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1、 11 / 14 最新教科版高中物理選修（3-2）第1章《楞次定律的應(yīng)用》學(xué)案 ［目標定位］1.學(xué)習(xí)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 知識?探究 手定則和楞次定律的區(qū)別. 基礎(chǔ)自學(xué)落實重點互動探究 “增反減同”法 感應(yīng)電流的磁場，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 （原磁場磁通量）的變化. （1）當(dāng)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(dāng)原磁場磁通量減小時，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

2、落，保持bc 邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中位置I經(jīng)過位置n到位置田,位置I和位置出都很接近位置n ,這 個過程中線圈的感應(yīng)電流 （ ） A.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 解析 本題考查用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 ，關(guān)鍵要分析清楚矩形線圈由位置I到位置n和 由位置n到位置出兩過程中 ，穿過線圈的磁感線方向相反.由條形磁鐵的磁場可知 ，線圈在位置 n時穿過閉合線圈的磁通量最小 ，為零，線圈從位置I到位置n ,從下向上穿過線圈的磁通量在減 小，線圈從位置n到位置田，從上向下穿過線圈的磁通量

3、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 來拒去留”法 ,兩者之間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對 導(dǎo)體與磁場相對運動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時 運動. 口訣記為“來拒去留”. 【例2】如圖2所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運動時 ，銅環(huán)的運動情況是（ ） 圖2 A.向右擺動 B .向左擺動 C.靜止D .無法判定 解析 本題可由兩種方法來解決： 方法1:畫出磁鐵的磁感線分布 ，如圖甲所示，當(dāng)磁鐵向銅環(huán)運動時，穿過銅環(huán)的磁通量增加 ，由 楞次定律判斷出銅環(huán)中的感應(yīng)電流方向如圖所示.分析銅環(huán)受到安培力作用而運動時 ，可把銅環(huán) 中的電流等效為多段直線電

4、流元.取上、下兩小段電流元作為研究對象 ，由左手定則確定兩段電 流元的受力，由此可推斷出整個銅環(huán)所受合力方向向右 ，故A正確. 甲 乙 方法2（等效法）：磁鐵向右運動，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”法 當(dāng)閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生時 ，電路的各部分導(dǎo)線就會受到安培力作用 ，會使電路的面積有變 化（或有變化趨勢）. （1）若原磁通量增加，則通過減小有效面積起到阻礙的作用. （2）若原磁通量減小，則通過增大有效面積起到阻礙的作用. 口訣記為“增縮減擴”. 注意：本方法適用于磁感線單方向穿過閉合回

5、路的情況. 【例3】如圖3所示，在載流直導(dǎo)線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的導(dǎo)體 ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強時 ，導(dǎo)體ab 和cd的運動情況是（ ） 圖3 A. 一起向左運動 B. 一起向右運動 C. ab和cd相向運動，相互靠近 D. ab和cd相背運動，相互遠離 解析 由于在閉合回路 abcd中，ab和cd電流方向相反，所以兩導(dǎo)體運動方向一定相反 ，排除A、 B；當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強時 ，穿過閉合回路的磁通量增大 ，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總 是阻礙穿過回路磁通量的變化 ，所以兩導(dǎo)體相

6、互靠近，減小面積，達到阻礙磁通量增大的目的 ，故 C正確,D錯誤. 答案 C 四、“增離減靠”法 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，通過什么方式來“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)體的相對運動，也可能是改變線圈的有效面積 ，還可能是通過遠離或靠近變化的磁場源來阻 礙原磁通量的變化.即： （1）若原磁通量增加，則通過遠離磁場源起到阻礙的作用. （2）若原磁通 量減小，則通過靠近磁場源起到阻礙的作用. 口訣記為“增離減靠”. 【例4 一長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)NN可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動 ，M連接在如圖4所示的電

7、路中，其中R為滑動變阻器，日和 E為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)，下列情況中，可觀測到N向左運動的是（ ） M N 右 圖4 A.在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間 B.在S斷開的情況下,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端移動時 D.在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向d端移動時 解析 金屬環(huán)N向左運動，說明穿過 N的磁通量在減小，說明線圈M中的電流在減小，只有選項C 符合題意. 答案 C 五、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別和應(yīng)用 1 .右手定則是楞次定律的特殊情況 （1）楞次定律的研究對象為整個閉合導(dǎo)體回路 ，適用于

