2024-2025學年人教版高二物理選擇性必修二教學課件 第二章 2 楞次定律的應用

第二章學案2楞次定律的應用

學習目標1.進一步理解楞次定律，能熟練應用楞次定律的推論解決實際問題(重點)。2.熟練應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律分析解決有關綜合問題(難點)。

內容索引目標一

楞次定律的重要推論目標二

“三定則一定律”的綜合應用目標一楞次定律的重要推論(1)用絕緣細繩吊起一個鋁環(huán)，用磁體的N極去靠近鋁環(huán)，如圖甲所示。可以觀察到什么現(xiàn)象？如果用S極去靠近鋁環(huán)可以觀察到什么現(xiàn)象？請解釋此現(xiàn)象。觀察與思考答案如圖(a)所示，當磁體N極靠近鋁環(huán)時，穿過鋁環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應電流的方向為逆時針(從左往右看)，將環(huán)形感應電流等效成小磁針(左N極右S極)，鋁環(huán)與磁體相互排斥，鋁環(huán)向右擺動；同理分析，如圖(b)所示，當S極靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應電流的方向為順時針(從左往右看)。環(huán)形感應電流等效成的小磁針(左S極右N極)，鋁環(huán)與磁體相互排斥。鋁環(huán)向右擺動，即無論是N極還是S極，只要磁體靠近鋁環(huán)，二者就相互排斥。(2)若把磁體從靠近鋁環(huán)處向左移開，可以觀察到什么現(xiàn)象？請解釋此現(xiàn)象。答案如圖(c)所示，當磁體N極遠離鋁環(huán)時，穿過鋁環(huán)的磁通量減小，鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應電流的方向為順時針(從左往右看)，將環(huán)形感應電流等效成小磁針(左S極右N極)，鋁環(huán)與磁體相互吸引，鋁環(huán)向左擺動。同理分析得出，S極遠離鋁環(huán)時，鋁環(huán)和磁體也是相互吸引的。內容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”

阻礙相對運動——“來拒去留”[梳理與總結]楞次定律中“阻礙”的含義可以拓展為：感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。主要有以下幾種表現(xiàn)形式：使回路面積有擴大或縮小的趨勢“增縮減擴”或“增擴減縮”B減小時，線圈中的Φ減小，為了阻礙Φ減小，線圈有擴張趨勢，各邊受到的安培力向外b環(huán)中電流減小時a環(huán)中Φ減小，為了阻礙Φ的減小，a環(huán)面積有縮小的趨勢使金屬環(huán)有遠離或靠近的趨勢——“增離減靠”穿過金屬環(huán)P的磁通量增加時，P向右運動；穿過P的磁通量減小時，P向左運動1.如圖所示，質量為m的銅質閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當一個豎直放置的條形磁體貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時，線圈始終保持不動。則關于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是

A.FN先大于mg，后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.線圈中的電流方向始終不變導練√根據(jù)“來拒去留”，磁體靠近線圈時受到斜向上的斥力，由牛頓第三定律知，線圈受到斜向下的斥力。故線圈受到的支持力FN大于重力mg，磁體遠離線圈時受到斜向下的引力作用，線圈受到斜向上的引力，支持力FN小于重力mg，故A正確，B錯誤；整個過程磁體對線圈的作用力都有向右的分量，即線圈有向右運動的趨勢，摩擦力的方向始終向左，C錯誤；由于線圈中的磁通量先變大后變小，方向不變，故磁體靠近和遠離線圈時，線圈中電流方向相反，D錯誤。2.(2023·上海市浦東新區(qū)高二期末)虛線區(qū)域內有一垂直紙面向里的勻強磁場，當閉合線圈abcd由靜止開始平移時，磁場對ab邊的安培力FA方向如圖所示。則線圈內磁通量變化及ad邊受到的安培力方向分別為

