場總是

7、 阻礙導(dǎo)體間的相對運動。 綜上所述，楞次定律是符合能量守恒定律的。 要點七、楞次定律與右手定則的關(guān)系 楞次定律與右手定則的關(guān)系表： 楞次定律 右手定則 研究對象 整個閉合電路 閉合電路的一部分 適用范圍 磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種 情況 一段導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線 運動 關(guān)系 右手定則是楞次定律的特殊情況 要點詮釋: 1 ）右手定則僅適用于導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的判斷 2）右手定則和楞次定律的一致性：這主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，從電磁感應(yīng)的過程來看, 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是指使通過外力做功，將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的過程，因而右手定則和楞次定 律都是遵守能量的轉(zhuǎn)化和守恒制約的必

8、然結(jié)果；第二，從電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的結(jié)果所起的作用來看， 總是跟引起電磁感應(yīng)的原因相對抗的，這就是右手定則和楞次定律的共同內(nèi)涵。 而楞次定律得研究對 3）研究對象和適用范圍的不同：右手定則研究的是切割磁感線的局部導(dǎo)體， 象是磁通量發(fā)生變化的整個閉合回路。導(dǎo)體不切割時，只能用楞次定律。 要點八、右手定則與左手定則的比較 右手定則與左手定則的比較表： 比較項目 左手疋則 右手定則 應(yīng)用 磁場對運動電荷、對電流作用力 方向判斷 因?qū)w切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng) 電流方向的判斷 物理量方 向間關(guān)系 磁場方向、電流方向（電荷運動 方向）、安培力（洛倫茲力）方向 磁場方向、導(dǎo)體切割磁感線方向、 感應(yīng)電流方向 圖

9、例 *尸保) 因) 因果關(guān)系 應(yīng)用實例 電流7運動 電動機 運動7電流 發(fā)電機 要點詮釋: (1)左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左 手，運動生電用右手” 。 (2 )用手判斷方向時，首先確定伸出的手應(yīng)是左手還是右手，分清左、右手是不出錯的關(guān)鍵。 要點九、感應(yīng)電動勢方向的判斷方法 (1) 存在感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部的電流方向與電動勢方向相同。 (2) 由楞次定律判斷出的感應(yīng)電流方向就是感應(yīng)電動勢的方向。 (3 )當(dāng)電路不閉合時，只要磁通量發(fā)生變化或部分導(dǎo)體切割磁感線，則必有感應(yīng)電動勢，此時可 假設(shè)電路閉合，感應(yīng)電動勢的方向用楞

10、次定律判定，或直接用右手定則判定。 【典型例題】 類型一、理解楞次定律 例1.根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場一定( A 阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B .與引起感應(yīng)電流的磁場反向 C 阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D .與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同 【答案】C 【解析】本題考查楞次定律的理解，關(guān)鍵是真正理解楞次定律的內(nèi)涵和外延。感應(yīng)電流的磁場阻 礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙磁通量，它和引起感應(yīng)電流的磁場可以同向，也可以反 向。故選Co 【總結(jié)升華】“阻礙”的對象是引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 A、B兩位置 類型二、用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 例2. (2014 蘇北聯(lián)考)如圖所示

11、，一條形磁鐵從左向右勻速穿過線圈，當(dāng)磁鐵經(jīng)過 時，線圈中() A .感應(yīng)電流方向相同，感應(yīng)電流所受作用力的方向相同 B .感應(yīng)電流方向相反, 感應(yīng)電流所受作用力的方向相反 C .感應(yīng)電流方向相反, 感應(yīng)電流所受作用力的方向相同 D .感應(yīng)電流方向相同, 感應(yīng)電流所受作用力的方向相反 【答案】C 【解析】當(dāng)磁鐵經(jīng)過 A位置時，線圈中磁通量增大，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流從左向右 看為順時針方向；當(dāng)磁鐵經(jīng)過 B位置時，線圈中磁通量減小，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流從左 A、B、D錯誤，C正確。 向右看為逆時針方向，感應(yīng)電流所受作用力的方向相同，選項 舉一反三 【高清課堂：楞次定律和右手定則的

12、應(yīng)用例1】 從上向下看（ 【變式1】如圖所示，P為一個閉合的金屬彈簧圓圈，在它的中間插有一根條形磁鐵，現(xiàn)在用力 從四周拉彈簧圓圈，使圓圈的面積增大， A 穿過彈簧圓圈面的磁通量減少, B 穿過彈簧圓圈面的磁通量增加, C.穿過彈簧圓圈面的磁通量減少, D 穿過彈簧圓圈面的磁通量增加, 彈簧圓中有逆時針方向的感應(yīng)電流 彈簧圓中有逆時針方向的感應(yīng)電流 彈簧圓中有順時針方向的感應(yīng)電流 彈簧圓中有順時針方向的感應(yīng)電流 【答案】A X X ! X 1襯X 【解析】如圖，從上向下看。穿過彈簧圓圈面的磁通量為彈簧圓圈內(nèi)條形磁鐵內(nèi)部、條形磁鐵外 部磁通量的和，用力從四周拉彈簧圓圈， 使圓圈的面積增大，則彈簧圓

