2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 習(xí)題課：楞次定律的應(yīng)用教學(xué)案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精習(xí)題課:楞次定律的應(yīng)用課時(shí)要求1.應(yīng)用楞次定律的推論判斷感應(yīng)電流的方向. 2.理解安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的區(qū)別.一、利用“結(jié)論法”判斷感應(yīng)電流的方向1“增反減同”法感應(yīng)電流的磁場，總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化(1)當(dāng)原磁場磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反(2)當(dāng)原磁場磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同口訣記為“增反減同”例1如圖1所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長磁鐵的n極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi)，由圖中位置經(jīng)過位置到位置,位置和位置都很接近位置，這個(gè)過程中線圈的感應(yīng)電流

2、 （)圖1a沿abcd流動(dòng)b沿dcba流動(dòng)c先沿abcd流動(dòng)，后沿dcba流動(dòng)d先沿dcba流動(dòng)，后沿abcd流動(dòng)答案a解析由條形磁鐵的磁場分布可知，線圈在位置時(shí)穿過閉合線圈的磁通量最小為零，線圈從位置到位置，從下向上穿過線圈的磁通量在減少，線圈從位置到位置,從上向下穿過線圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是abcd。2“來拒去留”法由于磁場與導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用，這種力的作用會(huì)“阻礙”相對運(yùn)動(dòng)口訣記為“來拒去留”例2如圖2所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是（）圖2a向右擺動(dòng)b向左擺動(dòng)c靜止d無法判定答案a解析當(dāng)磁鐵突然向

3、銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過銅環(huán)的磁通量增加,為阻礙磁通量的增加，銅環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵向右運(yùn)動(dòng)3“增縮減擴(kuò)”法就閉合電路的面積而言，致使電路的面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢收縮或擴(kuò)張是為了阻礙電路原磁通量的變化若穿過閉合電路的磁通量增大時(shí)，面積有收縮趨勢；若穿過閉合電路的磁通量減少時(shí),面積有擴(kuò)張趨勢口訣為“增縮減擴(kuò)”說明：此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線的情況例3(2016慈溪市調(diào)研）（多選)如圖3所示，“u”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無摩擦整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場中若因磁場的變化,使桿ab向右運(yùn)動(dòng),則磁感應(yīng)強(qiáng)度（）圖3a方向向下并減小 b方向向下并增大c方向向上并增大 d方向向上并減小答案ad

4、解析桿ab向右運(yùn)動(dòng),使得閉合回路中磁通量有增加趨勢,說明原磁場的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，與方向向上、向下無關(guān)，故選項(xiàng)a、d正確，b、c錯(cuò)誤4“增離減靠法當(dāng)磁場變化且線圈回路可移動(dòng)時(shí),由于磁場增強(qiáng)使得穿過回路的磁通量增加，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，由于磁場減弱使線圈中的磁通量減少時(shí)，線圈將靠近磁體來阻礙磁通量減少，口訣記為“增離減靠”例4如圖4所示,通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管截面平行，當(dāng)開關(guān)s接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是（）圖4a同時(shí)向兩側(cè)推開b同時(shí)向螺線管靠攏c一個(gè)被推開，一個(gè)被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷d同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管

5、靠攏，但因電源正負(fù)極未知,無法具體判斷答案a解析開關(guān)s接通瞬間,小銅環(huán)中磁通量從無到有增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)故a正確二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用場合如下表。比較項(xiàng)目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場合通電導(dǎo)線、圓環(huán)產(chǎn)生磁場時(shí)，磁場方向、電流方向關(guān)系通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向、電流方向、磁場方向三者方向關(guān)系導(dǎo)體切割磁感線時(shí)速度方向、磁場方向、感應(yīng)電流方向三者方向關(guān)系回路中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)原磁場方向、感應(yīng)電流磁場方向關(guān)系綜合運(yùn)用這幾個(gè)規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個(gè)規(guī)律的適用場合，不能混淆例5

6、(多選)如圖5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（說明：pq棒切割磁感線的速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大)(）圖5a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)答案bc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qp，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nm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)，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

7、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)誤幾個(gè)規(guī)律的使用中，要抓住各個(gè)對應(yīng)的因果關(guān)系:1因電而生磁（ib）安培定則2因動(dòng)而生電(v、bi)右手定則3因電而受力（i、bf安）左手定則三、從能量的角度理解楞次定律感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流受到安培力作用,導(dǎo)體克服安培力做功從而實(shí)現(xiàn)其他形式能向電能的轉(zhuǎn)化，所以楞次定律的“阻礙是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn)例6如圖6所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管p和塑料管q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊()圖6a在p和q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)

