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第2章,楞次定律和自感现象,第2讲 习题课 楞次定律的应用,目标定位,1.应用楞次定律的拓展判断感应电流的方向. 2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.,1.楞次定律 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的 . 2.应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤 (1)明确所研究的 ，判断 的方向； (2)判断闭合电路内原磁场的 的变化情况；,阻碍,变化,闭合电路,原磁场,磁通量,(3)由 判断感应电流的磁场方向； (4)由 根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向. 3.安培定则(右手螺旋定则)、右手定则、左手定则 (1)判断电流产生的磁场方向用 定则. (2)判断磁场对通电导体作用力方向用 定则. (3)判断导体切割磁感线运动产生的感应电流方向用 定则.,楞次定律,安培定则,安培,左手,右手,一、“增反减同”法,感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化. 1.当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反. 2.当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向就与原磁场方向相同. 口诀记为“增反减同”,例1 如图1所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a沿( ) A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转,解析 据楞次定律的推论“增反减同”，b环中产生顺时针方向的感应电流，说明a中原电流可能顺时针减少，也可能逆时针增加，但b环有收缩的趋势，说明a环中的电流应与b环中的电流同向，同向电流相互吸引，才能使b环收缩，故a环中的电流只是顺时针减少，因此带正电的a环只能沿顺时针减速旋转，B正确 答案 B,二、“来拒去留”法 导体和磁场相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流受到磁场的安培力，这种安培力会“阻碍”相对运动. 口诀记为“来拒去留”.,例2 如图2所示，当磁铁突然向铜环运动时， 铜环的运动情况是( ) A.向右摆动 B.向左摆动 C.静止 D.无法判定 解析 本题可由两种方法来解决： 方法1：画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁 铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次 定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.,图2,分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象.由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，则A选项正确. 方法2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应 电流可等效为图乙所示的条形磁铁，两磁铁有排斥 作用，故A正确.,答案 A,三、“增缩减扩”法 当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势). 1.若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用. 2.若原磁通量减少，则通过增大有效面积起到阻碍的作用. 口诀记为“增缩减扩”.,例3 如图3所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( ) AP、Q将相互靠拢 BP、Q将相互远离 C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g,图3,解析 根据“增缩减扩”可知P、Q可通过缩小面积的方式进行阻碍磁通量的增加，故可得A正确；根据“来拒去留”得回路电流受到向下的力的作用，由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以磁铁的加速度小于g，选A、D. 答案 AD,四、“增离减靠”法 发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.即： 1.若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用； 2.若原磁通量减少，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用. 口诀记为“增离减靠”.,例4 如图4所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向_(选填“左”或“右”)运动，并有_(选填“收缩”或“扩张”)趋势,图4,解析 变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与电流磁场方向相反，相互排斥则金属环A将向左移动，因磁通量增大，金属环A有收缩趋势 答案 左 收缩,五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别 1.右手定则是楞次定律的特殊情况 (1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况. (2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导体在磁场中做切割磁感线的运动.,2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系 (1)因电而生磁(IB)安培定则.(判断电流周围磁感线的方向) (2)因动而生电(v、BI感)右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流) (3)因电而受力(I、BF安)左手定则.(磁场对电流有作用力),例5 如图5所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环B正对磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是( ) A.MN中电流方向NM，B被A吸引 B.MN中电流方向NM，B被A排斥 C.MN中电流方向MN，B被A吸引 D.MN中电流方向MN，B被A排斥,图5,解析 MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的磁场方向向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向向右，B被A排斥.B正确，A、C、D错误. 答案 B,“增反减同”法 1电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图6所示现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( ),图6,A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电,解析 在N极接近线圈上端的过程，穿过线圈的磁通量向下增加，则感应电流的磁场方向向上由安培定则可判定电路中的电流为顺时针方向，故通过R的电流由b到a，电容器下极板带正电 答案 D,“来拒去留”法 2如图7所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO轴转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是( ) A俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同 C线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速 D线圈静止不动,图7,解析 本题“原因”是磁铁有相对线圈的运动，“效果”便是线圈要阻碍两者的相对运动，线圈阻止不了磁铁的运动，由“来拒去留”线圈只好跟着磁铁同向转动；如果二者转速相同，就没有相对运动，线圈就不会转动，故答案为C. 答案 C,“增缩减扩”法 3.如图8所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( ) A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长,图8,解析 当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流.根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，故D正确. 答案 D,“增离减靠”法 4.如图9所示是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是( ) A.开关S闭合瞬间 B.开关S由闭合到断开的瞬间 C.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动 D.开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动,图9,解析 当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，故A项正确； 当开关S已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C项正确. 答案 AC,“一定律三定则”的综合应用 5. 如图10所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( ) A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动,图9,解析 当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QP，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的； 若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从NM的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A不正确； 若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的； 同理可判断选项B是正确的，选项D是错误的. 答案 BC,
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