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,第一章 电磁感应,习题课：楞次定律的应用,学习目标 1.应用楞次定律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,题型探究,达标检测,1,题型探究,一、利用“结论法”判断感应电流的方向,1.“增反减同”法 感应电流的磁场，总要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”.,例1 如图1所示，一水平放置的矩形闭合线圈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，由图中位置经过位置到位置，位置和位置都很接近位置，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,图1,答案,解析,由条形磁铁的磁场分布可知，线圈在位置时穿过闭合线圈的磁通量最小为零，线圈从位置到位置，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置到位置，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.,2.“来拒去留”法 由于磁场与导体的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,图2,答案,解析,当磁铁突然向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，铜环远离磁铁向右运动.,3.“增缩减扩”法 就闭合电路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍电路原磁通量的变化.若穿过闭合电路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少，面积有扩张趋势.口诀为“增缩减扩”. 说明：此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况.,例3 如图3所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两个可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增大时，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,图3,答案,解析,由于在闭合回路abdc中，ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B； 当载流直导线中的电流逐渐增大时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增大的目的.故选C.,4.“增离减靠”法 当磁场变化且线圈回路可移动时，由于磁场增强使得穿过回路的磁通量增加，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，由于磁场减弱使线圈中的磁通量减少时，线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少，口诀记为“增离减靠”.,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,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.,二、“三定则一定律”的综合应用 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用场合如下表.,综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合，不能混淆.,例5 (多选)如图5所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大) A.有感应电流，且B被A吸引 B.MN受到的安培力方向水平向左 C.MN受到的安培力方向水平向右 D.有感应电流，且B被A排斥,图5,答案,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，根据左手定则知MN受到的安培力方向水平向左，故B正确，C错误. 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，D正确，A错误.,几个规律的使用中，要抓住各个对应的因果关系： (1)因电而生磁(IB)安培定则 (2)因动而生电(v、BI)右手定则 (3)因电而受力(I、BF安)左手定则,三、能量的角度理解楞次定律 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.,例6 如图6所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块 A.在P和Q中都做自由落体运动 B.在两个下落过程中的机械能都守恒 C.在P中的下落时间比在Q中的长 D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大,图6,答案,解析,小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误； 根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误； 在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确； 由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故可知落到底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误.,达标检测,2,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.,1.如图7所示，水平放置的光滑杆上套有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,1,2,3,4,图7,答案,解析,2.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,1,2,3,4,答案,解析,图8,1,2,3,4,根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合铝环内的磁通量增大，因此铝环面积应有收缩的趋势，同时有远离磁铁的趋势，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面压力增大，故B项正确.,3.(多选)如图9所示，闭合圆形金属环竖直固定，光滑水平导轨穿过圆环，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线穿过圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过圆环的整个过程中，下列说法正确的是 A.磁铁靠近圆环的过程中，做加速运动 B.磁铁靠近圆环的过程中，做减速运动 C.磁铁远离圆环的过程中，做加速运动 D.磁铁远离圆环的过程中，做减速运动,1,2,3,4,图9,答案,4. (多选)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,答案,解析,图10,1,2,3,4,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，选项A错误； 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正确； 同理可判断选项B正确，选项D错误.,1,2,3,4,
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