安培定則_左手定則_右手定則_楞次定律的綜合應(yīng)用

1、高考熱點(diǎn)專題復(fù)習(xí) 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的綜合應(yīng)用在選擇題中，近兩年的理綜考試的知識(shí)點(diǎn)分布都比較穩(wěn)定，力學(xué)和電學(xué)的內(nèi)容共有四道題，可能是兩道力學(xué), 兩道電學(xué)，或者是力電綜合的題目，而有關(guān)電磁學(xué)內(nèi)容的選擇題必定會(huì)涉及到安培定則、左手定則、右手定則、 楞次定律這些規(guī)律的使用，所以我們務(wù)必要弄清楚它們的區(qū)別，熟練掌握應(yīng)用它們的步驟（1）安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應(yīng)用于不同的現(xiàn)象：基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用（安培力）左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手疋則閉合電路磁通量變化楞次定律（2）右手定則與左手定則區(qū)別：

2、抓住“因果關(guān)系”分析才能無誤.“因電而動(dòng)”一一用左手，“力”字的最后一筆向左鉤，可以聯(lián)想到左手定則用來判斷安培力！“因動(dòng)而電”一一用右手；“電”字的最后一筆向向右鉤，可以聯(lián)想到右手定則用來判斷感應(yīng)電流方向，（3）楞次定律中的因果關(guān)聯(lián)楞次定律所揭示的電磁感應(yīng)過程中有兩個(gè)最基本的因果聯(lián)系，一是感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)磁通量變化之間的阻礙 與被阻礙的關(guān)系，二是感應(yīng)電流與感應(yīng)磁場(chǎng)間的產(chǎn)生和被產(chǎn)生的關(guān)系抓住“阻礙”和“產(chǎn)生”這兩個(gè)因果關(guān)聯(lián)點(diǎn)是應(yīng)用楞次定律解決物理問題的關(guān)鍵（4）運(yùn)用楞次定律處理問題的思路判斷感應(yīng)電流方向類問題的思路運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的基本思路可歸結(jié)為：“一原、二感、三電流”，即為： 明

3、確原磁場(chǎng)：弄清原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化情況 確定感應(yīng)磁場(chǎng)：即根據(jù)楞次定律中的"阻礙"原則，結(jié)合原磁場(chǎng)磁通量變化情況，確定出感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向：原磁通量增加，則感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反；原磁通量減少，則感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同“增反減同” 判定電流方向：即根據(jù)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向，運(yùn)用安培定則判斷出感應(yīng)電流方向.（見例1）判斷閉合電路（或電路中可動(dòng)部分導(dǎo)體）相對(duì)運(yùn)動(dòng)類問題的分析策略在電磁感應(yīng)問題中，有一類綜合性較強(qiáng)的分析判斷類問題，主要講的是磁場(chǎng)中的閉合電路在一定條件下產(chǎn)生了感應(yīng)電流，而此電流又處于磁場(chǎng)中， 受到安培力作用，從而使閉合電路或電路中可動(dòng)部分的導(dǎo)體發(fā)生了運(yùn)動(dòng)

4、.對(duì)其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的分析判斷可有兩種思路： 常規(guī)法：血&二丁宀培宀則據(jù)原磁場(chǎng)（B原方向及情況） 士匸.庚可確定感應(yīng)磁場(chǎng)（B感方向）一女培疋則一判斷感應(yīng)電流（I感方向）左手定則 '導(dǎo)體受力及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì). 效果法由楞次定律可知，感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”，深刻理解“阻礙”的含義.據(jù)"阻礙"原則，可直接對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)做出判斷，更簡(jiǎn)捷、迅速判斷自感電動(dòng)勢(shì)的方向類問題感應(yīng)電流的效果總是阻礙原電流變化（自感現(xiàn)象）一一當(dāng)自感線圈的電流增大時(shí)，感應(yīng)電流阻礙“原電流”的增大，所以感應(yīng)電流與原電流的方向相反；當(dāng)自感線圈的電流減小時(shí)，感應(yīng)電流阻礙“原電流”的減小，則感

