教科版高中物理選修(3-2)第1章《楞次定律的應用》學案

1、11 / 14最新教科版高中物理選修（3-2）第1章楞次定律的應用學案目標定位1.學習應用楞次定律的推論判斷感應電流的方向.2.理解安培定則、左手定則、右知識探究手定則和楞次定律的區(qū)別.基礎自學落實重點互動探究“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，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，（2）當原磁場磁通量減小時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同.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在細長磁鐵的 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I經(jīng)過位置n到位置田,位置I和

2、位置出都很接近位置n ,這個過程中線圈的感應電流（）A.沿abcd流動B.沿dcba流動C.先沿abcd流動，后沿dcba流動D.先沿dcba流動，后沿abcd流動解析 本題考查用楞次定律判斷感應電流的方向，關鍵要分析清楚矩形線圈由位置I到位置n和由位置n到位置出兩過程中，穿過線圈的磁感線方向相反.由條形磁鐵的磁場可知，線圈在位置n時穿過閉合線圈的磁通量最小，為零，線圈從位置I到位置n ,從下向上穿過線圈的磁通量在減小，線圈從位置n到位置田，從上向下穿過線圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向是abcd.答案 A來拒去留”法,兩者之間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對導體與磁場相

3、對運動產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象時運動.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（）圖2A.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所示.分析銅環(huán)受到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)所受合力方向向右，故A正確.甲乙方法2（等效法）：磁鐵向右運動，使銅環(huán)產(chǎn)生的感應電流可等效為圖乙所示的條形

4、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(chǎn)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）若原磁通量減小，則通過增大有效面積起到阻礙的作用.口訣記為“增縮減擴”.注意：本方法適用于磁感線單方向穿過閉合回路的情況.【例3】如圖3所示，在載流直導線旁固定有兩平行光滑導軌A B,導軌與直導線平行且在同一水平面內(nèi)，在導軌上有兩可自由滑動的導體ab和cd.當載流直導線中的電流逐漸增強時，導體ab和cd的運動情況是（）圖3A. 一起向左運動B. 一起向右運動C. ab

5、和cd相向運動，相互靠近D. ab和cd相背運動，相互遠離解析 由于在閉合回路 abcd中，ab和cd電流方向相反，所以兩導體運動方向一定相反，排除A、B；當載流直導線中的電流逐漸增強時，穿過閉合回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應電流總是阻礙穿過回路磁通量的變化，所以兩導體相互靠近，減小面積，達到阻礙磁通量增大的目的，故C正確,D錯誤.答案 C四、“增離減靠”法發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，通過什么方式來“阻礙”原磁通量的變化要根據(jù)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

6、阻礙的作用.（2）若原磁通量減小，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 一長直鐵芯上繞有一固定線圈M鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)NN可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動 ，M連接在如圖4所示的電路中，其中R為滑動變阻器，日和E為直流電源，S為單刀雙擲開關，下列情況中，可觀測到N向左運動的是（）MN右圖4A.在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間B.在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間C.在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向c端移動時D.在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向d端移動時解析 金屬環(huán)N向左運動，說明穿過 N的磁通量在減小，說明線圈M中的電流在減小，只有選

7、項C 符合題意.答案 C五、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別和應用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，適用于一段導線在磁場中做切割磁感線運動.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（I-B）-安培定則.（判斷電流周圍磁感線的方向）（2）因動而生電（v、B-1感）-右手定則.（導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流 ）（3）因電而受力（I、Bf F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

8、里.圓形金屬環(huán)B正對線圈A當導線MN在導軌上向右加速滑動時，下列說法正確的是（）MB x x xN圖5A. MNfr電流方向NfMB被A吸引B. MNfr電流方向NfMB被A排斥C. MN電流方向M>NB被A吸引D. MN電流方向MH NB被A排斥解析 MN向右加速滑動，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從 "M且大小在逐漸變大，根據(jù)安培定則知，線圈A的磁場方向向左，且大小逐漸增強，根據(jù)楞次定律知，B環(huán)中的感應電流產(chǎn)生的磁場方向向右，B被A排斥，B正確,A、C、D錯誤.自我檢測答案 B檢測學習效果怵驗成功快樂1 .（ “來拒去留”法）如圖6所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，

