高二物理楞次定律及應(yīng)用通用版

1、高二物理楞次定律及應(yīng)用通用版【本講主要內(nèi)容】楞次定律及應(yīng)用楞次定律及熟練運用楞次定律【知識掌握】【知識點精析】1、實驗：閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況:實線箭頭表示原磁場方向，虛線箭頭表示感應(yīng)電流磁場方向。分析：（甲）圖：當(dāng)把條形磁鐵 N極插入線圈中時，穿過線圈的磁通量增加，由實驗可知， 這時感應(yīng)電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反。（乙）圖：當(dāng)把條形磁鐵 N極拔出線圈中時，穿過線圈的磁通量減少，由實驗可知， 這時感應(yīng)電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同。（丙）圖：當(dāng)把條形磁鐵 S極插入線圈中時，穿過線圈的磁通量增加，由實驗可知，這 時感應(yīng)電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反。（丁）圖：當(dāng)條形磁鐵

2、S極拔出線圈中時，穿過線圈的磁通量減少，由實驗可知，這時 感應(yīng)電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同。通過上述實驗：凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流， 它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁 通量的增加；凡是由磁通量的減少引起的感應(yīng)電流， 它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的 減少。在兩種情況中，感應(yīng)電流的磁場都阻礙了原磁通量的變化。2、楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的 磁通量的變化。說明：對“阻礙”二字應(yīng)正確理解.“阻礙”不是“阻止”，而只是延緩了原磁通量的變化，電路中的磁通量還是在變化的.例如：當(dāng)原磁通量增加時， 雖有感應(yīng)電流的磁場的阻礙,磁通量還是在增加，只是增

3、加得慢一點而已.實質(zhì)上，楞次定律中的“阻礙”二字，指的是 “反抗著產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個原因?！?、楞次定律的應(yīng)用【解題方法指導(dǎo)】例1.用一個接通靈敏電流計的螺線管，當(dāng)磁鐵S極移近或遠(yuǎn)離螺線管（如圖所示）感應(yīng)電流的方向如何？（1）先做演示實驗，體會感應(yīng)電流產(chǎn)生的真實性，再利用課件展示物理現(xiàn)象。請同學(xué) 們結(jié)合上節(jié)課的簡單應(yīng)用，完成 基本操作程序：判斷原磁場方向；向上判斷磁通量是增加還是減少；甲增，乙減判斷感應(yīng)電流的磁場方向；甲向上，乙向下 判斷感應(yīng)電流方向。用右手螺旋定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向判斷感應(yīng)電流方向。結(jié)論1:磁通量增加，感應(yīng)電流磁場與原磁場反向結(jié)論2:磁通量減少，感應(yīng)電流磁場與原磁場同向注

4、意：思考1:本例題表現(xiàn)磁通量變化的原因是惟一的嗎？歸納：磁鐵相對運動可以引起磁通量的變化，電流的變化也可以引起磁通量的變化。思考2:在相對運動中，感應(yīng)電流的磁場跟原磁場的相互作用。歸納：感應(yīng)電流的磁場總是“阻礙”相對運動，“近斥” “遠(yuǎn)吸”。因此可進(jìn)行動力學(xué)分析。例2.如圖（a）所示，圓形線圈 P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q, P和Q共軸.Q中通有變化電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示.P所受的重力為 G,桌面對P的支持力為N,則u ;B. t2 時刻 NGD. t4 時刻 N=GP線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)ti 時刻 NGt3 時刻 NvG解析：本題中變化的電流周圍產(chǎn)生

5、變化的磁場，引起 電流，感應(yīng)電流與 Q中電流作用.本題考查產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，楞次定律，電流間的相互 作用，力的平衡條件等知識。ti時刻Q中電流增大，P中引起的感應(yīng)電流與 Q反向，兩線圈產(chǎn)生的作用力為斥力, 因此NG, A正確。t2時刻Q中電流不變，P中不能引起電流，N=G, B錯誤。t3時刻Q中電流減小，P中引起了感應(yīng)電流，但此時Q中電流為0,無相互作用力，N=G, C錯誤。t4時刻與t2時刻相同N=G, D答案正確。Q中通電流以及P中產(chǎn)生感應(yīng)電流時可把 P、Q等效成小磁針來判斷作用力方向。正確解答：AD【考點突破】【考點指要】2005年北京理綜21題是用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。近幾年在

