用学案沪科版选修3_2.doc

1、1微型专题 1 楞次定律的应用目标定位 1.学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.一、 “增反减同”法感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.(1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；(2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.口诀记为“增反减同”.注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.例 1 如图 1 所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长磁铁的 N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外、 ad 边在纸内，由图中位置经过位置到位置，位置和位置都很

2、接近位置，这个过程中线圈的感应电流 ( )图 1A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动C.先沿 abcd 流动，后沿 dcba 流动D.先沿 dcba 流动，后沿 abcd 流动答案 A2解析 由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置时穿过闭合线圈的磁通量最小，为零.由于位置和位置都很接近位置，则线圈从位置到位置，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置到位置，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是 abcd.二、 “来拒去留”法导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动，口诀记为“来拒去留”.例 2 如图

3、2 所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )图 2A.向右摆动 B.向左摆动C.静止 D.无法判定答案 A解析 本题可由两种方法来解决：方法 1：画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象，由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，故 A 正确.甲 乙方法 2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁，两磁铁有排斥作用，故 A 正确.三、 “增缩减扩

4、”法当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势).(1)若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用.口诀记为“增缩减扩”.3注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.例 3 如图 3 所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑金属导轨 A、 B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体 ab 和 cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体 ab 和 cd 的运动情况是 ( )图 3A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab 和 cd 相向运动，相互靠近D

5、.ab 和 cd 相背运动，相互远离答案 C解析 由于在闭合回路 abcd 中， ab 和 cd 电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除 A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增大的目的，故选 C.四、 “增离减靠”法发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.即：(1)若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用.(2)

6、若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.口诀记为“增离减靠”.例 4 如图 4 所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管横截面平行，当开关 S 接通瞬间，两铜环的运动情况是( )图 4A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断4答案 A解析 开关 S 接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将同时向两侧运动，故 A 正确.五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用1.右手定则是楞次定律的特殊

7、情况(1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.(2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动.2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁( I B)安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)(2)因动而生电( v、 B I 感 )右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)(3)因电而受力( I、 B F 安 )左手定则.(磁场对电流有作用力)例 5 (多选)如图 5 所示装置中， cd 杆光滑且原来静止.当 ab 杆做如下哪些运动时， cd 杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流

8、越大)( )图 5A.向右匀速运动 B.向右加速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动答案 BD解析 ab 杆向右匀速运动，在 ab 杆中产生恒定的电流，该电流在线圈 L1中产生恒定的磁场，在 L2中不产生感应电流，所以 cd 杆不动，故 A 错误； ab 杆向右加速运动，根据右手定则，知在 ab 杆上产生增大的由 a 到 b 的电流，根据安培定则，在 L1中产生方向向上且增强的磁场，该磁场向下通过 L2，由楞次定律， cd 杆中产生 c 到 d 的电流，根据左手定则， cd 杆受到向右的安培力，向右运动，故 B 正确；同理可得 C 错误，D 正确.六、从能量的角度理解楞次定律感应电流的产生并

9、不是创造了能量.导体做切割磁感线运动时，产生感应电流，感应电流受到安培力作用，导体克服安培力做功从而实现其他形式的能向电能的转化，所以楞次定律的“阻碍”是能量转化和守恒的体现.例 6 如图 6 所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始水平下落，在下落过程中，下列判断正确的是( )5图 6A.金属环在下落过程中的机械能守恒B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C.金属环的机械能先减小后增大D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力答案 B解析 金属环在下落过程中，磁通量发生变化产生感应电流，金属环受到磁场力的作用，机械能不守恒，A 错误.由能量守恒，金属环重力势能的减少量等于

10、其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和，B 正确.金属环下落的过程中，机械能不停地转变为电能，机械能一直减少，C 错误.当金属环下落到磁铁中央位置时，无感应电流，环和磁铁间无作用力，磁铁对桌面的压力大小等于磁铁的重力，D 错误. 1.(“来拒去留”法)如图 7 所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度 H 处同时释放(各线框下落过程中始终水平不翻转)，则以下说法正确的是( )图 7A.三者同时落地B.甲、乙同时落地，丙后落地C.甲、丙同时落地，乙后落地D.乙、丙同时落地，甲后落地答案 D解析 在下落过程中，闭合铜线

11、框中产生感应电流.由“来拒去留”可知，答案选 D.62.(“增缩减扩”法及“来拒去留”法)如图 8 所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是 ( )图 8A.铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大答案 B解析 根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合铝环内的磁通量增大，因此铝环面积应有收缩的趋势，同时有远离磁铁的趋势，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面压力增大，故 B 项正确.3.(楞次定律的重要结论

12、)如图 9 所示，水平放置的光滑杆上套有 A、 B、 C 三个金属环，其中B 接电源.在接通电源的瞬间， A、 C 两环( )图 9A.都被 B 吸引B.都被 B 排斥C.A 被吸引， C 被排斥D.A 被排斥， C 被吸引答案 B解析 在接通电源的瞬间，通过 B 环的电流从无到有，电流产生的磁场从无到有，穿过A、 C 两环的磁通量从无到有， A、 C 两环产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，为了阻碍原磁通量的增加， A、 C 两环都被 B 环排斥而远离 B 环，故 A、C、D 错误，B 正确.4.(“增离减靠”法)(多选)如图 10 是某电磁冲击钻的原理图，若

13、突然发现钻头 M 向右运动，则可能是( )7图 10A.开关 S 闭合瞬间B.开关 S 由闭合到断开的瞬间C.开关 S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片 P 向左迅速滑动D.开关 S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片 P 向右迅速滑动答案 AC解析 当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头 M 向右运动，故 A 项正确；当开关 S 已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头 M 向右运动，故 C 项正确.5.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用)(多选)如图 11 所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、 MN，

14、当 PQ 在外力的作用下运动时， MN 在磁场力的作用下向右运动，则 PQ 所做的运动可能是( )图 11A.向右加速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动答案 BC解析 当 PQ 向右运动时，用右手定则可判定 PQ 中感应电流的方向是由 Q P，由安培定则可知穿过 L1的磁场方向是自下而上的；若 PQ 向右加速运动，则穿过 L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过 MN 的感应电流是从 N M 的，用左手定则可判定 MN 受到向左的安培力，将向左运动，可见选项 A 错误；若 PQ 向右减速运动，流过 MN 的感应电流方向、 MN 所受的安培力的方向均将反向， MN 向右运动，所以选项 C 正确；同理可判断选项 B 正确，选项 D错误.