高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 微型专题1 楞次定律的应用课件 沪科选修32

微型专题1 楞次定律的应用 第1章 电磁感应与现代生活 目标定位 1.学习应用楞次定律的推论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. 内容索引 知识探究 新知探究 点点落实 达标检测 当堂检测 巩固反馈 知识探究 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，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反； (2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同. 口诀记为“增反减同”. 注意：注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况. 一、“增反减同”法 例例1 如图1所示，一水平放臵的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外、ad边在纸内，由图中位臵经过位臵到位臵，位臵和位臵都很接近位臵，这个过程中线圈的感应电流 A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.先沿abcd流动，后沿dcba流动 D.先沿dcba流动，后沿abcd流动 答案 解析 图1 导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动，口诀记为“来拒去留”. 例例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 答案 二、“来拒去留”法 图2 解析 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)若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用. 口诀记为“增缩减扩”. 注意：注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况. 三、“增缩减扩”法 例例3 如图3所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑金属导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是 A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.ab和cd相向运动，相互靠近 D.ab和cd相背运动，相互远离 答案 解析 图3 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)若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用. 口诀记为“增离减靠”. 四、“增离减靠”法 解析解析 开关S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将同时向两侧运动，故A正确. 例例4 如图4所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管横截面平行，当开关S接通瞬间，两铜环的运动情况是 A.同时向两侧推开 B.同时向螺线管靠拢 C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知， 无法具体判断 D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断 图4 答案 解析 1.右手定则是楞次定律的特殊情况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运动. 2.区别安培定则区别安培定则、左手定则左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系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) 五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用 例例5 (多选)如图5所示装臵中，cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大) A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 图5 答案 解析 感应电流的产生并不是创造了能量.导体做切割磁感线运动时，产生感应电流，感应电流受到安培力作用，导体克服安培力做功从而实现其他形式的能向电能的转化，所以楞次定律的“阻碍”是能量转化和守恒的体现. 六、从能量的角度理解楞次定律 例例6 如图6所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始水平下落，在下落过程中，下列判断正确的是 A.金属环在下落过程中的机械能守恒 B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量 C.金属环的机械能先减小后增大 D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 图6 答案 解析 达标检测 1.(“来拒去留来拒去留”法法)如图7所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放臵一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中始终水平不翻转)，则以下说法正确的是 A.三者同时落地 B.甲、乙同时落地，丙后落地 C.甲、丙同时落地，乙后落地 D.乙、丙同时落地，甲后落地 答案 1 2 3 4 图7 解析解析 在下落过程中，闭合铜线框中产生感应电流.由“来拒去留”可知，答案选D. 解析 5 2.(“增缩减扩增缩减扩”法及法及“来拒去留来拒去留”法法)如图8所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是 A.铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B.铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 答案 解析 1 2 3 4 图8 5 3.(楞次定律的重要结论楞次定律的重要结论)如图9所示，水平放臵的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源.在接通电源的瞬间，A、C两环 A.都被B吸引 B.都被B排斥 C.A被吸引，C被排斥 D.A被排斥，C被吸引 答案 1 2 3 4 图9 解析 解析解析 在接通电源的瞬间，通过B环的电流从无到有，电流产生的磁场从无到有，穿过A、C两环的磁通量从无到有，A、C两环产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，为了阻碍原磁通量的增加，A、C两环都被B环排斥而远离B环，故A、C、D错误，B正确. 5 4.(“增离减靠增离减靠”法法)(多选)如图10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 解析 1 2 3 4 图10 答案 解析解析 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. 5 5.(安培定则安培定则、左手定则左手定则、右手定则右手定则、楞次定律的区别楞次定律的区别运用运用)(多选)如图11所示，水平放臵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 解析 1 2 3 4 图11 答案 5