高二物理楞次定律及應(yīng)用通用版

1、高二物理楞次定律及應(yīng)用通用版【本講主要內(nèi)容】楞次定律及應(yīng)用楞次定律及熟練運(yùn)用楞次定律【知識(shí)掌握】【知識(shí)點(diǎn)精析】1、實(shí)驗(yàn)：閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況:實(shí)線箭頭表示原磁場(chǎng)方向，虛線箭頭表示感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向。分析：（甲）圖：當(dāng)把條形磁鐵 N極插入線圈中時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，由實(shí)驗(yàn)可知， 這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反。（乙）圖：當(dāng)把條形磁鐵 N極拔出線圈中時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，由實(shí)驗(yàn)可知， 這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同。（丙）圖：當(dāng)把條形磁鐵 S極插入線圈中時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，由實(shí)驗(yàn)可知，這 時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反。（?。﹫D：當(dāng)條形磁鐵

2、S極拔出線圈中時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí) 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)：凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流， 它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定阻礙原來(lái)磁 通量的增加；凡是由磁通量的減少引起的感應(yīng)電流， 它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定阻礙原來(lái)磁通量的 減少。在兩種情況中，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)都阻礙了原磁通量的變化。2、楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的 磁通量的變化。說(shuō)明：對(duì)“阻礙”二字應(yīng)正確理解.“阻礙”不是“阻止”，而只是延緩了原磁通量的變化，電路中的磁通量還是在變化的.例如：當(dāng)原磁通量增加時(shí)， 雖有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的阻礙,磁通量還是在增加，只是增

3、加得慢一點(diǎn)而已.實(shí)質(zhì)上，楞次定律中的“阻礙”二字，指的是 “反抗著產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個(gè)原因?！?、楞次定律的應(yīng)用【解題方法指導(dǎo)】例1.用一個(gè)接通靈敏電流計(jì)的螺線管，當(dāng)磁鐵S極移近或遠(yuǎn)離螺線管（如圖所示）感應(yīng)電流的方向如何？（1）先做演示實(shí)驗(yàn)，體會(huì)感應(yīng)電流產(chǎn)生的真實(shí)性，再利用課件展示物理現(xiàn)象。請(qǐng)同學(xué) 們結(jié)合上節(jié)課的簡(jiǎn)單應(yīng)用，完成 基本操作程序：判斷原磁場(chǎng)方向；向上判斷磁通量是增加還是減少；甲增，乙減判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；甲向上，乙向下 判斷感應(yīng)電流方向。用右手螺旋定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向判斷感應(yīng)電流方向。結(jié)論1:磁通量增加，感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向結(jié)論2:磁通量減少，感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向注

4、意：思考1:本例題表現(xiàn)磁通量變化的原因是惟一的嗎？歸納：磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以引起磁通量的變化，電流的變化也可以引起磁通量的變化。思考2:在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)的相互作用。歸納：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)，“近斥” “遠(yuǎn)吸”。因此可進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。例2.如圖（a）所示，圓形線圈 P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q, P和Q共軸.Q中通有變化電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示.P所受的重力為 G,桌面對(duì)P的支持力為N,則u ;B. t2 時(shí)刻 NGD. t4 時(shí)刻 N=GP線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)ti 時(shí)刻 NGt3 時(shí)刻 NvG解析：本題中變化的電流周?chē)a(chǎn)生

5、變化的磁場(chǎng)，引起 電流，感應(yīng)電流與 Q中電流作用.本題考查產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，楞次定律，電流間的相互 作用，力的平衡條件等知識(shí)。ti時(shí)刻Q中電流增大，P中引起的感應(yīng)電流與 Q反向，兩線圈產(chǎn)生的作用力為斥力, 因此NG, A正確。t2時(shí)刻Q中電流不變，P中不能引起電流，N=G, B錯(cuò)誤。t3時(shí)刻Q中電流減小，P中引起了感應(yīng)電流，但此時(shí)Q中電流為0,無(wú)相互作用力，N=G, C錯(cuò)誤。t4時(shí)刻與t2時(shí)刻相同N=G, D答案正確。Q中通電流以及P中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)可把 P、Q等效成小磁針來(lái)判斷作用力方向。正確解答：AD【考點(diǎn)突破】【考點(diǎn)指要】2005年北京理綜21題是用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。近幾年在

6、全國(guó)卷中用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的題也常出，常以選擇題的形式出現(xiàn)。分值6分。練一練：如圖所示，要使電阻 R1上有a- b的感應(yīng)電流通過(guò)，則應(yīng)發(fā)生在A.合上K時(shí)B,斷開(kāi)K時(shí)R滑動(dòng)頭c向左移動(dòng)R滑動(dòng)頭c向右移動(dòng)C. K合上后，將變阻器K合上后，將變阻器 正確答案：AC【典型例題分析】例3.現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈 A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如下圖連接， 在開(kāi)關(guān)閉合、線圈 A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷A.線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)，變阻器滑動(dòng)端 P向右加速滑動(dòng)，都能引起電流計(jì)指針向左 偏轉(zhuǎn)B.線圈A中鐵芯向上拔出或

