高二物理人教選修32課件4.4習(xí)題課楞次定律的應(yīng)用

1、,目標(biāo)定位 1.應(yīng)用楞次定律判斷感應(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.,第4講習(xí)題課楞次定律的應(yīng)用,1.楞次定律 感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要 引起感應(yīng)電流的磁通量的 . 2.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟 (1)明確所研究的 ，判斷 的方向； (2)判斷閉合電路內(nèi)原磁場(chǎng)的 的變化情況； (3)由 判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向； (4)由 根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,判斷出感應(yīng)電流的方向.,阻礙,變化,閉合電路,原磁場(chǎng),磁通量,楞次定律,安培定則,3.安培定則(右手螺旋定則)、右手定則、左手定則 (1)判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向用 定則； (2)判斷

2、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體作用力方向用 定則； (3)判斷導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向用 定則.,安培,左手,右手,一、“增反減同”法 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場(chǎng)磁通量)的變A化. (1)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反. (2)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)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(zhǎng)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(guò)位置到位置，位置和位置都很接近位置，這個(gè)過(guò)程中線圈的感應(yīng)電流(),圖1,A.沿abcd流動(dòng) B.沿dcba流動(dòng) C.先沿a

3、bcd流動(dòng)，后沿dcba流動(dòng) D.先沿dcba流動(dòng)，后沿abcd流動(dòng),解析由條形磁鐵的磁場(chǎng)可知，線圈在位置時(shí)穿過(guò)閉合線圈的磁通量最少，為零，線圈從位置到位置，從下向上穿過(guò)線圈的磁通量在減少，線圈從位置到位置，從上向下穿過(guò)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. 答案A,二、“來(lái)拒去留”法 導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的導(dǎo)體受到磁場(chǎng)的安培力，這個(gè)安培力會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)，口訣記為“來(lái)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() A.向右擺動(dòng)B.向左擺動(dòng) C.靜止 D.無(wú)法判定,圖2,解析本題可由兩種方法來(lái)解決： 方法1：

4、畫出磁鐵的磁感線分布，如圖甲所示，當(dāng)磁鐵向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)銅環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出銅環(huán)中的感應(yīng)電流方向如圖甲所示.,分析銅環(huán)受安培力作用而運(yùn)動(dòng)時(shí)，可把銅環(huán)中的電流等效為多段直線電流元.取上、下兩小段電流元作為研究對(duì)象.由左手定則確定兩段電流元的受力，由此可推斷出整個(gè)銅環(huán)所受合力向右，則A選項(xiàng)正確.,方法2(等效法)：磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為圖乙所示的條形磁鐵，兩磁鐵有排斥作用，故A正確.,答案A,三、“增縮減擴(kuò)”法 當(dāng)閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí)，閉合電路的各部分導(dǎo)線就會(huì)受到安培力作用，會(huì)使閉合電路的面積有變化(或有變化趨勢(shì)). (1)若原磁通量增加，則通過(guò)減小有效面

5、積起到阻礙的作用. (2)若原磁通量減小，則通過(guò)增大有效面積起到阻礙的作用. 口訣記為“增縮減擴(kuò)”. 溫馨提示：本方法適用于磁感線單方向穿過(guò)閉合回路的情況.,例3如圖3所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是() A.一起向左運(yùn)動(dòng) B.一起向右運(yùn)動(dòng) C.ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D.ab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離,圖3,解析由于ab和cd電流方向相反，所以兩導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向一定相反，排除選項(xiàng)A、B； 當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，穿過(guò)閉合回路的磁通量增大

6、，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙穿過(guò)回路磁通量的變化，所以兩導(dǎo)體相互靠近，減小面積，達(dá)到阻礙磁通量增加的目的，故選C. 答案C,四、“增離減靠”法 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)什么方式來(lái)“阻礙”原磁通量的變化要根據(jù)具體情況而定.可能是阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也可能是改變線圈的有效面積，還可能是通過(guò)遠(yuǎn)離或靠近變化的磁場(chǎng)源來(lái)阻礙原磁通量的變化，即： (1)若原磁通量增加，則通過(guò)遠(yuǎn)離磁場(chǎng)源起到阻礙的作用. (2)若原磁通量減小，則通過(guò)靠近磁場(chǎng)源起到阻礙的作用. 口訣記為“增離減靠”.,例4一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)，M連接

