高二物理楞次定律及应用通用版.docx

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高二物理楞次定律及应用通用版

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【本讲主要内容】

楞次定律及应用

楞次定律及熟练运用楞次定律

【知识掌握】

【知识点精析】

1、实验：

闭合电路的磁通量发生变化的情况：

实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向。

分析：

（甲）图：

当把条形磁铁N极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。

（乙）图：

当把条形磁铁N极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。

（丙）图：

当把条形磁铁S极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。

（丁）图：

当条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。

通过上述实验：

凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少。

在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化。

2、楞次定律：

感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

说明：

对“阻碍”二字应正确理解．“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通量的变化，电路中的磁通量还是在变化的．例如：

当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加得慢一点而已．实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗着产生感应电流的那个原因。

”

3﹑楞次定律的应用

【解题方法指导】

例1.用一个接通灵敏电流计的螺线管，当磁铁S极移近或远离螺线管（如图所示）感应电流的方向如何？

（1）先做演示实验，体会感应电流产生的真实性，再利用课件展示物理现象。

请同学们结合上节课的简单应用，完成基本操作程序：

①判断原磁场方向；向上

②判断磁通量是增加还是减少；甲增，乙减

③判断感应电流的磁场方向；甲向上，乙向下

④判断感应电流方向。

用右手螺旋定则根据感应电流的磁场方向判断感应电流方向。

结论1：

磁通量增加，感应电流磁场与原磁场反向

结论2：

磁通量减少，感应电流磁场与原磁场同向

注意：

思考1：

本例题表现磁通量变化的原因是惟一的吗？

归纳：

磁铁相对运动可以引起磁通量的变化，电流的变化也可以引起磁通量的变化。

思考2：

在相对运动中，感应电流的磁场跟原磁场的相互作用。

归纳：

感应电流的磁场总是“阻碍”相对运动，“近斥”“远吸”。

因此可进行动力学分析。

例2.如图（a）所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则

A.t1时刻N＞GB.t2时刻N＞G

C.t3时刻N＜GD.t4时刻N=G

解析：

本题中变化的电流周围产生变化的磁场，引起P线圈中磁通量变化，产生感应电流，感应电流与Q中电流作用.本题考查产生感应电流的条件，楞次定律，电流间的相互作用，力的平衡条件等知识。

t1时刻Q中电流增大，P中引起的感应电流与Q反向，两线圈产生的作用力为斥力，因此N＞G，A正确。

t2时刻Q中电流不变，P中不能引起电流，N=G，B错误。

t3时刻Q中电流减小，P中引起了感应电流，但此时Q中电流为0，无相互作用力，N=G，C错误。

t4时刻与t2时刻相同N=G，D答案正确。

Q中通电流以及P中产生感应电流时可把P、Q等效成小磁针来判断作用力方向。

正确解答：

AD

【考点突破】

【考点指要】

2005年北京理综21题是用楞次定律判断感应电流的方向。

近几年在全国卷中用楞次定律判断感应电流方向的题也常出，常以选择题的形式出现。

分值6分。

练一练：

如图所示，要使电阻

的感应电流通过，则应发生在

A.合上K时

B.断开K时

C.K合上后，将变阻器R滑动头c向左移动

D.K合上后，将变阻器R滑动头c向右移动

正确答案：

AC

【典型例题分析】

例3.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。

由此可以判断

A.线圈A向上移动或滑动，变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转

B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转

C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央

D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

解析：

滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，A线圈中电流变小，原磁感强度变小，磁通量减小，磁通量减小引起的感应电流方向使电流表指针向右偏转，可见在此电路的连线不便的情况下，只要原电路中电流变小或A线圈向上拔出，都能引起穿过B线圈的磁通量减小，电流表指针就向右偏转。

