《（浙江專版）2018-2019學年高中物理 第四章 專題研究課（一）楞次定律的應用講義（含解析）新人教版選修3-2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2018-2019學年高中物理 第四章 專題研究課（一）楞次定律的應用講義（含解析）新人教版選修3-2.doc（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

楞次定律的應用 楞次定律推廣含義的應用 楞次定律的推廣含義可表述為：感應電流的“效果”總是要阻礙(或反抗)引起感應電流的“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)阻礙導體間的相對運動(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)。 (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象，將在本章第6節(jié)學習)。 1．通過阻礙相對運動來阻礙磁通量變化 當磁體靠近或遠離某閉合導體回路時，回路通過與磁體同向的運動來阻礙磁通量變化；當閉合回路的部分導體運動引起磁通量變化時，則另一部分導體與產(chǎn)生感應電流的導體有同向運動或有同向運動趨勢。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，光滑導軌L1、L2水平地固定在豎直向上的勻強磁場中，A、B兩導體棒放置在導軌上，并與L1、L2接觸良好，現(xiàn)對導體棒B進行如下一些操作，則下列對應導體棒A的運動情況中錯誤的是(　　) A．導體棒B向右運動時，導體棒A受到向右的力而向右運動 B．導體棒B向左運動時，導體棒A受到向左的力而向左運動 C．導體棒B運動得越快，導體棒A的加速度越大 D．導體棒B(設導體棒B足夠長)順時針方向轉(zhuǎn)動時，導體棒A也順時針方向轉(zhuǎn)動 [思路點撥]　 → [解析]　當導體棒B向右運動時，由右手定則可以判斷導體棒B中感應電流的方向為由L1指向L2，導體棒A中的感應電流方向為由L2指向L1，如圖所示。由左手定則知，導體棒A受到向右的安培力而使其向右做加速直線運動，導體棒B受到向左的安培力而阻礙導體棒B向右運動，故選項A正確；同理可知，選項B、C正確；當導體棒B順時針方向轉(zhuǎn)動時，A、B兩導體棒中感應電流的方向與圖中所示方向相同，導體棒A仍受到向右的安培力，導體棒A向右做加速直線運動，而不是轉(zhuǎn)動，故選項D錯誤。 [答案]　D 2．通過改變線圈面積來“反抗”磁通量變化 電磁感應致使回路面積有變化趨勢時，其收縮或擴張趨勢是為了阻礙回路磁通量的變化，即磁通量增大時，面積有收縮趨勢，磁通量減少時，面積有增大趨勢。 [典例2]　如圖所示，三個金屬環(huán)用細線懸掛，與螺線管都垂直且C在螺線管上方正中位置，當滑片P向右滑時，分析A、B、C環(huán)的運動情況。 [思路點撥]　由滑片P的滑動情況判斷螺線管產(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)的運動情況。 [解析]　當滑片P向右滑時，電路中的電阻變小，電流變大，穿過三個線圈的磁通量都增大，則環(huán)將通過向磁場較弱的位置運動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。 [答案]　A左擺、B右擺、C靜止不動 “三定則一定律”的綜合運用 1.右手定則是楞次定律的特殊情況 (1)楞次定律的研究對象為整個閉合導體回路，適用于磁通量變化引起感應電流的各種情況。 (2)右手定則的研究對象為閉合導體回路的一部分，適用于一段導線在磁場中做切割磁感線運動。 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)因動而生電(v、B→I感)→右手定則。(閉合回路的部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流) (3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則。(磁場對電流有作用力) [典例3]　如圖所示，導軌間的磁場方向垂直于紙面向里。圓形金屬環(huán)B正對電磁鐵A，當導體棒MN在導軌上向右加速滑動時(導體棒切割磁感線速度越大，感應電流越大)，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，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)中的感應電流產(chǎn)生的磁場方向向右，B被A排斥，B正確，A、C、D錯誤。 [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的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是(　　) A．向右加速運動　　　 　B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向左減速運動 [解析]　當PQ向右運動時，用右手定則可判定PQ中感應電流的方向是由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向右加速運動，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，將向左運動，可見選項A錯誤；若PQ向右減速運動，流過MN的感應電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運動，所以選項C正確；同理可判斷選項B正確，選項D錯誤。 [答案]　BC [課堂對點鞏固] 1．如圖所示，水平放置的金屬導軌MN、PQ處于豎直向下的勻強磁場中，導軌左端M、P連接電阻R，金屬桿ab在水平力F的作用下沿導軌自靜止開始向右運動，并與導軌接觸良好。下列判斷正確的是(　　) A．流過電阻R的電流方向為M→P B．金屬桿ab運動時相當于電源 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的電流方向為P→M，A錯；金屬桿ab做切割磁感線運動時相當于電源，B對；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；穿過回路abPM的磁通量增大，D錯。 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，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是(　　) A．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左 B．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向左 C．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向右 D．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右 解析：選D　根據(jù)楞次定律判斷，磁鐵靠近線圈時兩者相互排斥，F(xiàn)N大于mg，磁鐵遠離線圈時兩者相互吸引，F(xiàn)N小于mg，由于安培力阻礙兩者間的相對運動，所以線圈一直有向右運動的趨勢。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．小車將向右運動 B．使條形磁鐵向右插入時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．條形磁鐵會受到向右的力 D．小車會受到向左的力 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動，所以選項A正確，選項C、D錯誤。電磁感應現(xiàn)象中滿足能量守恒，由于小車動能增加，外力做的功轉(zhuǎn)化為小車的動能和螺線管中的內(nèi)能，所以選項B錯誤。 4.(多選)如圖所示，光滑固定導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(　　) A．P、Q將相互靠攏　　　　 　B．P、Q將相互遠離 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——感應電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應電流的原因，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。