13、圈內(nèi)條形磁鐵外部磁通量增加， 而條形磁鐵內(nèi)部磁通量不變，總磁通量在減少。由楞次定律可知：彈簧圓中有逆時針方向的感應(yīng)電流。 所以A選項正確。 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用例10】 【變式2】如圖所示,螺線管置于閉合金屬圓環(huán) A的軸線上,當(dāng)B中通過的電流減小時（） A、環(huán)A有縮小的趨勢 C、螺線管B有縮短的趨勢 【答案】AD B、環(huán)A有擴張的趨勢 D、螺線管B有伸長的趨勢 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用例2】 【變式3】如圖所示,當(dāng)條形磁鐵作下列運動時，線圈中的感應(yīng)電流方向應(yīng)是 （從左往右看）（） A、磁鐵靠近線圈時 B、磁鐵靠近線圈時 C、磁鐵向上平動時 D、磁鐵向上平動時 ，電流

14、的方向是逆時針的 ，電流的方向是順時針的 ，電流的方向是逆時針的 ，電流的方向是順時針的 【答案】BC MN為一根固定的通有恒定電流，的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線框 abed與MN在同一豎 例3.如圖所示， 直平面內(nèi)（彼此絕緣），當(dāng)導(dǎo)線框以豎直向下的速度。經(jīng)過圖示位置時，線框中感應(yīng)電流方向如何? 1 V 【答案】電流方向為 abeda 【解析】本題考查用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，關(guān)鍵是判斷線框abed經(jīng)過圖示位置時，穿 過線框的磁通量將怎樣變化。MN中電流在MN上方和下方產(chǎn)生的磁場如圖所示，線框經(jīng)過圖示位置 時，線框上面的部分和 MN間所包圍的”的磁感線將要減少，線框下面的部分與MN間所包圍的 “X”的

15、磁感線將要增多，總的來說，線框所圍面積“-”將要減少，“X”將要增多，根據(jù)“增反減 同”這一口訣，可知感應(yīng)電流的磁場方向與“-”同向，由安培定則可知框中感應(yīng)電流方向為 abeda。 3/ 44 * .V X X X X X X U X X X Trx X b X 【總結(jié)升華】當(dāng)有相反方向的磁感線穿過電路時，應(yīng)進行“抵消”看凈條數(shù)，即穿過電路的合磁 通量。 舉一反三 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用 【變式1】如圖所示,當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度 ) 例3】 B在逐漸增強的過程中 ,內(nèi)外金屬環(huán)上的感應(yīng)電流的方 向應(yīng)為( A、 B、 C、 內(nèi)環(huán)順時針方向，外環(huán)逆時針方向 內(nèi)環(huán)逆時針方向，外環(huán)順時針方向

16、 內(nèi)外環(huán)均順時針方向 內(nèi)外環(huán)均逆時針方向 【答案】A 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用 【變式2】如圖所示,當(dāng)變阻器R的滑片P向右移動時,流過電阻 例4】 R的電流方向是 XW im 【答案】a b 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用 例11】 框上垂直擱置一根金屬棒，棒與 【變式3】如圖所示，一個閉合金屬框的兩邊接有電阻R、R2， 線框接觸良好，整個裝置放在勻強磁場中， 當(dāng)用外力使ab棒右移時，下列判斷中正確的是（ IX X X X X X X X r X X X X X X X X L X X X X X X A. 穿過線框的磁通量不變，框內(nèi)沒有感應(yīng)電流; ，電流方向順時針 ，電流方

17、向逆時針 ，左半邊電流方向逆時針，右半邊電流方向逆時針 B. 框內(nèi)有感應(yīng)電流 C. 框內(nèi)有感應(yīng)電流 D. 框內(nèi)有感應(yīng)電流 【答案】D 類型三、運用楞次定律判斷物體的運動情況 例4.如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸 0轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器 滑片自左向右滑動時，線框 ab的運動情況是（） A .保持靜止不動 B .逆時針轉(zhuǎn)動 C順時針轉(zhuǎn)動 D .發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向 ，能很快得出結(jié)論。 【思路點撥】由“感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因” 【答案】C ab的 ab只有順時針轉(zhuǎn)動，才能 【解析】本題考查了楞次定律的另一種表述，關(guān)鍵是分析出穿過閉合導(dǎo)線