所以B选项正确

答案：

B

练一练：

如图所示，①图中线圈A的a、b端加上如图②所示的电压时，在0~

时间内，线圈B中感应电流的方向及线圈B的受力情况是

A.感应电流方向不变B.受力方向不变

C.感应电流方向改变D.受力方向改变

正确答案：

AD

例4.一个可控通电路线管A，外套一个闭合螺线管B（如图所示），当闭合电键或减小电阻的阻值，使螺线管A中的电流增大时，B中的感应电流方向如何？

电键断开或增大电阻的阻值时，B中的感应电流方向又如何？

①转化平面图，显示原磁场的方向。

②说明电键闭合（或电阻R调小）向里磁通量增加。

③由楞次定律知，B中感应电流的磁场“阻碍”磁通量的增加。

（向外）

④由安培定则知，B中感应电流方向得以判定。

（顺时针）

注意：

①穿过B的合磁通量向里。

②当电流增加时，磁场增强，穿过B的合磁通量增加。

合磁通量的计算及变化分析是难点，说理方式的选择有助于降低难度。

③体会A中电流减少时，判断B中感应电流，操作方式与上述过程具有一致性。

归纳：

无论是电流磁场还是磁铁的磁场引起的磁通量变化，判断感应电流的操作程序是一样的。

本节课我们学习了楞次定律，并且阐述了楞次定律和初中的右手定则的关系。

客观地说，楞次定律的表述十分“拗口”，从语句语法的角度看，我们要注意动宾关系的针对性，还要注意定语的准确含义；从物理的角度看，这个定律涉及两个磁场，前一个既要看方向，又要看磁通的变化，后一个则只要看方向即可，而且，安培定则的应用也是必不可少的。

本节课的重点就是准确理解楞次定律的内涵。

最后，我们还介绍了怎样换一个角度去认识楞次定律的正确性。

能量守恒定律是一个“用之四海而皆准”的定律，当我们对楞次定律的应用还没有十足的把握的时候，能量守恒作为一种辅助手段来验证相关的结论是十分必要的。

而且，某些结论甚至可以越过楞次定律直接得出，所以，比较方便。

练一练：

如图，闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内，线圈ab、dc两边与直导线平行，直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流，则

A.可知道线圈中的感应电流方向

B.可知道线圈各边所受磁场力的方向

C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向

D.无法判断线圈中感应电流方向

正确答案：

BCD

例5.如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流。

当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定的电流

A.此电流方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流很快消失

B.此电流方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流继续维持

C.此电流与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流很快消失

D.此电流与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流将继续维持

正确答案：

D

例6.在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头，把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸里，如图所示，金属棒PQ在外力作用下以图所示位置为平衡位置左右做简谐运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好，下面过程中a、c点的电势都比b点的电势高的是

A.PQ从平衡位置向左运动过程中

B.PQ从左边向平衡位置运动的过程中

C.PQ从平衡位置向右边运动的过程中

D.PQ从右边向平衡位置运动的过程中

解析：

本题可用多种方法解答，这里介绍一种。

PQ从平衡位置向右运动时，做减速运动，其中感应电流方向为Q

，在与之相连的线圈中产生上N下S的磁场，这一磁场在减弱，由楞次定律可知下面的线圈感应电流的磁场也是上N下S，其中若有感应电流，方向应为

，c为该电流的正极。

，C正确。

【达标测试】

一、选择题

　1.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将（）

　　A.保持不动　　B.向右运动

　　C.向左运动　　D.先向右运动，后向左运动

　2.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图所示，现将开关S从a处断开，然后合向b处，在此过程中，通过电阻R2的电流方向是（）

　　A.先由c流向d，后又由c流向d

　　B.先由c流向d，后由d流向c

　　C.先由d流向c，后又由d流向c

　　D.先由d流向c，后由c流向d

　3.如图所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则（）

　　A.从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流

　　B.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度

　　C.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反

　　D.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等

　4.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示。

导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面。

欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是（）

　　A.匀速向右运动　　B.加速向右运动

　　C.匀速向左运动　　D.加速向左运动

　5.如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是（）

　　A.先abcd，后dcba，再abcd

　　B.先abcd，后dcba

　　C.始终dcba

　　D.先dcba，后abcd，再dcba

　　E.先dcba，后abcd

　6.如图所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落（未达导轨平面）的过程中，导体P、Q的运动情况是（）

　　A.P、Q互相靠扰

　　B.P、Q互相远离

　　C.P、Q均静止

　　D.因磁铁下落的极性未知，无法判断

　7.如图所示，一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的S极附近竖直下落，由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。

位置Ⅱ与磁铁同一平面，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，则在下落过程中，线圈中的感应电流的方向为（）