6、全國卷中用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的題也常出，常以選擇題的形式出現(xiàn)。分值6分。練一練：如圖所示，要使電阻 R1上有a- b的感應(yīng)電流通過，則應(yīng)發(fā)生在A.合上K時B,斷開K時R滑動頭c向左移動R滑動頭c向右移動C. K合上后，將變阻器K合上后，將變阻器 正確答案：AC【典型例題分析】例3.現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈 A、線圈B、電流計及開關(guān)如下圖連接， 在開關(guān)閉合、線圈 A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷A.線圈A向上移動或滑動，變阻器滑動端 P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左 偏轉(zhuǎn)B.線圈A中鐵芯向上拔出或

7、斷開開關(guān)，都能引起電流計指針向右偏轉(zhuǎn)C.滑動變阻器白滑動端 P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向解析：滑線變阻器的滑動端 P向左加速滑動時，A線圈中電流變小，原磁感強度變小,可見在此電路的連線磁通量減小，磁通量減小引起的感應(yīng)電流方向使電流表指針向右偏轉(zhuǎn),不便的情況下，只要原電路中電流變小或A線圈向上拔出，都能引起穿過 B線圈的磁通量減小，電流表指針就向右偏轉(zhuǎn)。所以B選項正確答案：B練一練：如圖所示，圖中線圈A的a、b端加上如圖所示的電壓時，在0to時間內(nèi)，線圈A.C.B中感應(yīng)電流的方向及線圈感應(yīng)電流方向不變感應(yīng)

8、電流方向改變的受力情況是B.受力方向不變D.受力方向改變(WI I 口正確答案：AD例4. 一個可控通電路線管 A,外套一個閉合螺線管 B （如圖所示），當(dāng)閉合電鍵或減小電 阻的阻值，使螺線管 A中的電流增大時，B中的感應(yīng)電流方向如何？電鍵斷開或增大電阻 的阻值時，B中的感應(yīng)電流方向又如何？轉(zhuǎn)化平面圖，顯示原磁場的方向。說明電鍵閉合（或電阻 R調(diào)?。┫蚶锎磐吭黾?。由楞次定律知，B中感應(yīng)電流的磁場“阻礙”磁通量的增加。（向外）由安培定則知，B中感應(yīng)電流方向得以判定。 （順時針）注意：穿過B的合磁通量向里。當(dāng)電流增加時，磁場增強，穿過 B的合磁通量增加。合磁通量的計算及變化分析是 難點，說理方式

9、的選擇有助于降低難度。體會A中電流減少時，判斷 B中感應(yīng)電流，操作方式與上述過程具有一致性。歸納：無論是電流磁場還是磁鐵的磁場引起的磁通量變化，判斷感應(yīng)電流的操作程序 是一樣的。本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了楞次定律，并且闡述了楞次定律和初中的右手定則的關(guān)系?？陀^地說，楞次定律的表述十分“拗口”，從語句語法的角度看，我們要注意動賓關(guān)系的針對性，還要注意定語的準(zhǔn)確含義；從物理的角度看，這個定律涉及兩個磁場，前一個既 要看方向，又要看磁通的變化，后一個則只要看方向即可，而且，安培定則的應(yīng)用也是必不可少的。本節(jié)課的重點就是準(zhǔn)確理解楞次定律的內(nèi)涵。最后，我們還介紹了怎樣換一個角度去認(rèn) 識楞次定律的正確性。能量守恒定

10、律是一個“用之四海而皆準(zhǔn)”的定律，當(dāng)我們對楞次定律 的應(yīng)用還沒有十足的把握的時候，能量守恒作為一種輔助手段來驗證相關(guān)的結(jié)論是十分必要 的。而且，某些結(jié)論甚至可以越過楞次定律直接得出，所以，比較方便。練一練：如圖，閉合矩形線圈 abcd與長直導(dǎo)線 MN在同一平面內(nèi)，線圈 ab、dc兩邊與 直導(dǎo)線平行，直導(dǎo)線中有逐漸增大、但方向不明的電流，則A.可知道線圈中的感應(yīng)電流方向B.可知道線圈各邊所受磁場力的方向C.可知道整個線圈所受的磁場力的方向D.無法判斷線圈中感應(yīng)電流方向正確答案：BCD例5.如圖所示，有一固定的超導(dǎo)體圓環(huán)，在其右側(cè)放著一條形磁鐵，此時圓環(huán)中沒有電 流。當(dāng)把磁鐵向右方移走時，由于電磁