7、在如圖4所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，下列情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是() A.在S斷開(kāi)的情況下，S向a閉合的瞬間 B.在S斷開(kāi)的情況下，S向b閉合的瞬間 C.在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向c端移動(dòng)時(shí) D.在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向d端移動(dòng)時(shí),圖4,解析金屬環(huán)N向左運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明穿過(guò)N的磁通量在減小，說(shuō)明線圈M中的電流在減小，只有選項(xiàng)C符合. 答案C,五、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別 1.右手定則是楞次定律的特殊情況 (1)楞次定律的研究對(duì)象為整個(gè)閉合導(dǎo)體回路，適用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況. (2)右手定則的研

8、究對(duì)象為閉合導(dǎo)體回路的一部分，適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng).,2.區(qū)別安培定則、左手定則、右手定則的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系 (1)因電而生磁(IB)安培定則.(判斷電流周圍磁感線的方向) (2)因動(dòng)而生電(v、BI感)右手定則.(導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流) (3)因電而受力(I、BF安)左手定則.(磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力),例5如圖5所示，導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上水平向右加速滑動(dòng)時(shí)，正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)(),圖5,A.有感應(yīng)電流，且B被A吸引 B.無(wú)感應(yīng)電流 C.可能有，也可能沒(méi)有感應(yīng)電流 D.有感應(yīng)電流，且B被A

9、排斥,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(chǎng)方向水平向左，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(chǎng)方向水平向右，B被A排斥.D正確，A、B、C錯(cuò)誤. 答案D,“增反減同”法 1.1931年，英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只 有一個(gè)磁極的粒子，即“磁單極子”.1982年，美國(guó)物理 學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn).他設(shè)想， 如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過(guò)如圖6所示的 超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)(),圖6,A.先有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，然后有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.先有順

10、時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，然后有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C.始終有順時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D.始終有逆時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流,解析在磁單極子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈上方時(shí)，原磁場(chǎng)的方向向下，磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流；當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈下方時(shí)，原磁場(chǎng)的方向向上，磁通量減小，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流.故選項(xiàng)D正確. 答案D,“來(lái)拒去留”法 2.如圖7所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強(qiáng)磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙移至相同高度H處

11、同時(shí)釋放(各線框下落過(guò)程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說(shuō)法正確的是(),圖7,A.三者同時(shí)落地 B.甲、乙同時(shí)落地，丙后落地 C.甲、丙同時(shí)落地，乙后落地 D.乙、丙同時(shí)落地，甲后落地,解析在下落過(guò)程中，閉合銅線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由“來(lái)拒去留”可知，答案選D. 答案D,“增縮減擴(kuò)”法 3.如圖8所示，一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度l將() A.S增大，l變長(zhǎng) B.S減小，l變短 C.S增大，l變短 D.S減小，l變長(zhǎng),圖8,解析當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，穿過(guò)金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)

12、電流.根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大：一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙；二是用遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線的方法進(jìn)行阻礙，故D正確. 答案D,“增離減靠”法 4.如圖9所示是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然 發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，則可能是() A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間 B.開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)的瞬間 C.開(kāi)關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動(dòng)變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng) D.開(kāi)關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動(dòng)變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng),圖9,解析當(dāng)開(kāi)關(guān)突然閉合時(shí)，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，而對(duì)于右線圈來(lái)說(shuō)，磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確； 當(dāng)開(kāi)關(guān)S已經(jīng)是閉合的時(shí)，只有左側(cè)線圈電流增大才會(huì)導(dǎo)致鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)正確. 答案AC,“一定律三定則”的綜合應(yīng)用 5.如圖10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(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是() A.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),圖10,解析當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