5、應(yīng) 電流與原電流的方向相同！判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的思路為：楞次定律；據(jù)原電流（I原方向及I原的變化情況）它:i確定感應(yīng)電流|感的方向（“增反減同”）電流從電動(dòng)勢(shì)的正極流 出 出判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的萬向解題范例:例1 （1996年全國(guó)，3）一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖16-3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置I和位置H時(shí)，順著磁場(chǎng)的方向看去，線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為（）A .逆時(shí)針方向；逆時(shí)針方向B .逆時(shí)針方向；順時(shí)針方向C.順時(shí)針方向；順時(shí)針方向D .順時(shí)針方向；逆時(shí)針方向解析：考查對(duì)楞次定律的理解應(yīng)用能力及邏輯推理能力，要

6、求有較強(qiáng)的空間想象能力!線圈第一次經(jīng)過位置I時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律“增反減同”原則，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng) 方向向左，根據(jù)右手定則，順著磁場(chǎng)看去，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向當(dāng)線圈第一次通過位置n時(shí)，穿過線圈的磁通量減小，由楞次定律“增反減同”原則，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右，可判斷出感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，故選項(xiàng)B正確.領(lǐng)悟：按照“一原、二感、三電流”的步驟進(jìn)行思考，同時(shí)注意“還原”線圈、磁場(chǎng)和感應(yīng)電流方向的空間 位置關(guān)系！假想你自己身處在磁場(chǎng)當(dāng)中，視線與磁感線同向，線圈就在你的面前運(yùn)動(dòng)！一一這就是空間想像能力 了！例2如圖16-4甲所示，通電螺線管與電源相連，與螺線管同一軸線上套

7、有三個(gè)輕質(zhì)閉合鋁環(huán)，b在螺線管中央，a在螺線管左端，c在螺線管右端.當(dāng)開關(guān)A . a向左運(yùn)動(dòng)，c向右運(yùn)動(dòng)，b不動(dòng)B. a向右運(yùn)動(dòng)，c向左運(yùn)動(dòng)，b不動(dòng)C. a、b、c都向左運(yùn)動(dòng)D. a、b、c都向右運(yùn)動(dòng)解析：此題是楞次定律、安培定則、左手定則的綜合應(yīng)用問題，要善于查找現(xiàn)象間的因果關(guān)系，即感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁通量變化之間的阻礙與被阻礙關(guān)系；感應(yīng)電流與感應(yīng)磁場(chǎng)間的產(chǎn)生和被產(chǎn)生的關(guān)系；只有找到圖1先行現(xiàn)象和后繼現(xiàn)象間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，才能順利的做出推理判斷首先應(yīng)弄清楚，當(dāng)開關(guān) S閉合時(shí)，由通電螺線管的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在鋁環(huán)a、b、c中的磁通量變化情況.根據(jù)安培定則可知，通電后，該螺線管的磁場(chǎng)等效為一個(gè)N極在左、S極

8、在右的條形磁鐵的磁場(chǎng)（如圖16-4乙所示），當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，向左通過各鋁環(huán)的磁通量 （為合磁通，如圖1 所示.螺 線管內(nèi)部的磁感線最密，方向向左；螺線管外面的磁感線疏，方向向右，所以合磁通向左）突然增大.然后，由于向左通過各鋁環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律“增反減同”原則可知，各鋁環(huán)的 感應(yīng)磁場(chǎng)方向必然與螺線管的磁場(chǎng)方向相反而向右接著，運(yùn)用安培定則可確定，各鋁環(huán)的感應(yīng)電流方向如圖16-4乙所示，從左向右看均為順時(shí)針方向最后，根據(jù)圖16-4丙所提供的感應(yīng)電流和原磁場(chǎng)的分布情況，運(yùn)用左手定則可判定a、b、c三個(gè)鋁環(huán)所受的安培力分別如圖16-4丙所示，于是a受安培力Fa作用，向左運(yùn)動(dòng)，c環(huán)受安培力

9、Fc作用，向右運(yùn)動(dòng)，而由 b環(huán) 受力的對(duì)稱性可知，b環(huán)所受的安培力 Fb合力為零，b環(huán)仍然靜止.因此正確答案為選項(xiàng) A.領(lǐng)悟：左手定則、右手螺旋定則（即安培定則）、右手定則和楞次定律的應(yīng)用是高考必須掌握的，像這道題就考查了其中的三個(gè)，要求能夠熟練掌握并能夠綜合應(yīng)用這些定則！特別是楞次定律的應(yīng)用， 要注意步驟和方法！例3如圖2所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下.當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（但未插入線圈內(nèi)部），（）A 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B .線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥圖2C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，