11、感應(yīng)，在超導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生了一定的電流A.此電流方向如圖中箭頭所示，磁鐵移走后，電流很快消失B.此電流方向如圖中箭頭所示，磁鐵移走后，電流繼續(xù)維持C.此電流與圖中箭頭方向相反，磁鐵移走后，電流很快消失D.此電流與圖中箭頭方向相反，磁鐵移走后，電流將繼續(xù)維持正確答案：D例6.在一根軟鐵棒上繞有一組線圈，a、c是線圈的兩端，b為中心抽頭，把a端和b抽頭分別接到兩條平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間有勻強磁場，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面并指向紙里，如圖所示，金屬棒 PQ在外力作用下以圖所示位置為平衡位置左右做簡諧運動，運動過程中 保持與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌始終接觸良好，下面過程中a、c點的電勢都比b點的電勢高的是P

12、Q從平衡位置向左運動過程中PQ從左邊向平衡位置運動的過程中PQ從平衡位置向右邊運動的過程中PQ從右邊向平衡位置運動的過程中解析：本題可用多種方法解答，這里介紹一種。PQ從平衡位置向右運動時，做減速運動，其中感應(yīng)電流方向為 Qt P ,在與之相連的線圈中產(chǎn)生上N下S的磁場，這一磁場在減弱，由楞次定律可知下面的線圈感應(yīng)電流的磁場也是上N下S,其中若有感應(yīng)電流， 方向應(yīng)為b-jc, c為該電流的正極。 Uc Ub , C正確?！具_(dá)標(biāo)測試】一、選擇題.位于載流長直導(dǎo)線近旁的兩根平行鐵軌A和B,與長直導(dǎo)線平行且在同一水平面上，在鐵軌A、B上套有兩段可以自由滑動的導(dǎo)體CD和EF,如圖所示，若用力使導(dǎo)體 E

13、F向右運動，則導(dǎo)體CD將（）A.保持不動B.向右運動C.向左運動D.先向右運動，后向左運動. M和N是繞在一個環(huán)形鐵心上的兩個線圈，繞法和線路如圖所示，現(xiàn)將開關(guān)S從a處斷開，然后合向b處，在此過程中，通過電阻R2的電流方向是（）A.先由 B.先由 C.先由 D.先由c流向 c流向 d流向 d流向d, d, c, c,后又由c流向 后由d流向c 后又由d流向 后由c流向d.如圖所示，閉合矩形線圈abcd從靜止開始豎直下落，穿過一個勻強磁場區(qū)域，此磁場區(qū)域豎直方向的長度遠(yuǎn)大于矩形線圈bc邊的長度，不計空氣阻力，則（A.從線圈dc邊進(jìn)入磁場到ab邊穿過出磁場的整個過程，線圈中始終有感應(yīng)電流B.從線圈

14、dc邊進(jìn)入磁場到 ab邊穿出磁場的整個過程中，有一個階段線圈的加速度等 于重力加速度dc邊剛進(jìn)入磁場時線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向, 反dc邊剛進(jìn)入磁場時線圈內(nèi)感應(yīng)電流的大小,與dc邊剛穿出磁場時感應(yīng)電流的方向相與dc邊剛穿出磁場時感應(yīng)電流的大小一定相等.在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈M相接，如圖所示。導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線ab,磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面。欲使 M所包圍的小13!合線圈 N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，則導(dǎo)線的運動可能是1AA.勻速向右運動C.勻速向左運動B.加速向右運動D.加速向左運動.如圖所示，導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I,當(dāng)線框由左向右勻速通

15、過直導(dǎo)線時，線框中感應(yīng)電流的方向是（）A. 先 abcd,后 dcba,再 abcdB.先 abcd,后 dcbaC.始終dcbaD.先 dcba,后 abcd,再 dcbaE.先 dcba,后 abcd6.如圖所示，光滑導(dǎo)軌 MN水平放置，兩根導(dǎo)體棒平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路， 當(dāng)一條形磁鐵從上方下落（未達(dá)導(dǎo)軌平面）的過程中，導(dǎo)體P、Q的運動情況是（）A. P、Q互相靠擾 B. P、Q互相遠(yuǎn)離C. P、Q均靜止D.因磁鐵下落的極性未知，無法判斷7.如圖所示，一個水平放置的矩形線圈abcd,在細(xì)長水平磁鐵的 S極附近豎直下落，由位置I經(jīng)位置n到位置出。位置n與磁鐵同一平面，位置I和出都很