7、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)C.滑動(dòng)變阻器白滑動(dòng)端 P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在中央D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向解析：滑線變阻器的滑動(dòng)端 P向左加速滑動(dòng)時(shí)，A線圈中電流變小，原磁感強(qiáng)度變小,可見(jiàn)在此電路的連線磁通量減小，磁通量減小引起的感應(yīng)電流方向使電流表指針向右偏轉(zhuǎn),不便的情況下，只要原電路中電流變小或A線圈向上拔出，都能引起穿過(guò) B線圈的磁通量減小，電流表指針就向右偏轉(zhuǎn)。所以B選項(xiàng)正確答案：B練一練：如圖所示，圖中線圈A的a、b端加上如圖所示的電壓時(shí)，在0to時(shí)間內(nèi)，線圈A.C.B中感應(yīng)電流的方向及線圈感應(yīng)電流方向不變感應(yīng)

8、電流方向改變的受力情況是B.受力方向不變D.受力方向改變(WI I 口正確答案：AD例4. 一個(gè)可控通電路線管 A,外套一個(gè)閉合螺線管 B （如圖所示），當(dāng)閉合電鍵或減小電 阻的阻值，使螺線管 A中的電流增大時(shí)，B中的感應(yīng)電流方向如何？電鍵斷開(kāi)或增大電阻 的阻值時(shí)，B中的感應(yīng)電流方向又如何？轉(zhuǎn)化平面圖，顯示原磁場(chǎng)的方向。說(shuō)明電鍵閉合（或電阻 R調(diào)?。┫蚶锎磐吭黾?。由楞次定律知，B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)“阻礙”磁通量的增加。（向外）由安培定則知，B中感應(yīng)電流方向得以判定。 （順時(shí)針）注意：穿過(guò)B的合磁通量向里。當(dāng)電流增加時(shí)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過(guò) B的合磁通量增加。合磁通量的計(jì)算及變化分析是 難點(diǎn)，說(shuō)理方式

9、的選擇有助于降低難度。體會(huì)A中電流減少時(shí)，判斷 B中感應(yīng)電流，操作方式與上述過(guò)程具有一致性。歸納：無(wú)論是電流磁場(chǎng)還是磁鐵的磁場(chǎng)引起的磁通量變化，判斷感應(yīng)電流的操作程序 是一樣的。本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了楞次定律，并且闡述了楞次定律和初中的右手定則的關(guān)系?？陀^地說(shuō)，楞次定律的表述十分“拗口”，從語(yǔ)句語(yǔ)法的角度看，我們要注意動(dòng)賓關(guān)系的針對(duì)性，還要注意定語(yǔ)的準(zhǔn)確含義；從物理的角度看，這個(gè)定律涉及兩個(gè)磁場(chǎng)，前一個(gè)既 要看方向，又要看磁通的變化，后一個(gè)則只要看方向即可，而且，安培定則的應(yīng)用也是必不可少的。本節(jié)課的重點(diǎn)就是準(zhǔn)確理解楞次定律的內(nèi)涵。最后，我們還介紹了怎樣換一個(gè)角度去認(rèn) 識(shí)楞次定律的正確性。能量守恒定

10、律是一個(gè)“用之四海而皆準(zhǔn)”的定律，當(dāng)我們對(duì)楞次定律 的應(yīng)用還沒(méi)有十足的把握的時(shí)候，能量守恒作為一種輔助手段來(lái)驗(yàn)證相關(guān)的結(jié)論是十分必要 的。而且，某些結(jié)論甚至可以越過(guò)楞次定律直接得出，所以，比較方便。練一練：如圖，閉合矩形線圈 abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線 MN在同一平面內(nèi)，線圈 ab、dc兩邊與 直導(dǎo)線平行，直導(dǎo)線中有逐漸增大、但方向不明的電流，則A.可知道線圈中的感應(yīng)電流方向B.可知道線圈各邊所受磁場(chǎng)力的方向C.可知道整個(gè)線圈所受的磁場(chǎng)力的方向D.無(wú)法判斷線圈中感應(yīng)電流方向正確答案：BCD例5.如圖所示，有一固定的超導(dǎo)體圓環(huán)，在其右側(cè)放著一條形磁鐵，此時(shí)圓環(huán)中沒(méi)有電 流。當(dāng)把磁鐵向右方移走時(shí)，由于電磁