18、框的磁通量如何變化。 由圖示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，電路中電阻增大，電流減弱，則穿過閉合導(dǎo)線框 磁通量將減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流磁場將阻礙原磁通量的變化，線框 使穿過線圈的磁通量增加。 【總結(jié)升華】 對于感應(yīng)電流產(chǎn)生運動效果的題目可利用“感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流 的原因”來判斷，能很快得出結(jié)論。 舉一反三 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用例5】 【變式1】如圖所示,一電子以初速度v沿金屬板平行方向飛入 MN極板間,若突然發(fā)現(xiàn)電子向 M 板偏轉(zhuǎn)，則可能是（） nuiniiu pi 3 K A、電鍵 B、電鍵 C、電鍵 D、電鍵 S閉合瞬間 S由閉合到斷開瞬間 S是閉

19、合的，變阻器滑片P向左迅速滑動 S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動 【答案】 AC 【變式2】（2014蘇州模擬）如圖所示，在一個水平放置的閉合線圈上方有一條形磁鐵，現(xiàn)要在線 圈中產(chǎn)生順時針方向的電流 （從上向下看），那么下列選項中可以做到的是（） A .磁鐵下端為 極, 磁鐵向上運動 B .磁鐵上端為 極, 磁鐵向上運動 C .磁鐵下端為 極, 磁鐵向下運動 D .磁鐵上端為 極, 磁鐵向下運動 【答案】AD 【解析】由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場方向向下；當(dāng)磁鐵向上運動時，穿過線圈的磁通量變 N極，上端是S極，故A正確，B錯誤; 小，由楞次定律可知，原磁場方向向下，因此磁鐵的下端是 由安

20、培定則可知，感應(yīng)電流的磁場方向向下，當(dāng)磁鐵向下運動時，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定 律可知，原磁場方向向上，因此磁鐵的下端是 S極，上端是N極，故C錯誤，D正確。 例5如圖所示，當(dāng)磁鐵運動時，流過電阻的電流由 A經(jīng)R到B，則磁鐵的運動情況可能是 （） s R A .向下運動 C .向左平移 B. 向上運動 D .向右平移 【答案】BCD 【解析】本題考查應(yīng)用楞次定律逆向推斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，關(guān)鍵是想到螺線管內(nèi)的磁通量的 變化有向下的減少和向上的增加兩種情形。（1）由感應(yīng)電流方向 A R B，應(yīng)用安培定則得知感應(yīng) 電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向向下；（2 ）由“增反減同”判知螺線管內(nèi)的磁通量變

21、化應(yīng)是向下的減 少或向上的增加；（3）由條形磁鐵的磁感線分布知螺線管內(nèi)原磁場方向是向下的，故應(yīng)是磁通量減小。 磁鐵的向上運動、向左或向右平移均會導(dǎo)致螺線管內(nèi)向下的磁通量減小。 【總結(jié)升華】逆向推理法是從結(jié)果推出已知條件的方法；發(fā)散思維法即從某條物理規(guī)律出發(fā)，找 出規(guī)律的多種表述。本題的解決用到了這兩種方法。 舉一反三 【高清課堂：楞次定律和右手定則的應(yīng)用例7】 【變式1】如圖所示，水平放置的光滑桿上套有 A B、C三個金屬環(huán)，其中B接電源.在接通電源 的瞬間， A、C兩環(huán)（） A、 C、 都被B吸引 A被吸引,C被排斥 B、都被B排斥 D、A被排斥,C被吸引 【答案】B 【高清課堂：楞次定律和

22、右手定則的應(yīng)用例8】 【變式2】如圖所示，小金屬環(huán)和大金屬環(huán)重疊在同一平面內(nèi) 環(huán)內(nèi)，當(dāng)大環(huán)接通電源的瞬間，小環(huán)中感應(yīng)電流的情況是（ ,兩環(huán)相互絕緣，小環(huán)有一半面積在大 ） A、無感應(yīng)電流 C、有逆時針方向的感應(yīng)電流 B、有順時針方向的感應(yīng)電流 D、無法確定 【答案】C 例6.如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌 M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒 P、Q平行放置在導(dǎo)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（ A . P、Q將相互靠攏 B . P、Q將相互遠(yuǎn)離 C .磁鐵的加速度仍為 D .磁鐵的加速度小于 【思路點撥】磁鐵靠近回路，感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。 【答案】AD 【解析】本題考查用楞次定律判斷物體的運動情況。根據(jù)楞次定律的另一種表述一一感應(yīng)電流的 效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題的“原因”是回路中磁通量增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回 路，“效果”是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以 P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于 【總結(jié)升華】若感應(yīng)電流是由于導(dǎo)體與磁場相互靠近而產(chǎn)生的，感應(yīng)電流