楞次定律的应用(12个经典例题).ppt

1.4 楞次定律的应用 一 . 楞次定律： 表述一： 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁 通量的变化。（ 即增“反”减“同” ） 表述二： 感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。 （ 即来“拒”去“留” ） 表述三： 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原 因。（ 结果“反抗”原因 ） 例 1 例 2 例 3 例 4 例 5 例 6 例 7 例 8 例 9 例 10 例 11 对楞次定律的理解： 1、从磁通量变化的角度看： 总要阻碍磁通量的变化 从导体和磁体的相对运动的角度来看： 总要阻碍相对运动 2、楞次定律中“阻碍”的含意： 阻碍不是阻止；也不是相反：可理解为“增反、减同” 3. 应用楞次定律解题的步骤： （ 1）明确原磁场方向 （ 2）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化 （ 3）由楞次定律确定感应电流的磁场方向 （ 4）利用安培定则确定感应电流的方向 例 1. 在同一铁芯上绕着两个线圈 ， 单刀双掷开关 原来接在点 1， 现把它从 1扳向 2， 试判断在此过程中 ， 在电阻 R上的电流方向是： (如图所示 ) ( ) (A) 先由 PQ， 再由 QP； (B) 先由 QP， 再由 PQ； (C) 始终由 QP； (D) 始终由 PQ。 A 2 1 B P Q C 例 2. 导线框 abcd与直导线在同一平面内，直导线中通 有恒定电流 I，当线框自左向右匀速通过直导线的过程 中，线框中感应电流如何流动？ 解：画出磁场的分布情况如图示： 开始运动到 A位置，向外的磁 通量增加， I 的方向为 顺时针 ； 当 dc边进入直导线右侧，直到 线框在正中间位置 B时，向外的磁通 量减少到 0， I 的方向为 逆时针 ； 接着运动到 C，向里的磁通量增加， I 的方向为 逆时针 ； ab边离开直导线后，向里的磁通量减少， I 的方向为 顺时针 。 所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针， 然后又为顺时针。 A B C v I a b c d 例 3.如图所示 ， 一水平放置的圆形通电线圈 I固定 ， 有另一个较小的线圈 II从正上方下落 ， 在下落过程中 线圈 II的平面保持与线圈 I的平面平行且两圆心同在一 竖直线上 ， 则线圈 II从正上方下落到穿过线圈 I直至在 下方运动的过程中 ， 从上往下看线圈 II： ( ) (A)无感应电流； (B)有顺时针方向的感应电流； (C)有先顺时针后逆时针的感应电流； (D)有先逆时针后顺时针的感应电流 。 II I C 例 4 . 如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形 磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下 列说法正确的是 ： （ ） A. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于 g，在下方时大于 g， B. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于 g，在下方时也小于 g， C. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于 g，在下方时等于 g， D. 圆环在磁铁的上方时，加速度大于 g，在下方时小于 g. S N B 例 5. 如图所示 ， 两个相同的铝环套在一根无限长的光 滑杆上 ， 将一条形磁铁向左插入铝环 (未穿出 )的过程 中 ， 两环的运动情况是： ( ) (A)同时向左运动 ， 距离增大； (B)同时向左运动 ， 距离不变； (C)同时向左运动 ， 距离变小； (D)同时向右运动 ， 距离增大 。 S N v C 例 6. 金属圆环的圆心为 O，金属棒 Oa、 Ob可 绕 O在环上转动，如图示，当外力使 Oa逆时 针方向转动时， Ob将： （ ） A. 不动 B. 逆时针方向转动 C. 顺时针方向转动 D. 无法确定 a O b 解 ：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因， 即阻碍相对运动。 B 例 7. 在水平面上有一固定的 U形金属框架，框架上置一 金属杆 ab，如图示（纸面即水平面），在垂直纸面方 向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是：（ ） a b A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时， 杆 ab将向右移动。 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时， 杆 ab将向右移动。 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时， 杆 ab将向右移动。 D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时， 杆 ab将向右移动。 点拨 ： =BS，杆 ab将向右移动 ， S增大， 增大， 说明阻碍原 的减少。 B D 例 8： 如图 ， a、 b、 c、 d为四根相同的铜棒 ， c、 d 固定在同一水平面上 ， a、 b对称地放在 c、 d棒上 ， 它 们接触良好 ， O点为四根棒围成的矩形的几何中心 ， 一条形磁铁沿竖直方向向 O点落下 ， 则 ab可能发生的情况是： ( ) (A) 保持静止 ； (B) 分别远离 O点； (C) 分别向 O点靠近； (D) 无法判断 。 v c d a b O C 思考： 1. 下图中，若磁场不变，使 a 向右运动， 则 b将向 运动。 c d a b B 右 2. 若 B 减少， ab将如何运动？ 答：分别向两边远离 例 9、一个弹性闭合线圈的平面与纸面平行且处在 一匀强磁场中，当由于磁通量发生变化而引起线圈所 围的面积增大时，可判断磁场的方向和磁感应强度 B 的大小变化情况可能是： （ ） A. 磁场方向垂直于线圈向里， B不断减弱 B. 磁场方向垂直于线圈向里， B不断增强 C. 磁场方向垂直于线圈向外， B不断减弱 D. 磁场方向平行于线圈向左， B不断减弱 解： 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 若磁场方向垂直于线圈，由 =BS ， S增大则 B 要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。 若磁场方向平行于线圈，不管 B是减弱还是增强， 则磁通量始终为 0。 A C 例 10、如图，通电直导线 cd右侧有一个金属框与 导线在同一平面内，金属棒 ab放在框架上， ab 受磁 场力向左，则 cd 中电流变化的情况是：（ ） A. cd中通有由 d c 方向逐渐减小的电流 B. cd中通有由 d c 方向逐渐增大的电流 C. cd中通有由 c d 方向逐渐增大的电流 D. cd中通有由 c d 方向逐渐减小的电流 d c b a 解： 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 , ab 受磁场力向左，则闭合电路的面积要减小， 由 =BS ， S减小则 B要 增大才能阻碍磁通量的变化 ，所以 cd中的电流增大，与 电流的方向无关。 B C 例 11、 如图，一足够长的绝缘滑杆 SS上套一质量 m 的 光滑弹性金属环，在滑杆的正下方放一很长的光滑水平 轨道，并穿过金属环的圆心 O，现将质量为 M的条形磁 铁以 v0的初速度在轨道上向右运动，则 （ ） A. N极或 S极接近金属环时金属环都缩小 B. 磁铁靠近滑环将推动滑环一起运动 C. 磁铁穿过滑环后二者先后停下来 D. 滑环得到的电能为 Mv02/2 v0 S S m M O 解： 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 磁铁靠近滑环，滑环中磁通量要增大，金属环面积 缩小才能阻碍磁通量的增大；磁铁靠近滑环，有相对 运动，滑环向右移动才能阻碍相对运动。 由动量守恒定律，二者不 可能停下来。 C D 错 A B 思考 . 今将一条形磁铁缓慢或迅速地插入 闭合的螺线管中，这两个过程中，不 发生变化的是 ( ) A、 磁通量的变化率； B、 磁通量的变化量； C、 产生的焦耳热； D、 流过导线截面的电量 . BD