11、感應(yīng)，在超導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生了一定的電流A.此電流方向如圖中箭頭所示，磁鐵移走后，電流很快消失B.此電流方向如圖中箭頭所示，磁鐵移走后，電流繼續(xù)維持C.此電流與圖中箭頭方向相反，磁鐵移走后，電流很快消失D.此電流與圖中箭頭方向相反，磁鐵移走后，電流將繼續(xù)維持正確答案：D例6.在一根軟鐵棒上繞有一組線圈，a、c是線圈的兩端，b為中心抽頭，把a(bǔ)端和b抽頭分別接到兩條平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面并指向紙里，如圖所示，金屬棒 PQ在外力作用下以圖所示位置為平衡位置左右做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 保持與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌始終接觸良好，下面過(guò)程中a、c點(diǎn)的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)高的是P

12、Q從平衡位置向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中PQ從左邊向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中PQ從平衡位置向右邊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中PQ從右邊向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中解析：本題可用多種方法解答，這里介紹一種。PQ從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，做減速運(yùn)動(dòng)，其中感應(yīng)電流方向?yàn)?Qt P ,在與之相連的線圈中產(chǎn)生上N下S的磁場(chǎng)，這一磁場(chǎng)在減弱，由楞次定律可知下面的線圈感應(yīng)電流的磁場(chǎng)也是上N下S,其中若有感應(yīng)電流， 方向應(yīng)為b-jc, c為該電流的正極。 Uc Ub , C正確?！具_(dá)標(biāo)測(cè)試】一、選擇題.位于載流長(zhǎng)直導(dǎo)線近旁的兩根平行鐵軌A和B,與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行且在同一水平面上，在鐵軌A、B上套有兩段可以自由滑動(dòng)的導(dǎo)體CD和EF,如圖所示，若用力使導(dǎo)體 E

13、F向右運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體CD將（）A.保持不動(dòng)B.向右運(yùn)動(dòng)C.向左運(yùn)動(dòng)D.先向右運(yùn)動(dòng)，后向左運(yùn)動(dòng). M和N是繞在一個(gè)環(huán)形鐵心上的兩個(gè)線圈，繞法和線路如圖所示，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S從a處斷開(kāi)，然后合向b處，在此過(guò)程中，通過(guò)電阻R2的電流方向是（）A.先由 B.先由 C.先由 D.先由c流向 c流向 d流向 d流向d, d, c, c,后又由c流向 后由d流向c 后又由d流向 后由c流向d.如圖所示，閉合矩形線圈abcd從靜止開(kāi)始豎直下落，穿過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，此磁場(chǎng)區(qū)域豎直方向的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于矩形線圈bc邊的長(zhǎng)度，不計(jì)空氣阻力，則（A.從線圈dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊穿過(guò)出磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程，線圈中始終有感應(yīng)電流B.從線圈

14、dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)到 ab邊穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，有一個(gè)階段線圈的加速度等 于重力加速度dc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向, 反dc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的大小,與dc邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向相與dc邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的大小一定相等.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈M相接，如圖所示。導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線ab,磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面。欲使 M所包圍的小13!合線圈 N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)可能是1AA.勻速向右運(yùn)動(dòng)C.勻速向左運(yùn)動(dòng)B.加速向右運(yùn)動(dòng)D.加速向左運(yùn)動(dòng).如圖所示，導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I,當(dāng)線框由左向右勻速通

15、過(guò)直導(dǎo)線時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向是（）A. 先 abcd,后 dcba,再 abcdB.先 abcd,后 dcbaC.始終dcbaD.先 dcba,后 abcd,再 dcbaE.先 dcba,后 abcd6.如圖所示，光滑導(dǎo)軌 MN水平放置，兩根導(dǎo)體棒平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路， 當(dāng)一條形磁鐵從上方下落（未達(dá)導(dǎo)軌平面）的過(guò)程中，導(dǎo)體P、Q的運(yùn)動(dòng)情況是（）A. P、Q互相靠擾 B. P、Q互相遠(yuǎn)離C. P、Q均靜止D.因磁鐵下落的極性未知，無(wú)法判斷7.如圖所示，一個(gè)水平放置的矩形線圈abcd,在細(xì)長(zhǎng)水平磁鐵的 S極附近豎直下落，由位置I經(jīng)位置n到位置出。位置n與磁鐵同一平面，位置I和出都很

