2017-2018學(xué)年高中物理 模塊專題復(fù)習(xí) 專題一 感應(yīng)電流方向的判斷——楞次定律的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3-2

1、專題一 感應(yīng)電流方向的判斷楞次定律的應(yīng)用一、楞次定律的理解理解楞次定律中的“阻礙”的含義：(1)誰在阻礙？感應(yīng)電流的磁場.(2)阻礙什么？阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身.(3)如何阻礙？當磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”.(4)結(jié)果如何？阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化過程，該增加的還是增加，該減少的還是減少.復(fù)習(xí)過關(guān)1.1834年，楞次在分析了許多實驗事實后，用一句話巧妙地概括出感應(yīng)電流方向遵循的規(guī)律.在做用條形磁鐵穿過閉合導(dǎo)體線圈的探究實驗中，以下描述符合客觀事實的是()A.線圈內(nèi)感應(yīng)電流

2、產(chǎn)生的磁場方向總是與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相反B.線圈內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向總是與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相同C.線圈內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向總是與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場方向先相反后相同D.線圈內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向總是與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場方向先相同后相反答案C解析當條形磁鐵靠近閉合線圈時，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量大小增加，根據(jù)楞次定律，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相反；同理，當條形磁鐵遠離閉合線圈時，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量大小減小，根據(jù)楞次定律，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場方向與條形磁鐵產(chǎn)生磁場的方向相同；故C正確，A、B、D錯誤；故選C.2.根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場一定是(

3、)A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B.與引起感應(yīng)電流的磁場反向C.與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同D.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化答案D解析根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.原磁場減小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同，原磁場增大時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反.故選項A、B、C錯誤，選項D正確.故選D.二、楞次定律的應(yīng)用1.楞次定律的廣義表述：感應(yīng)電流的“效果”總是反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的“原因”.常見方式有四種：(1)阻礙原磁通量的變化，即增加，B感與B原反向；減小，B感與B原同向.(2)阻礙導(dǎo)體和磁場的相對運動，即“來拒去留”.(3)通過改變線圈面積來“

4、反抗”，即線圈有收縮或擴張的趨勢.(4)阻礙原電流的變化，即自感現(xiàn)象的應(yīng)用.2.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的步驟應(yīng)用楞次定律的步驟可概括為：一原二變?nèi)兴穆菪?(1)明確穿過閉合回路的原磁場方向；(2)判斷穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；(3)利用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向(增反減同)；(4)利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向.復(fù)習(xí)過關(guān)3.已知一靈敏電流計，當電流從正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，現(xiàn)把它與線圈串聯(lián)接成如圖1所示電路，當條形磁鐵按如圖所示情況運動時，以下判斷不正確的是()圖1A.甲圖中電流表偏轉(zhuǎn)方向向右B.乙圖中磁鐵下方的極性是N極C.丙圖中磁鐵的運動方向向下D.丁圖中

5、線圈的繞制方向從上往下看為順時針方向答案C解析由圖示可知，條形磁鐵向下插入線圈時，穿過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流計的右接線柱流入，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，故A正確；由圖示可知，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，說明電流從負接線柱流入，由安培定則可知，感應(yīng)電流磁場向上，由圖示可知，此時條形磁鐵離開線圈，原磁通量減小，由楞次定律可知，原磁場方向向下，因此條形磁鐵的下端是N極，故B正確；由圖示可知，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流從正接線柱流入，由安培定則可知，感應(yīng)電流磁場向上，由圖示可知，原磁場方向向上，由楞次定律可知，原磁通量應(yīng)減小，因此條形磁鐵應(yīng)向上運動，故C錯誤；由圖示可知，電流計指針向右偏

6、轉(zhuǎn)，說明電流從正接線柱流入，由圖示可知，原磁場方向向下，磁鐵離開線圈，穿過線圈的原磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流磁場應(yīng)向下，由安培定則可知，丁圖中線圈的繞制方向從上往下看為順時針方向，故D正確.4.一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖2所示的勻強磁場中運動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置和位置時，順著磁場的方向看去，線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為()圖2A.逆時針方向；逆時針方向B.逆時針方向；順時針方向C.順時針方向；順時針方向D.順時針方向；逆時針方向答案B解析線圈第一次經(jīng)過位置時，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律“增反減同”原則，線圈中

7、感應(yīng)電流的磁場方向向左，根據(jù)右手定則，順著磁場看去，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向.當線圈第一次通過位置時，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)電流的磁場方向向右，可判斷出感應(yīng)電流為順時針方向，故選項B正確. 5.如圖3所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()圖3A.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流B.穿過線圈a的磁通量變小C.線圈a有擴張的趨勢D.線圈a對水平桌面的壓力FN將增大答案D解析當滑片P向下移動時電阻減小，由閉合電

8、路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，從而判斷出穿過線圈a的磁通量增加且方向向下，所以B錯誤；根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時針，A錯誤.再根據(jù)微元法將線圈a無限分割根據(jù)左手定則不難判斷出線圈a應(yīng)有收縮的趨勢，或直接根據(jù)“增縮減擴”，因為滑片向下滑動導(dǎo)致穿過線圈a的磁通量增加，故只有線圈面積減小時才能阻礙磁通量的增加，故線圈a應(yīng)有收縮的趨勢，C錯誤；開始時線圈a對桌面的壓力等于線圈a的重力，當滑片向下滑動時，可以用“等效法”，即將線圈a和b看做兩個條形磁鐵，不難判斷此時兩磁鐵的N極相對，互相排斥，故線圈a對水平桌面的壓力將增大，所以D正確.6.如圖4所示，一個金屬圓環(huán)水平放

