高中物理楞次定律专题讲解

一对一个性化辅导 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 楞次定律和右手定则的应用要点一、楞次定律的得出要点二、楞次定律的内容感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场．．总要阻碍．．引起感应电流的磁通量的变化．．。要点三、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：（1）明确所研究的闭合电路，判断原磁场的方向．．．．．．；（2）判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化．．．．．．．．．．情况；（3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向．．．．．．．．．；（4）由安培定则根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向．．．．．．．。以上步骤可概括为四句话：“明确增减和方向，增反减同切莫忘，安培定则来判断，四指环绕是流向。”要点四、右手定则1．内容：伸出右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心垂直进入，并使拇指指向导体运动方向，这时其余四指所指方向就是感应电流的方向。2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况，它是楞次定律的一种特殊情况。【典型例题】类型一、理解楞次定律例1．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定（）A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】C【解析】本题考查楞次定律的理解，关键是真正理解楞次定律的内涵和外延。感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向。故选C。类型二、用楞次定律判断感应电流的方向例2．(2014苏北联考)如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈中()A．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同B．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反C．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同D．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反【答案】C【变式1】如图所示，P为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现在用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，从上向下看（）A．穿过弹簧圆圈面的磁通量减少，弹簧圆中有逆时针方向的感应电流B．穿过弹簧圆圈面的磁通量增加，弹簧圆中有逆时针方向的感应电流C．穿过弹簧圆圈面的磁通量减少，弹簧圆中有顺时针方向的感应电流D．穿过弹簧圆圈面的磁通量增加，弹簧圆中有顺时针方向的感应电流【答案】A【解析】如图，从上向下看。穿过弹簧圆圈面的磁通量为弹簧圆圈内条形磁铁内部、条形磁铁外部磁通量的和，用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，则弹簧圆圈内条形磁铁外部磁通量增加，而条形磁铁内部磁通量不变，总磁通量在减少。由楞次定律可知：弹簧圆中有逆时针方向的感应电流。所以A选项正确。【变式2】（多选）如图所示,螺线管置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流减小时()A、环A有缩小的趋势B、环A有扩张的趋势C、螺线管B有缩短的趋势D、螺线管B有伸长的趋势【答案】AD【变式3】（多选）如图所示,当条形磁铁作下列运动时,线圈中的感应电流方向应是(从左往右看)()A、磁铁靠近线圈时,电流的方向是逆时针的B、磁铁靠近线圈时,电流的方向是顺时针的C、磁铁向上平动时,电流的方向是逆时针的D、磁铁向上平动时,电流的方向是顺时针的【答案】BC例3．如图所示，MN为一根固定的通有恒定电流，的长直导线，导线框abcd与MN在同一竖直平面内（彼此绝缘），当导线框以竖直向下的速度。经过图示位置时，线框中感应电流方向如何？【变式1】如图所示,当磁场的磁感应强度B在逐渐增强的过程中,内外金属环上的感应电流的方向应为()A、内环顺时针方向,外环逆时针方向B、内环逆时针方向,外环顺时针方向C、内外环均顺时针方向D、内外环均逆时针方向【答案】A【变式2】如图所示,当变阻器R的滑片P向右移动时,流过电阻R′的电流方向是________。【答案】ab【变式3】如图所示，一个闭合金属框的两边接有电阻R、R，框上垂直搁置一根金属棒，棒与线12框接触良好，整个装置放在匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时，下列判断中正确的是（）A.穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流；B.框内有感应电流,电流方向顺时针C.框内有感应电流,电流方向逆时针D.框内有感应电流,左半边电流方向逆时针，右半边电流方向逆时针【答案】D要点五、楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因，常见有以下四种表现：（1）就磁通量而言，总是阻碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变化。（2）就相对运动而言，阻碍导体间的相对运动，简称口诀：“来拒去留”。（3）就闭合电路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁感线都朝同一方向，则磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：“增缩减扩”。（4）就电流而言，感应电流阻碍原电流的变化，即原电流增大时，感应电流方向与原电流方向相反；原电流减小时，感应电流方向与原电流方向相同，简称口诀：“增反减同。”要点六、楞次定律与能量守恒电磁感应现象中，感应电流的能量（电能）不是凭空产生的，而是从其他形式的能量转化来的，如图所示，当条形磁铁靠近线圈时，线圈中产生图示方向的电流，而这个感应电流对条形磁铁产生斥力，阻碍条形磁铁的靠近，必须有外力克服这个斥力做功，它才能移近线圈；当条形磁铁离开线圈时，感应电流方向与图中所示方向相反，感应电流对磁铁产生吸引力，阻碍条形磁铁的离开。这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。