《（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 專題研究課（一）楞次定律的應(yīng)用講義（含解析）新人教版選修3-2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 專題研究課（一）楞次定律的應(yīng)用講義（含解析）新人教版選修3-2.doc（4頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

楞次定律的應(yīng)用 楞次定律推廣含義的應(yīng)用 楞次定律的推廣含義可表述為：感應(yīng)電流的“效果”總是要阻礙(或反抗)引起感應(yīng)電流的“原因”。主要有四種表現(xiàn)形式： (1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)。 (2)阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來拒去留)。 (3)通過改變線圈面積來“反抗”原磁通量的變化(增縮減擴(kuò))。 (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象，將在本章第6節(jié)學(xué)習(xí))。 1．通過阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)來阻礙磁通量變化 當(dāng)磁體靠近或遠(yuǎn)離某閉合導(dǎo)體回路時(shí)，回路通過與磁體同向的運(yùn)動(dòng)來阻礙磁通量變化；當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起磁通量變化時(shí)，則另一部分導(dǎo)體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的導(dǎo)體有同向運(yùn)動(dòng)或有同向運(yùn)動(dòng)趨勢。此處的同向，指的是方向相同或大致相同，具體方向需根據(jù)受力判斷。 [典例1]　如圖所示，光滑導(dǎo)軌L1、L2水平地固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，A、B兩導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，并與L1、L2接觸良好，現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒B進(jìn)行如下一些操作，則下列對(duì)應(yīng)導(dǎo)體棒A的運(yùn)動(dòng)情況中錯(cuò)誤的是(　　) A．導(dǎo)體棒B向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒A受到向右的力而向右運(yùn)動(dòng) B．導(dǎo)體棒B向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒A受到向左的力而向左運(yùn)動(dòng) C．導(dǎo)體棒B運(yùn)動(dòng)得越快，導(dǎo)體棒A的加速度越大 D．導(dǎo)體棒B(設(shè)導(dǎo)體棒B足夠長)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒A也順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) [思路點(diǎn)撥]　 → [解析]　當(dāng)導(dǎo)體棒B向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可以判斷導(dǎo)體棒B中感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒐1指向L2，導(dǎo)體棒A中的感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒐2指向L1，如圖所示。由左手定則知，導(dǎo)體棒A受到向右的安培力而使其向右做加速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒B受到向左的安培力而阻礙導(dǎo)體棒B向右運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確；同理可知，選項(xiàng)B、C正確；當(dāng)導(dǎo)體棒B順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B兩導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向與圖中所示方向相同，導(dǎo)體棒A仍受到向右的安培力，導(dǎo)體棒A向右做加速直線運(yùn)動(dòng)，而不是轉(zhuǎn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 [答案]　D 2．通過改變線圈面積來“反抗”磁通量變化 電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時(shí)，其收縮或擴(kuò)張趨勢是為了阻礙回路磁通量的變化，即磁通量增大時(shí)，面積有收縮趨勢，磁通量減少時(shí)，面積有增大趨勢。 [典例2]　如圖所示，三個(gè)金屬環(huán)用細(xì)線懸掛，與螺線管都垂直且C在螺線管上方正中位置，當(dāng)滑片P向右滑時(shí)，分析A、B、C環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況。 [思路點(diǎn)撥]　由滑片P的滑動(dòng)情況判斷螺線管產(chǎn)生磁場的變化情況，從而得到各環(huán)中的磁通量變化情況，然后由楞次定律的推廣含義判斷各環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況。 [解析]　當(dāng)滑片P向右滑時(shí)，電路中的電阻變小，電流變大，穿過三個(gè)線圈的磁通量都增大，則環(huán)將通過向磁場較弱的位置運(yùn)動(dòng)來阻礙磁通量的增大，故A左擺、B右擺。而C在磁場方向上面積已經(jīng)最大且磁場垂直穿過C，C的受力只能是向上和向下。故C靜止不動(dòng)。 [答案]　A左擺、B右擺、C靜止不動(dòng) “三定則一定律”的綜合運(yùn)用 1.右手定則是楞次定律的特殊情況 (1)楞次定律的研究對(duì)象為整個(gè)閉合導(dǎo)體回路，適用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況。 (2)右手定則的研究對(duì)象為閉合導(dǎo)體回路的一部分，適用于一段導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。 2．區(qū)別安培定則、左手定則、右手定則的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系 (1)因電而生磁(I→B)→安培定則。