10、磁鐵與線圈相互吸引D .線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥解析：解法一：按照“一原、二感、三電流”的步驟：首先，線圈中的原磁場(chǎng)方向向下，磁鐵N極靠近，故線圈的磁通量增加；然后，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)磁場(chǎng)要“阻礙”原磁通量的增加，所以感應(yīng)磁場(chǎng)的方向向上！最后，用安培定則，可以判斷感應(yīng)電流的方向與圖中的箭頭方向相同把產(chǎn)生感應(yīng)電流后的螺線管等效為一個(gè)條形磁鐵，其N極與條形磁鐵的 N極相對(duì)，所以磁鐵與線圈相互排斥！所以 B選項(xiàng)正確.解法二：根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”，原因是條形磁鐵的靠近,線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流后，其效果是阻礙線圈的靠近！所以它們之

11、間是相互排斥的關(guān)系N極，與上面的磁鐵 N極相對(duì)，再由安培定則就由此又可以知道線圈可以等效為一個(gè)條形磁鐵，且其上端為 可以判斷出感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭的方向相同領(lǐng)悟：準(zhǔn)確理解楞次定律中“阻礙”的含義，根據(jù)“效果”阻礙“原因”的結(jié)論，能夠快速解決閉合回路或 磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)的問題！領(lǐng)悟：考查右手定則和圖象的應(yīng)用能力，同時(shí)注意求導(dǎo)體棒有效切割長(zhǎng)度的方法！例4一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空.該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為I，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為 f,順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).螺旋槳葉片的近且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)E = Bl 03 1 , &#

12、171; = 2冗 f ,2軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示.如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則（）2A .£ = n f|2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)2B .£ = 2n fl B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)2 2C.£ = n fl B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于 b點(diǎn)電勢(shì)D .£ = 2n fl B ,解析：扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)切割模型有: 每個(gè)扇葉上的電動(dòng)勢(shì)為：£ = n fI2B順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（類比于我們抬頭看天花板上的吊扇，吊扇的扇葉在，根據(jù)右手定則，可以判斷按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)?。┘傧肷?/p>

13、葉中有感應(yīng)電流（實(shí)際上沒有，因?yàn)闆]有形成閉合回路） 出感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篴b.將每片扇葉等效為一電源，根據(jù)“電流由電源的正極流出”，可知b為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正極，a為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的負(fù)極，所以a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)！故A選項(xiàng)正確！領(lǐng)悟：要善于把題目描述的物理情景進(jìn)行還原，盡量發(fā)揮你的空間想像能力，然后利用我們熟悉的模型與 之類比，對(duì)照，就能夠找出解題的相關(guān)知識(shí)！在電磁感應(yīng)中判斷電勢(shì)高低，我們通常采用的方法就是把等效為電 源，然后根據(jù)“電流由電源的正極流出”來確定各點(diǎn)電勢(shì)的高低！熟記導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割模型！例5圖3中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為I，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.abcd是位于紙面內(nèi)的梯

14、形線圈，ad與bc間的距離也為I. t=0時(shí)刻，bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合（如圖）.現(xiàn)令線圈以恒定的速度 v沿垂 直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域 .取沿bt尸a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中， 感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是（）I圖4圖5解析：線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度逐漸增大（如圖4）： E= Blv，故感應(yīng)電流逐漸增大，根據(jù)右手定則知，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍T d t ct b t a,與規(guī)定的正方向相反.線框穿出磁場(chǎng)的過程中，切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度仍然是逐漸增大的（如題5） : E= Bl' v,故感應(yīng)電流逐漸增大，由右手定則知感應(yīng)電

15、流的方向?yàn)椋篴T bT ct dT a,與規(guī)定的正方向相同.綜上所述，選項(xiàng) B的圖象正確！領(lǐng)悟：高考非常強(qiáng)調(diào)對(duì)圖象的理解和應(yīng)用能力，所以圖象每年必考，我們要能夠熟練的運(yùn)用圖象語(yǔ)言去表達(dá) 各種不同的物理規(guī)律：如v t圖象、s t圖象、F t圖象、F a圖象、U I圖象等.針對(duì)性訓(xùn)練：（2004年全國(guó)卷W，15）如圖10-4所示，在xw 0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于 xy平面（紙面）向里.具有一定電阻的矩形線框abed位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合.令線框從t= O的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流1（取逆時(shí)針方向的電流為正）隨時(shí)間t的變化圖線I-t