16、靠近n ,則在下落過程中，線圈中的感應(yīng)電流的方向為（）a A$ 二 1夕-v江A.abcdaB.adcbaC.從 abcda 至U adcbaD.從 adcba 至U abcda.如圖所示，要使 Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流，可采用的方法有（）A.閉合電鍵KB.閉合電鍵KB,把R的滑動方向右移C.閉合電鍵KB,把P中的鐵心從左邊抽出D.閉合電鍵K后，把Q靠近P.如圖所示，光滑桿ab上套有一閉合金屬環(huán)，環(huán)中有一個通電螺線管。現(xiàn)讓滑動變阻器 的滑片P迅速滑動，則（）abA.當(dāng)P向左滑時，環(huán)會向左運動，且有擴張的趨勢B.當(dāng)P向右滑時，環(huán)會向右運動，且有擴張的趨勢C.當(dāng)P向左滑時，環(huán)會向左運動，且有收縮的

17、趨勢D.當(dāng)P向右滑時，環(huán)會向右運動，且有收縮的趨勢10.如圖所示，在一蹄形磁鐵兩極之間放一個矩形線框abcdo磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO自由轉(zhuǎn)動。若使蹄形磁鐵以某角速度轉(zhuǎn)動時，線框的情況將是（）A.靜止B.隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動C.沿與磁鐵相反方向轉(zhuǎn)動D.要由磁鐵具體轉(zhuǎn)動方向來決定【綜合測試】1.如圖所示，在光滑水平桌面上有兩個金屬圓環(huán)，在它們圓心連線中點正上方有一個條 形磁鐵，當(dāng)條形磁鐵自由下落時，將會出現(xiàn)的情況是（）ZOA.兩金屬環(huán)將相互靠攏B.兩金屬環(huán)將相互排斥C.磁鐵的加速度會大于 gD.磁鐵的加速度會小于 g2.紙面內(nèi)有U形金屬導(dǎo)軌，AB部分是直導(dǎo)線（如圖所示）。虛線范圍內(nèi)有向紙里的均

18、勻磁場。AB右側(cè)有圓線圈Co為了使C中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，貼著導(dǎo)軌的金屬棒 MN在磁場里的運動情況是（ ）MA.向右勻速運動 B.向左勻速運動 C.向右加速運動 D.向右減速運動3.下圖中小圓圈表示處于勻強磁場中閉合電路一部分導(dǎo)線的截面，速度v在紙面內(nèi)關(guān)于感應(yīng)電流有無及方向的判斷正確的是（ vVo-orV | I I 甲乙A.甲圖中有感應(yīng)電流，方向向里B.乙圖中有感應(yīng)電流，方向向外C.丙圖中無感應(yīng)電流D. 丁圖中a、b、c、d四位置上均無感應(yīng)電流4.如圖所示，均勻金屬棒 ab位于桌面上方的正交電磁場中，且距桌面的高度小于 ab棒 長。當(dāng)棒從水平狀態(tài)由靜止開始下落時，棒兩端落到桌面的時間先

19、后是（）EA. a先于bB. b先于aC. a、b同時D.無法確定.甲、乙兩個同心的閉合金屬圓環(huán)位于同一平面內(nèi)，甲環(huán)中通以順時針方向電流I,如圖所示，當(dāng)甲環(huán)中電流逐漸增大時，乙環(huán)中每段導(dǎo)線所受磁場力的方向是（）A.指向圓心C.垂直紙面向內(nèi)B.背離圓心D.垂直紙面向外6.如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合線圈，則流過表）的感應(yīng)電流方向是A.B.C.D.始終由始終由a流向bb流向a先由a流向b,再由先由b流向a,再由b流向a a流向b.如圖所示為一個圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程，環(huán)中感應(yīng)電流的情況是（A.無感應(yīng)電流.有逆時針方向的感應(yīng)電流C.有順時針方向

20、的感應(yīng)電流D.先逆時針方向后順時針方向的感應(yīng)電流.如圖所示，兩個線圈 A、B上下平行放置，分別通以圖示電流Ii、為使線圈B中的電流瞬時有所增大，可采用的辦法是（）LA.線圈位置不變，增大線圈A中的電流B.線圈位置不變，減小線圈 A中的電流C.線圈A中電流不變，線圈 A向下平移D.線圈A中電流不變，線圈 A向上平移.如圖所示，兩個閉合鋁環(huán) A、B與一個螺線管套在同一鐵芯上，A、B可以左右擺動,則（）電源A.在S閉合的瞬間，A、B必相吸 B.在S閉合的瞬間，A、B必相斥 C.在S斷開的瞬間，A、B必相吸 D.在S斷開的瞬間，A、B必相斥、填空題.如圖所示，（a）圖中當(dāng)電鍵 S閉合瞬間，流過表 的感應(yīng)電流方向是 ; （b）圖中當(dāng)S閉合瞬