8、b在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒c在p中的下落時(shí)間比在q中的長d落至底部時(shí)在p中的速度比在q中的大答案c解析小磁塊下落過程中，在銅管p中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁塊受到向上的磁場力，不做自由落體運(yùn)動(dòng)，而在塑料管q中只受到重力,在q中做自由落體運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)a錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系知,在p中下落時(shí)，小磁塊機(jī)械能減少，在q中下落時(shí)，小磁塊機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；在p中加速度較小，在p中下落時(shí)間較長，選項(xiàng)c正確;由于在p中下落時(shí)要克服磁場力做功，機(jī)械能有損失,故可知落到底部時(shí)在p中的速度比在q中的小，選項(xiàng)d錯(cuò)誤1(2016麗水市調(diào)研)如圖7所示，絕緣光滑水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正

9、中向下移動(dòng)(不到達(dá)該平面)，a、b將如何移動(dòng)（）圖7aa、b將相互遠(yuǎn)離 ba、b將相互靠近c(diǎn)a、b將不動(dòng) d無法判斷答案a解析根據(jù)bs，磁鐵向下移動(dòng)過程中b增大，所以穿過每個(gè)環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢由于s不可改變，為阻礙磁通量的增大，導(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離磁鐵，所以a、b將相互遠(yuǎn)離選項(xiàng)a正確2如圖8所示，用一種新材料制成一閉合線圈，當(dāng)它浸入液氮中時(shí)，會(huì)成為超導(dǎo)體,這時(shí)手拿一永磁體，使任一磁極向下，放在線圈的正上方，永磁體便處于懸浮狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體磁懸浮關(guān)于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是（）圖8a當(dāng)永磁體的n極向下時(shí)，通過線圈的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，線圈與磁鐵相互排斥b當(dāng)永磁體的n極向下

10、時(shí)，通過線圈的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，線圈與磁鐵相互排斥c當(dāng)永磁體的s極向下時(shí)，通過線圈的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，線圈與磁鐵相互吸引d當(dāng)永磁體的s極向下時(shí)，通過線圈的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba,線圈與磁鐵相互吸引答案a3(多選)如圖9所示，閉合圓形金屬環(huán)豎直固定，光滑水平導(dǎo)軌穿過圓環(huán)，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng),其軸線穿過圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過圓環(huán)的整個(gè)過程中,下列說法正確的是()圖9a磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動(dòng)b磁鐵靠近圓環(huán)的過程中,做減速運(yùn)動(dòng)c磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動(dòng)d磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中,做減速運(yùn)動(dòng)答案bd4如圖10所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于

11、紙面向里,當(dāng)導(dǎo)線mn在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí),正對電磁鐵a的圓形金屬環(huán)b中（說明：導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大) ()圖10a有感應(yīng)電流，且b被a吸引b無感應(yīng)電流c可能有，也可能沒有感應(yīng)電流d有感應(yīng)電流,且b被a排斥答案d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nm,且大小在逐漸變大，根據(jù)安培定則知，電磁鐵a的磁場方向向左，且大小逐漸增強(qiáng),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，d正確，a、b、c錯(cuò)誤1（20162017學(xué)年臺(tái)州中學(xué)高二統(tǒng)練)如圖1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正上方快速經(jīng)過時(shí),若

12、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 ()圖1afn先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向左bfn先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向左cfn先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向右dfn先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢向右答案d解析條形磁鐵從線圈正上方由左向右運(yùn)動(dòng)的過程中，線圈中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律的“來拒去留可知，線圈先有向下和向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，后有向上和向右運(yùn)動(dòng)的趨勢故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，運(yùn)動(dòng)趨勢向右故選d.2。 （多選）如圖2所示，一個(gè)有彈性的金屬線圈被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與線圈在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)

13、，金屬線圈的面積s和橡皮繩的長度l將（)圖2as增大bs減小cl變短dl變長答案bd解析當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量增大，金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙原磁通量的增大：一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙;二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方式進(jìn)行阻礙，故b、d正確3. 如圖3所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落,在下落過程中，下列判斷正確的是(）圖3a金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒b金屬環(huán)在下落過程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢能的減少量c金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大d磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力答案b4(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖4所示的勻強(qiáng)磁

14、場中,與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒ab和cd可以自由滑動(dòng)當(dāng)ab在外力f作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是（）圖4a導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是dcb導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過,方向是cdc磁場對導(dǎo)體棒cd的作用力向左d磁場對導(dǎo)體棒ab的作用力向左答案bd解析兩個(gè)導(dǎo)體棒與兩根金屬導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路,當(dāng)ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中磁通量增加，結(jié)合安培定則判斷回路中感應(yīng)電流的方向是bacdb.再根據(jù)左手定則，可判斷出磁場對cd的作用力向右，對ab的作用力向左故選項(xiàng)b、d正確5(20162017學(xué)年臺(tái)州中學(xué)高二第一次統(tǒng)練）（多選)如圖5所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框abcd，線框平面與通電直導(dǎo)線共面,若使線框向

