2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 習(xí)題課：楞次定律的應(yīng)用教學(xué)案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精習(xí)題課:楞次定律的應(yīng)用課時要求1.應(yīng)用楞次定律的推論判斷感應(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.一、利用“結(jié)論法”判斷感應(yīng)電流的方向1“增反減同”法感應(yīng)電流的磁場，總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化(1)當原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反(2)當原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同口訣記為“增反減同”例1如圖1所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細長磁鐵的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)過位置到位置,位置和位置都很接近位置，這個過程中線圈的感應(yīng)電流

2、 （)圖1a沿abcd流動b沿dcba流動c先沿abcd流動，后沿dcba流動d先沿dcba流動，后沿abcd流動答案a解析由條形磁鐵的磁場分布可知，線圈在位置時穿過閉合線圈的磁通量最小為零，線圈從位置到位置，從下向上穿過線圈的磁通量在減少，線圈從位置到位置,從上向下穿過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。2“來拒去留”法由于磁場與導(dǎo)體的相對運動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對運動口訣記為“來拒去留”例2如圖2所示，當磁鐵突然向銅環(huán)運動時，銅環(huán)的運動情況是（）圖2a向右擺動b向左擺動c靜止d無法判定答案a解析當磁鐵突然向

3、銅環(huán)運動時，穿過銅環(huán)的磁通量增加,為阻礙磁通量的增加，銅環(huán)遠離磁鐵向右運動3“增縮減擴”法就閉合電路的面積而言，致使電路的面積有收縮或擴張的趨勢收縮或擴張是為了阻礙電路原磁通量的變化若穿過閉合電路的磁通量增大時，面積有收縮趨勢；若穿過閉合電路的磁通量減少時,面積有擴張趨勢口訣為“增縮減擴”說明：此法只適用于回路中只有一個方向的磁感線的情況例3(2016慈溪市調(diào)研）（多選)如圖3所示，“u”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無摩擦整個裝置處于豎直方向的磁場中若因磁場的變化,使桿ab向右運動,則磁感應(yīng)強度（）圖3a方向向下并減小 b方向向下并增大c方向向上并增大 d方向向上并減小答案ad

4、解析桿ab向右運動,使得閉合回路中磁通量有增加趨勢,說明原磁場的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強度正在減小，與方向向上、向下無關(guān)，故選項a、d正確，b、c錯誤4“增離減靠法當磁場變化且線圈回路可移動時,由于磁場增強使得穿過回路的磁通量增加，線圈將通過遠離磁體來阻礙磁通量增加；反之，由于磁場減弱使線圈中的磁通量減少時，線圈將靠近磁體來阻礙磁通量減少，口訣記為“增離減靠”例4如圖4所示,通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管截面平行，當開關(guān)s接通瞬間，兩銅環(huán)的運動情況是（）圖4a同時向兩側(cè)推開b同時向螺線管靠攏c一個被推開，一個被吸引，但因電源正負極未知，無法具體判斷d同時被推開或同時向螺線管

5、靠攏，但因電源正負極未知,無法具體判斷答案a解析開關(guān)s接通瞬間,小銅環(huán)中磁通量從無到有增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時向兩側(cè)運動故a正確二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用場合如下表。比較項目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場合通電導(dǎo)線、圓環(huán)產(chǎn)生磁場時，磁場方向、電流方向關(guān)系通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向、電流方向、磁場方向三者方向關(guān)系導(dǎo)體切割磁感線時速度方向、磁場方向、感應(yīng)電流方向三者方向關(guān)系回路中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流時原磁場方向、感應(yīng)電流磁場方向關(guān)系綜合運用這幾個規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個規(guī)律的適用場合，不能混淆例5

6、(多選)如圖5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，當pq在外力的作用下運動時，mn在磁場力的作用下向右運動，則pq所做的運動可能是（說明：pq棒切割磁感線的速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大)(）圖5a向右加速運動b向左加速運動c向右減速運動d向左減速運動答案bc解析當pq向右運動時,用右手定則可判定pq中感應(yīng)電流的方向是由qp，由安培定則可知穿過l1的磁場方向是自下而上的；若pq向右加速運動,則穿過l1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過mn的感應(yīng)電流是從nm的，用左手定則可判定mn受到向左的安培力，將向左運動，選項a錯誤；若pq向右減速運動，流過mn的感應(yīng)電流方向、mn

7、所受的安培力的方向均將反向,mn向右運動,所以選項c正確;同理可判斷選項b正確,選項d錯誤幾個規(guī)律的使用中，要抓住各個對應(yīng)的因果關(guān)系:1因電而生磁（ib）安培定則2因動而生電(v、bi)右手定則3因電而受力（i、bf安）左手定則三、從能量的角度理解楞次定律感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量導(dǎo)體做切割磁感線運動時，產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流受到安培力作用,導(dǎo)體克服安培力做功從而實現(xiàn)其他形式能向電能的轉(zhuǎn)化，所以楞次定律的“阻礙是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn)例6如圖6所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管p和塑料管q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊()圖6a在p和q中都做自由落體運動