16、圖可能是圖10-5中的哪一個(gè)（）a 10-4田 10 -52. （2002 年新課程，20）圖10-12中MN GH為平行導(dǎo)軌，AB CD為跨在導(dǎo) 為導(dǎo)體.有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，方向如圖.用I表示回路中的電流（A.B.C.）當(dāng)當(dāng)當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí)，I豐O且沿順時(shí)針方向AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，1=0AB CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，I=OAB CD都向右滑動(dòng)，且 AB速度大于CD時(shí)，1工O且沿逆時(shí)針方向D.3.處于豎直向下的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)突然增大時(shí)，小球?qū).沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B.沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C.在原位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)D 仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)4. 如圖所示，是氫原

17、子中電子繞核做快速的圓周運(yùn)動(dòng)（設(shè)為逆時(shí)針）的示意圖，電子繞核運(yùn)動(dòng)，可以等效為環(huán)形電流，設(shè)此環(huán)形電流在通過圓面并垂直于圓面的軸線上某一點(diǎn)P處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小為 B,現(xiàn)在沿垂直于圓軌平面的方向加一磁感強(qiáng)度為 變，而它的速度發(fā)生了變化，若用當(dāng)如圖所示，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個(gè)裝置B0的外磁場(chǎng)，這時(shí)電子軌道半徑?jīng)]有B2表示此時(shí)環(huán)形電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小，則當(dāng)B0的圖4軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均wA.垂直于紙面向里時(shí)，C.垂直于紙面向外時(shí)，5. 如圖甲所示，abedB.垂直于紙面向里時(shí)，Ebv BD.B2> B1B2V B1為導(dǎo)體做成的框架

18、，其平面與水平面成0角質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ad、be接觸良好，回路的總電阻為 R.整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁 場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時(shí)間t變化情況如圖乙所示（設(shè)圖甲中B的方向?yàn)檎?方向）.若PQ始終靜止，關(guān)于PQ與框架間的摩擦力在04時(shí)間內(nèi)的變化情況，有如下判斷：一直增大；一直減小；先減小后增大；先增 大后減小.以上對(duì)摩擦力變化情況的判斷可能的是（）A .B .C . D .6. 在水平放置的光滑絕緣桿ab上，掛在兩個(gè)金屬環(huán) M和N，兩環(huán)套在一個(gè)通電密 繞長(zhǎng)螺線管的中部，如圖所示，螺線管中部區(qū)域的管外磁場(chǎng)可以忽略；當(dāng)變阻器的滑動(dòng)接頭向左移動(dòng)時(shí)，兩環(huán)將怎樣運(yùn)動(dòng)（）A .兩環(huán)一起向

19、左移動(dòng)B .兩環(huán)一起向右移動(dòng)C.兩環(huán)互相靠近D .兩環(huán)互相離開甲叼一 _尸!. ”產(chǎn)”.丄-.上ITT.r"-團(tuán)67.如圖所示，電路中除電阻 R外，其余電阻均不計(jì)，足夠長(zhǎng)的導(dǎo)電軌道水平放置且光滑，金屬棒MN水平放在導(dǎo)軌上，磁場(chǎng)方向如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的描述正確的是（）A .電源輸出的能量等于 MN所獲得的動(dòng)能B .導(dǎo)體MN從開始到運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，電源輸出的能量等于，電阻R所產(chǎn)生的熱量C.導(dǎo)體MN運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，電源不再輸出能量D .導(dǎo)體MN運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，電源輸出的能量等于導(dǎo)體MN的動(dòng)能和電阻R產(chǎn)生的熱量之和&如圖，MN和PQ為兩光滑的電阻不計(jì)的水平金屬導(dǎo)軌，N Q接

20、理想變壓器，理想變壓器的輸出端接電阻元件R、電感元件L、電容元件c。今在水平金屬桿部分加一豎直向上的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)，則下列說法正確的是 （IR、IL、lc均為有效值，L為非純電感元件）（）A. 若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則 IrM 0、I lM 0、I c=0B. 若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則 I r=0、I l=0、I c=0C. 若ab棒在某一中心位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，則I rM 0、IlM 0、I cm 0D. 右ab棒勻加速運(yùn)動(dòng)，則 I rM 0、I lM 0、I c=09. 矩形導(dǎo)線框 abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感 應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像如圖甲所示.t = 0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于定以向