　　A.abcda

　　B.adcba

　　C.从abcda到adcba

　　D.从adcba到abcda

　8.如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（）

　　A.闭合电键K

　　B.闭合电键K后，把R的滑动方向右移

　　C.闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出

　　D.闭合电键K后，把Q靠近P

　9.如图所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。

现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动，则（）

　　A.当P向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势

　　B.当P向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势

　　C.当P向左滑时，环会向左运动，且有收缩的趋势

　　D.当P向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势

　10.如图所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd。

磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动。

若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是（）

　　A.静止

　　B.随磁铁同方向转动

　　C.沿与磁铁相反方向转动

　　D.要由磁铁具体转动方向来决定

【综合测试】

1.如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是（）

　　A.两金属环将相互靠拢

　　B.两金属环将相互排斥

　　C.磁铁的加速度会大于g

　　D.磁铁的加速度会小于g

　2.纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线（如图所示）。

虚线范围内有向纸里的均匀磁场。

AB右侧有圆线圈C。

为了使C中产生顺时针方向的感应电流，贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是（）

　　A.向右匀速运动

　　B.向左匀速运动

　　C.向右加速运动

　　D.向右减速运动

　3.下图中小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面，速度v在纸面内关于感应电流有无及方向的判断正确的是（）

　　A.甲图中有感应电流，方向向里

　　B.乙图中有感应电流，方向向外

　　C.丙图中无感应电流

　　D.丁图中a、b、c、d四位置上均无感应电流

　4.如图所示，均匀金属棒ab位于桌面上方的正交电磁场中，且距桌面的高度小于ab棒长。

当棒从水平状态由静止开始下落时，棒两端落到桌面的时间先后是（）

　　A.a先于b　　B.b先于a

　　C.a、b同时　　D.无法确定

　5.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（）

　　A.指向圆心　　B.背离圆心

　　C.垂直纸面向内　　D.垂直纸面向外

　6.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则流过表

的感应电流方向是（）

　　A.始终由a流向b

　　B.始终由b流向a

　　C.先由a流向b，再由b流向a

　　D.先由b流向a，再由a流向b

　7.如图所示为一个圆环形导体，有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程，环中感应电流的情况是（）

　　A.无感应电流

　　B.有逆时针方向的感应电流

　　C.有顺时针方向的感应电流

　　D.先逆时针方向后顺时针方向的感应电流

8.如图所示，两个线圈A、B上下平行放置，分别通以图示电流I1、I2，为使线圈B中的电流瞬时有所增大，可采用的办法是（）

　　A.线圈位置不变，增大线圈A中的电流

　　B.线圈位置不变，减小线圈A中的电流

　　C.线圈A中电流不变，线圈A向下平移

　　D.线圈A中电流不变，线圈A向上平移

　9.如图所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摆动，则（）

　　A.在S闭合的瞬间，A、B必相吸

　　B.在S闭合的瞬间，A、B必相斥

　　C.在S断开的瞬间，A、B必相吸

　　D.在S断开的瞬间，A、B必相斥

二、填空题

　10.如图所示，（a）图中当电键S闭合瞬间，流过表

的感应电流方向是____；（b）图中当S闭合瞬间，流过表的感应电流方向是____。

　11.将矩形线圈垂直于磁场方向放在匀强磁场中，如图所示。

将线圈在磁场中上下平移时，其感应电流为____；将线圈前后平移时，其感应电流为____；以AF为轴转动时，其感应电流方向为____；以AC为轴转动时，其感应电流方向为____；沿任意方向移出磁场时，其感应电流方向为____。

　12.如图所示，两个圆形闭合线圈，当内线圈中电流强度I迅速减弱时，外线圈的感应电流方向为____。

　13.如图所示，互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上，上面架着两根互相平行的铜棒ab和cd，磁场方向竖直向上。

如不改变磁感强度方向而仅改变其大小，使ab和cd相向运动，则B应____。

　14.如图所示，导线圈A水平放置，条形磁铁在其正上方，N极向下且向下移近导线圈的过程中，导线圈A中的感应电流方向是____，导线圈A所受磁场力的方向是____。

若将条形磁铁S极向下，且向上远离导线框移动时，导线框内感应电流方向是____，导线框所受磁场力的方向是____。

　15.如图所示，闭合导线框abcd与长直通电导线共面放置，长导线中电流方向如图，且略偏左放置，当长导线中的电流逐渐增大时，导线框中的感应电流方向是____，导线框所受磁场力的方向是____。

[参考答案］

http:

//

1.B2.A3.B、C4.D5.D6.A

　7.B8.A、D9.A、D10.B

【综合测试答案】

　1.B、D2.C　　3.A4.B5.A

　6.C7.A　　8.B、D9.A、C

二、填空题

　10.b→a，a→b

　11.零、零，AFDCA，AFDCA，AFDCA

　12.顺时针方向

　13.增大

　14.俯视逆时针方向，向下，俯视逆时针方向，向上

　15.abcd，向左