9、丙是閉合的塑料線框它們的正下方都放置一薄強磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放（各線框下落過程中不翻轉）,則以下說法正確的是（）甲乙丙HH薄強題鐵;薄周磁鐵海強魅鐵圖6A.三者同時落地B.甲、乙同時落地，丙后落地C.甲、丙同時落地，乙后落地D.乙、丙同時落地，甲后落地答案 D解析在下落過程中，閉合銅線框中產(chǎn)生感應電流 ，由“來拒去留”可知，答案選D.2.（ “增縮減擴”法及“來拒去留”法 ）如圖7所示，水平桌面上放有一個閉合鋁環(huán),在鋁環(huán)軸線上方有一個條形磁鐵.當條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時,下列判斷正確的是A.鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力減小B.鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力增大C.鋁環(huán)

10、有擴張趨勢，對桌面壓力減小D.鋁環(huán)有擴張趨勢，對桌面壓力增大答案 B解析 根據(jù)楞次定律可知：當條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時，閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增大因此鋁環(huán)面積應有收縮的趨勢，同時將遠離磁鐵，故增大了和桌面的擠壓程度，從而使鋁環(huán)對桌面壓力增大，故B項正確.3.（ “增離減靠”法）如圖8是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)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(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片 P向左迅速滑動D.開關S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片 P向右迅速滑動答案 AC解析 當開關突然閉合時，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，

11、產(chǎn)生感 應電流，使鉆頭M向右運動，故A項正確；當開關 S已經(jīng)是閉合時，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.4.（安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別和應用）如圖9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.向左減速運動答案 BC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 Qf P,由安培定則可知穿過Li的磁場方向是自下而上的；若PQ向右加速運動，則穿過Li的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過

12、 MN的感應電流是從 MM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錯誤；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，MNtC右運動，所以選項C正確；同理可判斷選項 B正確，選項D錯誤.40分鐘課時作業(yè)題組一“來拒去留”法i.如圖i所示，線圈兩端與電阻相連構成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下.在磁鐵的 N極向下靠近線圈的過程中 （）A.通過電阻的感應電流方向由B.通過電阻的感應電流方向由C.通過電阻的感應電流方向由D.通過電阻的感應電流方向由答案 B解析a到b,線圈與磁鐵相互排斥 b到a,線圈與磁鐵相互排斥 a

13、到b,線圈與磁鐵相互吸引 b到a,線圈與磁鐵相互吸引根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化,因此阻礙條形磁鐵的下落，即來拒去留，同名磁極相斥，所以線圈上端為N極，根據(jù)安培定則判斷線圈電流方向向下，線圈下端為正極，上端為負極，通過電阻的感應電流方向由b至1J a,B對.2.如圖2所示，一質(zhì)量為 m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬圓環(huán)中穿過.現(xiàn)將環(huán)從位置I釋放 ，經(jīng)過磁鐵到達位置n ,設環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為Ti和T2,重力加速度大小為 g,則（）圖2A. Ti>mgT2>mgB.<mgT2<mgC. Ti>mgT2<

14、;mgD. Ti<mgT2>mg答案 A解析 當環(huán)經(jīng)過磁鐵上端，穿過環(huán)的磁通量增加，圓環(huán)中的感應電流的磁場要阻礙其磁通量增加，所以磁鐵對線圈有向上的斥力作用，由牛頓第三定律，環(huán)對磁鐵有向下的斥力作用 ，使得細線對磁鐵的拉力大于磁鐵的重力 ，即Ti>mg;同理，當圓環(huán)經(jīng)過磁鐵下端時 ，穿過環(huán)的磁通量減小，圓環(huán) 中的感應電流的磁場要阻礙其磁通量減小，所以磁鐵對環(huán)有向上的吸引力作用，由牛頓第三定律，則環(huán)對磁鐵有向下的吸引力作用，使得細線對磁鐵的拉力大于磁鐵的重力，即T2>mg選項A正確.3.如圖3所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線

15、AB正上方快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力N及在水平方向運動趨勢的正確判斷是（）A. N先小于mg后大于mg運動趨勢向左B. N先大于mg后小于mg運動趨勢向左C. N先小于mg后大于mg運動趨勢向右D. N先大于mg后小于mg運動趨勢向右答案 D解析 條形磁鐵從線圈正上方由左向右運動的過程中，線圈中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律的第二種描述：“來拒去留”可知，線圈先有向下和向右的趨勢 ，后有向上和向右的趨勢，故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，運動趨勢向右，故選D.4.如圖4所示，兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當一條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時，兩環(huán)的運動