8、磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況. （2）右手定則的研究對象為閉合導(dǎo)體回路的一部分 ，適用于一段導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運 動. 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（I-B）-安培定則.（判斷電流周圍磁感線的方向 ） （2）因動而生電（v、B-1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 F安）-左手定則.（磁場對電流有作用力） 【例5】如圖5所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里.圓形金屬環(huán) B正對線圈A當(dāng)導(dǎo)線MN在 導(dǎo)軌上向右加速滑動時，下列說法正確的是（ ） M B x x x N 圖5

9、A. MNfr電流方向NfMB被A吸引 B. MNfr電流方向NfMB被A排斥 C. MN^電流方向M>NB被A吸引 D. MN^電流方向MH NB被A排斥 解析 MN向右加速滑動，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從 "M且大小在逐漸變大，根據(jù)安培 定則知，線圈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，B正確,A、C、D錯誤. 自我?檢測 答案 B 檢測學(xué)習(xí)效果怵驗成功快樂 1 .（ “來拒去留”法）如圖6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磁鐵 ，現(xiàn)將甲、乙、丙拿

10、至相同高度 H處同時釋放（各線框下落過程 中不翻轉(zhuǎn)）,則以下說法正確的是（ ） 甲 乙 丙 H H 薄強題鐵;薄周磁鐵 海強魅鐵 圖6 A.三者同時落地 B.甲、乙同時落地，丙后落地 C.甲、丙同時落地，乙后落地 D.乙、丙同時落地，甲后落地 答案 D 解析在下落過程中 ，閉合銅線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流 ，由“來拒去留”可知，答案選 D. 2.（ “增縮減擴”法及“來拒去留”法 ）如圖7所示，水平桌面上放有一個閉合鋁環(huán) ,在鋁環(huán)軸線 上方有一個條形磁鐵.當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時 ,下列判斷正確的是  A.鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面

11、壓力減小 B.鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力增大 C.鋁環(huán)有擴張趨勢，對桌面壓力減小 D.鋁環(huán)有擴張趨勢，對桌面壓力增大 答案 B 解析 根據(jù)楞次定律可知：當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時 ，閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增大 因此鋁環(huán)面積應(yīng)有收縮的趨勢 ，同時將遠離磁鐵，故增大了和桌面的擠壓程度 ，從而使鋁環(huán)對桌面 壓力增大，故B項正確. 3.（ “增離減靠”法）如圖8是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭 M向右運動，則可能是 （ ） A.開關(guān)S閉合瞬間 B.開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間 C.開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片 P向左迅速滑動 D.開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑

12、片 P向右迅速滑動 答案 AC 解析 當(dāng)開關(guān)突然閉合時，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，產(chǎn)生感 應(yīng)電流，使鉆頭M向右運動，故A項正確；當(dāng)開關(guān) S已經(jīng)是閉合時，只有左側(cè)線圈電流增大才會導(dǎo) 致鉆頭M向右運動，故C項正確. 4.（安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別和應(yīng)用 ）如圖9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(dāng)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（  A.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(dāng)PQ向右運動時，用右

13、手定則可判定 PQ中感應(yīng)電流的方向是由 Qf P,由安培定則可知穿 過Li的磁場方向是自下而上的；若 PQ向右加速運動，則穿過Li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 MM的，用左手定則可判定 MN受到向左的安培力，將向左運動，可 見選項A錯誤；若PQ向右減速運動，流過MN的感應(yīng)電流方向、 MN所受的安培力的方向均將反 向，MNtC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. 40分鐘課時作業(yè) 題組一 “來拒去留”法 i.如圖i所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路 ，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵 ，磁鐵 的N極朝下.在磁鐵的 N極向下靠