16、靠近n ,則在下落過(guò)程中，線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)椋ǎ゛ A$ 二 1夕-v江A.abcdaB.adcbaC.從 abcda 至U adcbaD.從 adcba 至U abcda.如圖所示，要使 Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流，可采用的方法有（）A.閉合電鍵KB.閉合電鍵KB,把R的滑動(dòng)方向右移C.閉合電鍵KB,把P中的鐵心從左邊抽出D.閉合電鍵K后，把Q靠近P.如圖所示，光滑桿ab上套有一閉合金屬環(huán)，環(huán)中有一個(gè)通電螺線管?，F(xiàn)讓滑動(dòng)變阻器 的滑片P迅速滑動(dòng)，則（）abA.當(dāng)P向左滑時(shí)，環(huán)會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)B.當(dāng)P向右滑時(shí)，環(huán)會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)C.當(dāng)P向左滑時(shí)，環(huán)會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，且有收縮的

17、趨勢(shì)D.當(dāng)P向右滑時(shí)，環(huán)會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，且有收縮的趨勢(shì)10.如圖所示，在一蹄形磁鐵兩極之間放一個(gè)矩形線框abcdo磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO自由轉(zhuǎn)動(dòng)。若使蹄形磁鐵以某角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框的情況將是（）A.靜止B.隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.沿與磁鐵相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)D.要由磁鐵具體轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)決定【綜合測(cè)試】1.如圖所示，在光滑水平桌面上有兩個(gè)金屬圓環(huán)，在它們圓心連線中點(diǎn)正上方有一個(gè)條 形磁鐵，當(dāng)條形磁鐵自由下落時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)的情況是（）ZOA.兩金屬環(huán)將相互靠攏B.兩金屬環(huán)將相互排斥C.磁鐵的加速度會(huì)大于 gD.磁鐵的加速度會(huì)小于 g2.紙面內(nèi)有U形金屬導(dǎo)軌，AB部分是直導(dǎo)線（如圖所示）。虛線范圍內(nèi)有向紙里的均

18、勻磁場(chǎng)。AB右側(cè)有圓線圈Co為了使C中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，貼著導(dǎo)軌的金屬棒 MN在磁場(chǎng)里的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）MA.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左勻速運(yùn)動(dòng) C.向右加速運(yùn)動(dòng) D.向右減速運(yùn)動(dòng)3.下圖中小圓圈表示處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中閉合電路一部分導(dǎo)線的截面，速度v在紙面內(nèi)關(guān)于感應(yīng)電流有無(wú)及方向的判斷正確的是（ vVo-orV | I I 甲乙A.甲圖中有感應(yīng)電流，方向向里B.乙圖中有感應(yīng)電流，方向向外C.丙圖中無(wú)感應(yīng)電流D. 丁圖中a、b、c、d四位置上均無(wú)感應(yīng)電流4.如圖所示，均勻金屬棒 ab位于桌面上方的正交電磁場(chǎng)中，且距桌面的高度小于 ab棒 長(zhǎng)。當(dāng)棒從水平狀態(tài)由靜止開(kāi)始下落時(shí)，棒兩端落到桌面的時(shí)間先

19、后是（）EA. a先于bB. b先于aC. a、b同時(shí)D.無(wú)法確定.甲、乙兩個(gè)同心的閉合金屬圓環(huán)位于同一平面內(nèi)，甲環(huán)中通以順時(shí)針?lè)较螂娏鱅,如圖所示，當(dāng)甲環(huán)中電流逐漸增大時(shí)，乙環(huán)中每段導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向是（）A.指向圓心C.垂直紙面向內(nèi)B.背離圓心D.垂直紙面向外6.如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過(guò)一個(gè)閉合線圈，則流過(guò)表）的感應(yīng)電流方向是A.B.C.D.始終由始終由a流向bb流向a先由a流向b,再由先由b流向a,再由b流向a a流向b.如圖所示為一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過(guò)的過(guò)程，環(huán)中感應(yīng)電流的情況是（A.無(wú)感應(yīng)電流.有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.有順時(shí)針?lè)较?/p>

20、的感應(yīng)電流D.先逆時(shí)針?lè)较蚝箜槙r(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流.如圖所示，兩個(gè)線圈 A、B上下平行放置，分別通以圖示電流Ii、為使線圈B中的電流瞬時(shí)有所增大，可采用的辦法是（）LA.線圈位置不變，增大線圈A中的電流B.線圈位置不變，減小線圈 A中的電流C.線圈A中電流不變，線圈 A向下平移D.線圈A中電流不變，線圈 A向上平移.如圖所示，兩個(gè)閉合鋁環(huán) A、B與一個(gè)螺線管套在同一鐵芯上，A、B可以左右擺動(dòng),則（）電源A.在S閉合的瞬間，A、B必相吸 B.在S閉合的瞬間，A、B必相斥 C.在S斷開(kāi)的瞬間，A、B必相吸 D.在S斷開(kāi)的瞬間，A、B必相斥、填空題.如圖所示，（a）圖中當(dāng)電鍵 S閉合瞬間，流過(guò)表 的感應(yīng)電流方向是 ; （b）圖中當(dāng)S閉合瞬