8、b在兩個下落過程中的機械能都守恒c在p中的下落時間比在q中的長d落至底部時在p中的速度比在q中的大答案c解析小磁塊下落過程中，在銅管p中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁塊受到向上的磁場力，不做自由落體運動，而在塑料管q中只受到重力,在q中做自由落體運動,故選項a錯誤;根據(jù)功能關(guān)系知,在p中下落時，小磁塊機械能減少，在q中下落時，小磁塊機械能守恒，故選項b錯誤；在p中加速度較小，在p中下落時間較長，選項c正確;由于在p中下落時要克服磁場力做功，機械能有損失,故可知落到底部時在p中的速度比在q中的小，選項d錯誤1(2016麗水市調(diào)研)如圖7所示，絕緣光滑水平面上有兩個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正

9、中向下移動(不到達該平面)，a、b將如何移動（）圖7aa、b將相互遠離 ba、b將相互靠近ca、b將不動 d無法判斷答案a解析根據(jù)bs，磁鐵向下移動過程中b增大，所以穿過每個環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢由于s不可改變，為阻礙磁通量的增大，導(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠離磁鐵，所以a、b將相互遠離選項a正確2如圖8所示，用一種新材料制成一閉合線圈，當它浸入液氮中時，會成為超導(dǎo)體,這時手拿一永磁體，使任一磁極向下，放在線圈的正上方，永磁體便處于懸浮狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體磁懸浮關(guān)于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是（）圖8a當永磁體的n極向下時，通過線圈的感應(yīng)電流的方向為abcda，線圈與磁鐵相互排斥b當永磁體的n極向下

10、時，通過線圈的感應(yīng)電流的方向為adcba，線圈與磁鐵相互排斥c當永磁體的s極向下時，通過線圈的感應(yīng)電流的方向為abcda，線圈與磁鐵相互吸引d當永磁體的s極向下時，通過線圈的感應(yīng)電流的方向為adcba,線圈與磁鐵相互吸引答案a3(多選)如圖9所示，閉合圓形金屬環(huán)豎直固定，光滑水平導(dǎo)軌穿過圓環(huán)，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運動,其軸線穿過圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過圓環(huán)的整個過程中,下列說法正確的是()圖9a磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做加速運動b磁鐵靠近圓環(huán)的過程中,做減速運動c磁鐵遠離圓環(huán)的過程中，做加速運動d磁鐵遠離圓環(huán)的過程中,做減速運動答案bd4如圖10所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于

11、紙面向里,當導(dǎo)線mn在導(dǎo)軌上向右加速滑動時,正對電磁鐵a的圓形金屬環(huán)b中（說明：導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大) ()圖10a有感應(yīng)電流，且b被a吸引b無感應(yīng)電流c可能有，也可能沒有感應(yīng)電流d有感應(yīng)電流,且b被a排斥答案d解析mn向右加速滑動,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的磁場方向向左，且大小逐漸增強,根據(jù)楞次定律知，b環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向右，b被a排斥，d正確，a、b、c錯誤1（20162017學(xué)年臺州中學(xué)高二統(tǒng)練)如圖1所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線ab正上方快速經(jīng)過時,若

12、線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力fn及在水平方向運動趨勢的正確判斷是 ()圖1afn先小于mg后大于mg，運動趨勢向左bfn先大于mg后小于mg,運動趨勢向左cfn先小于mg后大于mg，運動趨勢向右dfn先大于mg后小于mg，運動趨勢向右答案d解析條形磁鐵從線圈正上方由左向右運動的過程中，線圈中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律的“來拒去留可知，線圈先有向下和向右運動的趨勢，后有向上和向右運動的趨勢故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，運動趨勢向右故選d.2。 （多選）如圖2所示，一個有彈性的金屬線圈被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與線圈在同一豎直面內(nèi)，當通電直導(dǎo)線中電流增大時

13、，金屬線圈的面積s和橡皮繩的長度l將（)圖2as增大bs減小cl變短dl變長答案bd解析當通電直導(dǎo)線中電流增大時，穿過金屬線圈的磁通量增大，金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙原磁通量的增大：一是用縮小面積的方式進行阻礙;二是用遠離直導(dǎo)線的方式進行阻礙，故b、d正確3. 如圖3所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落,在下落過程中，下列判斷正確的是(）圖3a金屬環(huán)在下落過程中的機械能守恒b金屬環(huán)在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量c金屬環(huán)的機械能先減小后增大d磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力答案b4(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖4所示的勻強磁