14、近線圈的過程中 （ ） A.通過電阻的感應(yīng)電流方向由 B.通過電阻的感應(yīng)電流方向由 C.通過電阻的感應(yīng)電流方向由 D.通過電阻的感應(yīng)電流方向由 答案 B 解析 a到b,線圈與磁鐵相互排斥 b到a,線圈與磁鐵相互排斥 a到b,線圈與磁鐵相互吸引 b到a,線圈與磁鐵相互吸引 根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化 ,因此阻礙條形磁鐵的下落，即來拒  去留，同名磁極相斥，所以線圈上端為 N極，根據(jù)安培定則判斷線圈電流方向向下 ，線圈下端為正 極，上端為負極，通過電阻的感應(yīng)電流方向由 b至1J a,B對. 2.如圖2所示，一質(zhì)量為 m的條形磁鐵用細線懸掛在天花

15、板上 ，細線從一水平金屬圓環(huán)中穿 過.現(xiàn)將環(huán)從位置I釋放 ，經(jīng)過磁鐵到達位置n ,設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分 別為Ti和T2,重力加速度大小為 g,則（ ） 圖2 A. Ti>mgT2>mg B.「mgT2mg 答案 A 解析 當(dāng)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端，穿過環(huán)的磁通量增加，圓環(huán)中的感應(yīng)電流的磁場要阻礙其磁通量增加 ， 所以磁鐵對線圈有向上的斥力作用 ，由牛頓第三定律，環(huán)對磁鐵有向下的斥力作用 ，使得細線對磁 鐵的拉力大于磁鐵的重力 ，即Ti>mg;同理，當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵下端時 ，穿過環(huán)的磁通量減小，圓環(huán)

16、中的感應(yīng)電流的磁場要阻礙其磁通量減小 ，所以磁鐵對環(huán)有向上的吸引力作用 ，由牛頓第三定律， 則環(huán)對磁鐵有向下的吸引力作用 ，使得細線對磁鐵的拉力大于磁鐵的重力 ，即T2>mg選項A正 確. 3.如圖3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(dāng)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，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力 N及在水平方向運動趨 勢的正確判斷是（ ）  A. N先小于mg后大于mg運動趨勢向左 B. N先大于mg后小于mg運動趨勢向左 C. N先小于mg后大于mg運動趨勢向右 D. N先大于mg后小于mg運動趨勢向右 答案 D 解析

17、 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 定律的第二種描述：“來拒去留”可知 ，線圈先有向下和向右的趨勢 ，后有向上和向右的趨勢，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. 4.如圖4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(dāng)一條形磁鐵向左運動靠近兩 環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是 ( ) A.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)的磁通量均增加.根據(jù)楞次定律 ，感應(yīng)電流的磁場將阻礙原磁通 量增加

18、，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. 題組二“增縮減擴”法 5 .如圖5所示，勻強磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面 ，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形.則磁場 ( ) A. 逐漸增強，方向向外 B. 逐漸增強，方向向里  C.逐漸減弱，方向向外 D.逐漸減弱，方向向里 答案 CD 解析對于線圈來說，圓形面積最大，即由于磁場變化，導(dǎo)致線圈面積變大，根據(jù)楞次定律的“增 縮減擴”法，可判斷磁場在減弱，可能是方向向外的磁場逐漸減弱，也可能是方向向里的磁場逐漸 減弱，選項C、

19、D對. 6 .如圖6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 A.若磁場方向豎直向上并增強時 B.若磁場方向豎直向上并減弱時 C.若磁場方向豎直向下并增強時 D.若磁場方向豎直向下并減弱時 計摩擦，在豎直方向上有勻強磁場 圖6 ,桿ab將向右移動 ,桿ab將向右移動 ,桿ab將向右移動 ,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(dāng)磁感應(yīng)強度增大時，回路中磁通量變大，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. 7.如圖7所示，光滑固定金屬導(dǎo)軌 M N水平放

20、置，兩根導(dǎo)體棒 R Q平行放在導(dǎo)軌上，形成閉合 回路.當(dāng)一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時 ,可動的兩導(dǎo)體棒 圖7 A.保持不動 B.相互遠離 C.相互靠近 D.無法判斷 答案 C 解析 效果法：四根導(dǎo)體組成閉合回路 ，當(dāng)磁鐵迅速接近回路時，不管是N極向下，還是S極向下 穿過回路的磁通量都增加 ，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 ，感應(yīng)電流將“阻礙”原磁通量的增加 ，可動 的兩根導(dǎo)體只能用減小回路面積的方法來阻礙原磁通量的增加 ，得到的2^論是 P、Q相互靠近，選 項C正確.還可以用常規(guī)法，根據(jù)導(dǎo)體所受磁場力的方向來判斷. 8.如圖8所示，abcd是一個可繞垂直于紙面的軸 。