15、右遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線，則（)圖5a線框磁通量變大b線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向電流c線框bc邊受到安培力方向向右d線框abcd受到安培力方向向右答案bc解析離通電導(dǎo)線越遠(yuǎn),電流產(chǎn)生的磁場越弱,線框向右遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線，線框磁通量變小，選項(xiàng)a錯(cuò)誤;由安培定則知穿過矩形線框abcd的磁場方向垂直紙面向里,而且線框磁通量變小，由楞次定律得線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流,選項(xiàng)b正確；因bc邊電流向下，又處在垂直紙面向里的磁場內(nèi)，由左手定則得線框bc邊受到安培力方向向右，選項(xiàng)c正確；因ad邊電流向上，又處在垂直紙面向里的磁場內(nèi),由左手定則得線框ad邊受到的安培力向左，又因離通電導(dǎo)線越近磁場越強(qiáng)，所以線框abcd受到安培力方向

16、向左，選項(xiàng)d錯(cuò)誤綜上本題選b、c.6如圖6所示，兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上,當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí)，兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 （）圖6a同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變大b同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距變小c同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距變小d同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距變大答案b解析磁鐵向左運(yùn)動(dòng)，穿過兩環(huán)的磁通量都增加根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場將阻礙原磁通量增加,所以兩者都向左運(yùn)動(dòng)另外，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，依據(jù)安培定則和左手定則可以判斷兩個(gè)環(huán)之間是相互吸引的,所以選項(xiàng)a、c、d錯(cuò)誤,b正確7(多選）如圖7所示,在水平面上有一固定的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌為u形金屬框架,框架上放置一金屬桿ab，不計(jì)摩擦，在豎直方向上有勻強(qiáng)磁場

17、，則（）圖7a若磁場方向豎直向上并增強(qiáng)時(shí)，桿ab將向右移動(dòng)b若磁場方向豎直向上并減弱時(shí),桿ab將向右移動(dòng)c若磁場方向豎直向下并增強(qiáng)時(shí)，桿ab將向右移動(dòng)d若磁場方向豎直向下并減弱時(shí)，桿ab將向右移動(dòng)答案bd解析不管磁場方向豎直向上還是豎直向下,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),回路中磁通量增大，由楞次定律知桿ab將向左移動(dòng)，反之，桿ab將向右移動(dòng),選項(xiàng)b、d正確8如圖8所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流i，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過程中（）圖8a穿過線框的磁通量保持不變b線框中感應(yīng)電流方向保持不變c線框所受安培力的合力為零d線框的機(jī)械能不斷增大答案b解析線框在下落

18、過程中,所在位置磁場減弱,穿過線框的磁感線的條數(shù)減少，磁通量減小故a錯(cuò)誤下落過程中，因?yàn)榇磐侩S線框下落而減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，不變，所以感應(yīng)電流的方向不變,故b正確線框左右兩邊受到的安培力互相抵消，上邊受的安培力大于下邊受的安培力，安培力合力不為零故c錯(cuò)誤線框中產(chǎn)生電能,機(jī)械能減小故d錯(cuò)誤9（2015紹興上虞高二檢測)（多選）螺線管右端的管口正對著一個(gè)閉合線圈m,如圖9所示，線圈平面與螺線管中軸線垂直，以下哪些情況能使m向右側(cè)擺(）圖9a閉合開關(guān)s瞬間b閉合開關(guān)s穩(wěn)定后滑動(dòng)變阻器r的觸片p左移時(shí)c開關(guān)s原來閉合，斷開的瞬間d閉合開關(guān)s穩(wěn)定后滑動(dòng)變阻器r的觸片p右

19、移時(shí)答案ab解析由于要使m向右側(cè)擺動(dòng)，所以要求線圈中的電流必須變大，在閉合開關(guān)s的瞬間可以滿足,在閉合s穩(wěn)定后滑動(dòng)變阻器r的觸片p左移時(shí)也能滿足，故a、b正確10為了測量列車運(yùn)行的速度和加速度大小，可采用如圖10甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成（電流測量記錄儀未畫出）當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，p、q為接測量儀器的端口若俯視軌道平面磁場垂直地面向里（如圖乙)，則在列車經(jīng)過測量線圈的過程中，流經(jīng)線圈的電流方向?yàn)椋?圖10a始終逆時(shí)針方向b先順時(shí)針，再逆時(shí)針方向c先逆時(shí)針，再順時(shí)針方向d始終順時(shí)針方向答案c解析在列車經(jīng)過線圈的上方時(shí)，由于列車上的磁場的方向向下，所以線圈內(nèi)的磁通量方向向