16、情況是 ()A.同時向左運動，間距變大B.同時向左運動，間距變小C.同時向右運動，間距變小D.同時向右運動，間距變大答案 B解析磁鐵向左運動，穿過兩環(huán)的磁通量均增加.根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場將阻礙原磁通量增加，所以兩者都向左運動.另外 ，兩環(huán)產(chǎn)生的感應電流方向相同 ，依據(jù)安培定則和左手定則可 以判斷兩個環(huán)之間是相互吸引的，所以選項A、C、D錯誤,B正確.題組二“增縮減擴”法5 .如圖5所示，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形.則磁場()A.逐漸增強，方向向外B.逐漸增強，方向向里C.逐漸減弱，方向向外D.逐漸減弱，方向向里答案 CD解析對于線圈來說，圓形面積最大，

17、即由于磁場變化，導致線圈面積變大，根據(jù)楞次定律的“增 縮減擴”法，可判斷磁場在減弱，可能是方向向外的磁場逐漸減弱，也可能是方向向里的磁場逐漸 減弱，選項C、D對.6 .如圖6所示，在水平面上有一固定的導軌，導軌為U形金屬框架，框架上放置一金屬桿ab,不A.若磁場方向豎直向上并增強時B.若磁場方向豎直向上并減弱時C.若磁場方向豎直向下并增強時D.若磁場方向豎直向下并減弱時計摩擦，在豎直方向上有勻強磁場圖6,桿ab將向右移動,桿ab將向右移動,桿ab將向右移動,桿ab將向右移動答案 BD解析不管磁場方向豎直向上,還是豎直向下，當磁感應強度增大時，回路中磁通量變大，由楞次定律知桿ab將向左移動，反之

18、，桿ab將向右移動，選項B、D正確.7.如圖7所示，光滑固定金屬導軌M N水平放置，兩根導體棒 R Q平行放在導軌上，形成閉合回路.當一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時,可動的兩導體棒圖7A.保持不動B.相互遠離C.相互靠近D.無法判斷 答案 C解析 效果法：四根導體組成閉合回路 ，當磁鐵迅速接近回路時，不管是N極向下，還是S極向下 穿過回路的磁通量都增加 ，閉合回路中產(chǎn)生感應電流 ，感應電流將“阻礙”原磁通量的增加 ，可動 的兩根導體只能用減小回路面積的方法來阻礙原磁通量的增加，得到的2論是 P、Q相互靠近，選項C正確.還可以用常規(guī)法，根據(jù)導體所受磁場力的方向來判斷.8.如圖8所示，abcd

19、是一個可繞垂直于紙面的軸。轉動的閉合矩形導線框，當滑動變阻器 R的圖8滑片自左向右滑動時，線力I abcd的運動情況是（）A.保持靜止不動8 .逆時針轉動C.順時針轉動D.發(fā)生轉動，但電源極性不明，無法確定轉動的方向答案 C解析 根據(jù)題圖所示電路，線框abcd所處位置的磁場是水平方向的，當滑動變阻器的滑片向右滑動時，電路中電阻增大，電流減小，則穿過閉合導線框abcd的磁通量將減小.=B$in 0,0為線圈平面與磁場方向的夾角，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場將阻礙原來磁場磁通量的變化，則線框abcd只有順時針旋轉使e角增大，而使穿過線圈的磁通量增加，則C正確.注意此題并不需要明確電源的極性.題組三

20、“增離減靠”法9 .如圖9所示，一個有彈性的金屬線圈被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方，直導線與線圈在同一豎直面內(nèi)，當通電直導線中電流增大時，金屬線圈的面積 S和橡皮繩的長度l將（）圖9A. 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變長答案 D解析 當通電直導線中電流增大時，穿過金屬線圈的磁通量增大，金屬線圈中產(chǎn)生感應電流 ，根據(jù)楞次定律，感應電流要阻礙原磁通量的增大：一是用縮小面積的方式進行阻礙；二是用遠離直導線的方式進行阻礙，故D正確.10 .如圖10所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側面均勻分布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B,使B的環(huán)

21、面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木盤 A的軸線。重合，現(xiàn)使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉動，則（15 / 14圖10A.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢，絲線受到的拉力增大B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力減小C.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢,絲線受到的拉力減小D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大答案 B解析膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的 大小增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過B的磁通量向下，且增大，根據(jù)楞次定律的另一種表述 ，引起 的效果阻礙原磁通量的增大 ，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢 ，且有向上運動的趨勢，所以絲線的拉 力減小，故B正確,A、C、D錯誤.11 .如圖11所示，通電螺線管兩側各懸掛一個小銅環(huán) ，銅環(huán)平面與螺線管截面平行 ，當開關S接通瞬間，兩銅環(huán)的運動情況是（）A.同時向兩側推開B.同時向螺線管靠攏C