21、轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器 R的 圖8 滑片自左向右滑動時，線力I abcd的運動情況是（ ） A.保持靜止不動 8 .逆時針轉(zhuǎn)動 C.順時針轉(zhuǎn)動 D.發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向 答案 C 解析 根據(jù)題圖所示電路，線框abcd所處位置的磁場是水平方向的 ，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑 動時，電路中電阻增大，電流減小，則穿過閉合導(dǎo)線框 abcd的磁通量將減小. @=B$in 0,0 為線圈平面與磁場方向的夾角，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場將阻礙原來磁場磁通量的變化 ，則 線框abcd只有順時針旋轉(zhuǎn)使 e角增大，而使穿過線圈的磁通量增加 ，則C正確.注意

22、此題并不 需要明確電源的極性. 題組三“增離減靠”法 9 .如圖9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(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時 ，金屬線圈的面積 S和橡皮繩的長度l將（ ） 圖9 A. S增大，l變長B . S減小，l變短 C. S增大，l變短D . S減小，l變長 答案 D 解析 當(dāng)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D正確. 10 .如圖10所示，A為水

23、平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負電荷 ，在A的正上方用絕緣 絲線懸掛一個金屬圓環(huán) B,使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行 ，其軸線與膠木盤 A的軸線。。重合， 現(xiàn)使膠木盤A由靜止開始繞其軸線 OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動 ，則（ 15 / 14 圖10 A.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢，絲線受到的拉力增大 B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢 ,絲線受到的拉力減小 C.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢 ,絲線受到的拉力減小 D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大 答案 B 解析 膠木盤A由靜止開始繞其軸線 OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動 ，形成

24、環(huán)形電流，環(huán)形電流的 大小增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過B的磁通量向下，且增大，根據(jù)楞次定律的另一種表述 ，引起 的效果阻礙原磁通量的增大 ，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢 ，且有向上運動的趨勢，所以絲線的拉 力減小，故B正確,A、C、D錯誤. 11 .如圖11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(dāng)開關(guān)S接 通瞬間，兩銅環(huán)的運動情況是 （ ） A.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，但因電流正、負極未知，無法具體判斷 D.同時被推開或同時向螺線管靠攏 ，但因電源正、負極未知，無法具體判斷 答案 A 解析 當(dāng)開關(guān)S

25、接通瞬間，小銅環(huán)中磁通量從無到有 ，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通 量的增加，則兩銅環(huán)將向兩側(cè)運動，故A正確. 題組四 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別和應(yīng)用 12 .如圖12甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線力I位于同一平面內(nèi) ，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的 變化關(guān)系如圖乙所示.在 0?/時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流方向向上，則在T?T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電 流的方向與所受安培力的方向是 A.感應(yīng)電流方向為順時針方向 B.感應(yīng)電流方向為逆時針方向 C.感應(yīng)電流方向為順時針方向 D.感應(yīng)電流方向為逆時針方向 圖12 ,線框所受安培力的合力方向向左 ,線框所受安培

26、力的合力方向向右 ,線框所受安培力的合力方向向右 ,線框所受安培力的合力方向向左 答案 C 解析 在T?T時間內(nèi)，直導(dǎo)線電流方向向下，根據(jù)安培定則，知直導(dǎo)線右側(cè)磁場的方向垂直紙面 向外，電流逐漸增大，則磁場逐漸增強，根據(jù)楞次定律，金屬線框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電 流.根據(jù)左手定則，知金屬線框左邊受到的安培力方向水平向右 ，右邊受到的安培力方向水平向 左，離導(dǎo)線越近，磁場越強，則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力 ，所以金屬線框所受安培力的合力方向水平向右，故C正確,A、B、D錯誤. 13 .如圖13所示，在勻強磁場中放有平行銅導(dǎo)軌 ，它與大線圈 M相連接，要使小導(dǎo)線圈 N獲得順 時針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的金屬棒 ab的運動情況（兩線圈共面放置）是（ ） 圖13 A.向右勻速運動 B .向左加速運動 C.向右減速運動 D .向右加速運動 答案 BC