14、場中,與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒ab和cd可以自由滑動當ab在外力f作用下向右運動時，下列說法中正確的是（）圖4a導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是dcb導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過,方向是cdc磁場對導(dǎo)體棒cd的作用力向左d磁場對導(dǎo)體棒ab的作用力向左答案bd解析兩個導(dǎo)體棒與兩根金屬導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路,當ab向右運動時，回路中磁通量增加，結(jié)合安培定則判斷回路中感應(yīng)電流的方向是bacdb.再根據(jù)左手定則，可判斷出磁場對cd的作用力向右，對ab的作用力向左故選項b、d正確5(20162017學(xué)年臺州中學(xué)高二第一次統(tǒng)練）（多選)如圖5所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個矩形線框abcd，線框平面與通電直導(dǎo)線共面,若使線框向

15、右遠離通電導(dǎo)線，則（)圖5a線框磁通量變大b線框中產(chǎn)生順時針方向電流c線框bc邊受到安培力方向向右d線框abcd受到安培力方向向右答案bc解析離通電導(dǎo)線越遠,電流產(chǎn)生的磁場越弱,線框向右遠離通電導(dǎo)線，線框磁通量變小，選項a錯誤;由安培定則知穿過矩形線框abcd的磁場方向垂直紙面向里,而且線框磁通量變小，由楞次定律得線框中產(chǎn)生順時針方向的電流,選項b正確；因bc邊電流向下，又處在垂直紙面向里的磁場內(nèi)，由左手定則得線框bc邊受到安培力方向向右，選項c正確；因ad邊電流向上，又處在垂直紙面向里的磁場內(nèi),由左手定則得線框ad邊受到的安培力向左，又因離通電導(dǎo)線越近磁場越強，所以線框abcd受到安培力方向

16、向左，選項d錯誤綜上本題選b、c.6如圖6所示，兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上,當一條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是 （）圖6a同時向左運動，間距變大b同時向左運動,間距變小c同時向右運動，間距變小d同時向右運動，間距變大答案b解析磁鐵向左運動，穿過兩環(huán)的磁通量都增加根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場將阻礙原磁通量增加,所以兩者都向左運動另外，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，依據(jù)安培定則和左手定則可以判斷兩個環(huán)之間是相互吸引的,所以選項a、c、d錯誤,b正確7(多選）如圖7所示,在水平面上有一固定的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌為u形金屬框架,框架上放置一金屬桿ab，不計摩擦，在豎直方向上有勻強磁場

17、，則（）圖7a若磁場方向豎直向上并增強時，桿ab將向右移動b若磁場方向豎直向上并減弱時,桿ab將向右移動c若磁場方向豎直向下并增強時，桿ab將向右移動d若磁場方向豎直向下并減弱時，桿ab將向右移動答案bd解析不管磁場方向豎直向上還是豎直向下,當磁感應(yīng)強度增大時,回路中磁通量增大，由楞次定律知桿ab將向左移動，反之，桿ab將向右移動,選項b、d正確8如圖8所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流i，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過程中（）圖8a穿過線框的磁通量保持不變b線框中感應(yīng)電流方向保持不變c線框所受安培力的合力為零d線框的機械能不斷增大答案b解析線框在下落

18、過程中,所在位置磁場減弱,穿過線框的磁感線的條數(shù)減少，磁通量減小故a錯誤下落過程中，因為磁通量隨線框下落而減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，不變，所以感應(yīng)電流的方向不變,故b正確線框左右兩邊受到的安培力互相抵消，上邊受的安培力大于下邊受的安培力，安培力合力不為零故c錯誤線框中產(chǎn)生電能,機械能減小故d錯誤9（2015紹興上虞高二檢測)（多選）螺線管右端的管口正對著一個閉合線圈m,如圖9所示，線圈平面與螺線管中軸線垂直，以下哪些情況能使m向右側(cè)擺(）圖9a閉合開關(guān)s瞬間b閉合開關(guān)s穩(wěn)定后滑動變阻器r的觸片p左移時c開關(guān)s原來閉合，斷開的瞬間d閉合開關(guān)s穩(wěn)定后滑動變阻器r的觸片p右

19、移時答案ab解析由于要使m向右側(cè)擺動，所以要求線圈中的電流必須變大，在閉合開關(guān)s的瞬間可以滿足,在閉合s穩(wěn)定后滑動變阻器r的觸片p左移時也能滿足，故a、b正確10為了測量列車運行的速度和加速度大小，可采用如圖10甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成（電流測量記錄儀未畫出）當列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，p、q為接測量儀器的端口若俯視軌道平面磁場垂直地面向里（如圖乙)，則在列車經(jīng)過測量線圈的過程中，流經(jīng)線圈的電流方向為（)圖10a始終逆時針方向b先順時針，再逆時針方向c先逆時針，再順時針方向d始終順時針方向答案c解析在列車經(jīng)過線圈的上方時，由于列車上的磁場的方向向下，所以線圈內(nèi)的磁通量方向向