(判斷電流周圍磁感線的方向) (2)因動(dòng)而生電(v、B→I感)→右手定則。(閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流) (3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則。(磁場對(duì)電流有作用力) [典例3]　如圖所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里。圓形金屬環(huán)B正對(duì)電磁鐵A，當(dāng)導(dǎo)體棒MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí)(導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)，下列說法正確的是(　　) A．MN中電流方向N→M，B被A吸引 B．MN中電流方向N→M，B被A排斥 C．MN中電流方向M→N，B被A吸引 D．MN中電流方向M→N，B被A排斥 [解析]　MN向右加速滑動(dòng)，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從N→M，且大小逐漸變大，根據(jù)安培定則知，電磁鐵A在B環(huán)處的磁場方向向左，且大小逐漸增大，根據(jù)楞次定律知，B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向右，B被A排斥，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 [答案]　B [典例4]　(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(　　) A．向右加速運(yùn)動(dòng)　　　 　B．向左加速運(yùn)動(dòng) C．向右減速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng) [解析]　當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P，由安培定則可知穿過L1的磁場方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過MN的感應(yīng)電流是從N→M的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動(dòng)，可見選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，流過MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)C正確；同理可判斷選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 [答案]　BC [課堂對(duì)點(diǎn)鞏固] 1．如圖所示，水平放置的金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌左端M、P連接電阻R，金屬桿ab在水平力F的作用下沿導(dǎo)軌自靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，并與導(dǎo)軌接觸良好。下列判斷正確的是(　　) A．流過電阻R的電流方向?yàn)镸→P B．金屬桿ab運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于電源 C．金屬桿ab所受安培力方向向右 D．穿過回路abPM的磁通量保持不變 解析：選B　根據(jù)右手定則可以判斷金屬桿ab中電流方向a到b，則流過電阻R的電流方向?yàn)镻→M，A錯(cuò)；金屬桿ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于電源，B對(duì)；根據(jù)左手定則，可判斷金屬桿ab所受安培力方向向左，C錯(cuò)；穿過回路abPM的磁通量增大，D錯(cuò)。 2.如圖所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢的正確判斷是(　　) A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向左 B．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向左 C．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向右 D．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向右 解析：選D　根據(jù)楞次定律判斷，磁鐵靠近線圈時(shí)兩者相互排斥，F(xiàn)N大于mg，磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)兩者相互吸引，F(xiàn)N小于mg，由于安培力阻礙兩者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以線圈一直有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢。故選D。 3.如圖所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管中的過程中，則(　　) A．小車將向右運(yùn)動(dòng) B．使條形磁鐵向右插入時(shí)的外力所做的功全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，最終轉(zhuǎn)化為螺線管的內(nèi)能 C．條形磁鐵會(huì)受到向右的力 D．小車會(huì)受到向左的力 解析：選A　磁鐵向右插入螺線管中，根據(jù)楞次定律的擴(kuò)展含義“來拒去留”，磁鐵與小車相互排斥，小車在光滑水平面上受力向右運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中滿足能量守恒，由于小車動(dòng)能增加，外力做的功轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能和螺線管中的內(nèi)能，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 4.(多選)如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(　　) A．P、Q將相互靠攏　　　　 　B．P、Q將相互遠(yuǎn)離 C．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度小于g 解析：選AD　根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題的“原因”是回路中磁通量增加，即磁鐵靠近回路，“效果”是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以P、Q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g。