9、置在豎直向上的勻強磁場中，若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如箭頭所示方向的感應(yīng)電流，下列方法可行的是()圖4A.使勻強磁場均勻增大B.使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30C.使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30D.保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動答案A解析原磁場的方向向上，順時針方向的感應(yīng)電流的磁場的方向向下，與原磁場的方向相反，所以穿過線圈的磁通量增大.使勻強磁場均勻增大，穿過線圈的磁通量增大.故A正確；使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30的過程中穿過線圈的磁通量減小.故B錯誤；使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30的過程中穿過線圈的磁通量減小.故C錯誤；保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量保持不變，不能產(chǎn)

10、生感應(yīng)電流.故D錯誤.7.如圖5所示，一個閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi)，其下方(略靠前)固定一根與線框平面平行的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流.釋放線框，它由實線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動，在此過程中()圖5A.線框中感應(yīng)電流方向依次為順時針逆時針B.線框的磁通量為零時，感應(yīng)電流卻不為零C.線框所受安培力的合力方向依次為向上向下向上D.線框所受安培力的合力為零，做自由落體運動答案B解析通電直導(dǎo)線的磁場在上方向外，下方向里；離導(dǎo)線近的地方磁感應(yīng)強度大，離導(dǎo)線遠的地方磁感應(yīng)強度小.線框從上向下靠近導(dǎo)線的過程，向外的磁感應(yīng)強度增加，根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生順時針方向的電流；穿越導(dǎo)

11、線時，上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加，先是向外的磁通量減小，之后變成向里的磁通量，并逐漸增大，直至最大；根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生逆時針方向的電流.向里的磁通量變成最大后，繼續(xù)向下運動，向里的磁通量又逐漸減小，這時的電流方向又變成了順時針.故A錯誤；根據(jù)A中的分析，穿越導(dǎo)線時，上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加，先是向外的磁通量減小，一直減小到0，之后變成向里的磁通量，并逐漸增大.這一過程是連續(xù)的，始終有感應(yīng)電流存在，故B正確；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流始終阻礙線框相對磁場的運動，故受安培力的方向始終向上，不是0，故C、D都錯誤.三、右手定則的應(yīng)用1.右手定則與楞次定律一樣用來判斷感應(yīng)電流的方向

12、，只不過右手定則只適于判斷閉合電路中部分導(dǎo)體做切割磁感線運動.2.右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住“因果關(guān)系”分析才能無誤.“因電而動”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.“因動而電”用右手；“電”字的最后一筆向右鉤，可以聯(lián)想到右手定則用來判斷感應(yīng)電流方向.復(fù)習(xí)過關(guān)8.如圖6所示，北京某中學(xué)生在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B1，方向由南向北，豎直分量大小為B2，假設(shè)自行車的車把為長為L的金屬平把，下列結(jié)論正確的是()圖6A.圖示位置中輻條上A點比B點電勢低B.左車把的電勢比右車把的電勢低C.自行車左拐改為南北騎向，輻條A點比B點

13、電勢高D.自行車左拐改為南北騎向，輻條A點比B點電勢低答案A解析自行車行駛時，輻條切割磁感線，從東往西沿直線以速度v騎行，根據(jù)右手定則判斷可知，圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢低，故A正確；在行駛過程中，車把與豎直分量的磁場切割，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，左車把的電勢比右車把的電勢高，故B錯誤.自行車左拐改為南北騎向，自行車輻條沒有切割磁感線，則沒有電勢的高低，故C、D錯誤；故選A.四、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別及應(yīng)用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)用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生的磁場安培定則磁場對運動電荷、電流的作用(安培力

14、)左手定則電磁部分導(dǎo)體做切割磁感線運動右手定則感應(yīng)閉合電路磁通量變化楞次定律2.判斷閉合電路(或電路中可動部分導(dǎo)體)相對運動類問題的分析策略磁場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中，受到安培力作用，從而使閉合電路或電路中可動部分的導(dǎo)體發(fā)生了運動. 對其運動趨勢的分析判斷可有兩種思路：(1)常規(guī)法：據(jù)原磁場(B原方向及情況)確定感應(yīng)磁場的方向(B感的方向)判斷感應(yīng)電流的方向(I感的方向)導(dǎo)體受力及運動趨勢.(2)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，可直接對運動趨勢做出判斷，更簡捷、迅速.復(fù)習(xí)過關(guān)9.物理學(xué)家法拉第在研究電磁學(xué)時，親手做過許多實驗，如圖7所示的實驗就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實驗，這種現(xiàn)象是：如果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一個極，磁鐵就會圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)；反之，載流導(dǎo)線也會圍繞單獨的某一磁極旋轉(zhuǎn).這一裝置實際上就是最早的電動機.圖中A是可動磁鐵，B是固定導(dǎo)線，C是可動導(dǎo)線