A.變大，向左

B.變大，向右C.變小，向左

D.變小，向右√當閉合線圈abcd由靜止開始平移時，磁場對ab邊的安培力FA方向如題圖所示，可知線圈面積有增大的趨勢，阻礙磁通量減小，根據(jù)楞次定律的推論，線圈內磁通量變小，則ad邊受到的安培力向左，使面積有增大趨勢，故選C。3.(2023·上海市延安中學高二期末)如圖所示，a、b、c三個線圈是同心圓，b線圈上連接有直流電源和開關K，則下列說法正確的是

A.K閉合電路穩(wěn)定后，在斷開K的一瞬間，線圈c中

有感應電流，線圈a中沒有感應電流B.K閉合電路穩(wěn)定后，在斷開K的一瞬間，線圈a中

有感應電流，線圈c中沒有感應電流C.在K閉合的一瞬間，線圈a中有逆時針方向的瞬時

感應電流，有擴張趨勢D.在K閉合的一瞬間，線圈c中有順時針方向的瞬時

感應電流，有收縮趨勢√在K閉合電路穩(wěn)定后，在斷開K的一瞬間，穿過線圈a、c中的磁通量均發(fā)生變化，均有感應電流產(chǎn)生，故A、B錯誤；在K閉合的一瞬間，線圈b中有順時針方向的瞬時電流，線圈a、c內磁場垂直紙面向里增大，根據(jù)楞次定律的推論、右手螺旋定則，可知線圈a、c中均有逆時針方向的瞬時感應電流，a有擴張的趨勢，c有收縮的趨勢，故C正確，D錯誤。楞次定律的拓展含義——“增縮減擴”或“增擴減縮”關鍵看閉合回路面積的變化(或變化趨勢)對阻礙磁通量變化的效果。應用“增縮減擴”或“增擴減縮”判斷安培力的方向快速、準確，能解放“右手”或“左手”?？偨Y提升4.如圖所示裝置，在下列各種操作中，會使懸掛在螺線管附近的銅質閉合線圈A向右運動的是

A.開關S接通的瞬間B.開關S接通后，電路中電流穩(wěn)定時C.開關S接通后，滑動變阻器觸頭向上滑動的瞬間D.開關S斷開的瞬間√當開關S接通的瞬間，螺線管中產(chǎn)生磁場，閉合線圈中磁通量在這一瞬間變大，根據(jù)楞次定律推論可得，此時閉合線圈A向左運動，A錯誤；同理可得，開關斷開的瞬間閉合線圈A向右運動，D正確；開關S接通后，電路中電流穩(wěn)定時線圈A中磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流，此時線圈A靜止，B錯誤；開關S接通后，滑動變阻器觸頭向上滑動的瞬間，電路中總電阻變小，電流變大，閉合線圈中磁通量變大，根據(jù)楞次定律可得此時閉合線圈A向左運動，C錯誤。目標二“三定則一定律”的綜合應用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較觀察與思考比較項目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場合判斷電流周圍的磁感線方向判斷通電導線在磁場中所受的安培力方向判斷導體切割磁感線時產(chǎn)生的感應電流方向判斷回路中磁通量變化時產(chǎn)生的感應電流方向因果關系因電而生磁(I→B)因電而受力(I、B→F安)因動而生電(v、B→I感)因磁通量變化而生電(ΔΦ→I感)5.如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內，線框與導軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是

A.PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向導練√金屬桿PQ突然向右運動，由右手定則可知，金屬桿PQ中的感應電流方向由Q到P，則PQRS中感應電流方向為逆時針方向；PQRS中感應電流產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，由楞次定律可知，圓環(huán)形金屬線框T中會產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，則T中感應電流方向為順時針方向，D正確。6.(2023·陜西渭南高二統(tǒng)考期末)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，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(導體切割磁感線速度越大，感應電流越大)

A.向左加速運動

B.向右加速運動C.向左減速運動

D.向右勻速運動√根據(jù)安培定