由此可见，当导体在磁场中运动时，导体中由于出现感应电流而受到的磁场力必然阻碍此导体的相对运动。所以楞次定律还可以表述为：当磁体间因相对运动产生感应电流时，感应电流的磁场总是阻碍导体间的相对运动。综上所述，楞次定律是符合能量守恒定律的。要点七、楞次定律与右手定则的关系楞次定律与右手定则的关系表：楞次定律右手定则研究对整个闭合电路闭合电路的一部分象适用范磁通量变化引起感应电流的各一段导线在磁场中做切割磁围种情况感线运动关系右手定则是楞次定律的特殊情况要点诠释：1）右手定则仅适用于导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断2）右手定则和楞次定律的一致性：这主要体现在以下两个方面：第一，从电磁感应的过程来看，电磁感应现象的是指使通过外力做功，将其他形式的能量转化为电能的过程，因而右手定则和楞次定律都是遵守能量的转化和守恒制约的必然结果；第二，从电磁感应现象产生的结果所起的作用来看，总是跟引起电磁感应的原因相对抗的，这就是右手定则和楞次定律的共同内涵。3）研究对象和适用范围的不同：右手定则研究的是切割磁感线的局部导体，而楞次定律得研究对象是磁通量发生变化的整个闭合回路。导体不切割时，只能用楞次定律。要点八、右手定则与左手定则的比较右手定则与左手定则的比较表：比较项目左手定则右手定则磁场对运动电荷、对电流作用因导体切割磁感线而产生的应用力方向判断感应电流方向的判断磁场方向、电流方向（电荷运磁场方向、导体切割磁感线方物理量方动方向）、安培力（洛伦兹力）向、感应电流方向向间关系方向图例因果关系电流→运动运动→电流应用实例电动机发电机要点诠释：（1）左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把两定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。（2）用手判断方向时，首先确定伸出的手应是左手还是右手，分清左、右手是不出错的关键。要点九、感应电动势方向的判断方法（1）存在感应电动势的那部分导体相当于电源，在电源内部的电流方向与电动势方向相同。（2）由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向。（3）当电路不闭合时，只要磁通量发生变化或部分导体切割磁感线，则必有感应电动势，此时可假设电路闭合，感应电动势的方向用楞次定律判定，或直接用右手定则判定。类型三、运用楞次定律判断物体的运动情况例4．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是（）A．保持静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向【思路点拨】由“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，能很快得出结论。【答案】C【解析】本题考查了楞次定律的另一种表述，关键是 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 出穿过闭合导线框的磁通量如何变化。由图示电路，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流磁场将阻碍原磁通量的变化，线框ab只有顺时针转动，才能使穿过线圈的磁通量增加。【变式1】（多选）如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是()A、电键S闭合瞬间B、电键S由闭合到断开瞬间C、电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动D、电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动【答案】AC【变式2】（多选）(2014苏州模拟)如图所示，在一个水平放置的闭合线圈上方有一条形磁铁，现要在线圈中产生顺时针方向的电流(从上向下看)，那么下列选项中可以做到的是()A．磁铁下端为N极，磁铁向上运动B．磁铁上端为N极，磁铁向上运动C．磁铁下端为N极，磁铁向下运动D．磁铁上端为N极，磁铁向下运动【答案】AD【解析】由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故A正确，B错误；由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，原磁场方向向上，因此磁铁的下端是S极，上端是N极，故C错误，D正确。例5（多选）．如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动情况可能是（）A．向下运动B．向上运动C．向左平移D．向右平移【答案】BCD【变式1】如图所示,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()A、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【变式2】如图所示,小金属环和大金属环重叠在同一平面内,两环相互绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流的情况是()A、无感应电流B、有顺时针方向的感应电流C、有逆时针方向的感应电流D、无法确定【答案】C例6（多选）．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（）A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g【思路点拨】磁铁靠近回路，感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。【答案】AD【解析】本题考查用楞次定律判断物体的运动情况。根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g。【变式1】一无限长直导线通有电流I，有一矩形线圈与其共面，如图所示，当电流I减小时，矩形线圈将（）A．向左平动B．向右平动C．静止不动D．发生转动【答案】A【变式2】（多选）如图所示,要使金属环C向线圈A运动,导线ab在金属导轨上应()A、向右作减速运动B、向左作减速运动C、向右作加速运动D、向左作加速运动【答案】AB类型四、运用右手定则判断感应电动势的方向例7（多选）．如图所示为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U，右方机翼末端处的电势为U，则（）12A．若飞机从西往东飞，U比U高12B．若飞机从东往西飞，U比U高21C．若飞机从南往北飞，U比U高12D．若飞机从北往南飞，U比U高21【答案】AC【解析】本题考查了用右手定则判断感应电动势的方向。要做好这道题，首先明确用哪只手判断，其次要明确磁场方向、手的放法，最后要明确拇指、四指应各指什么方向，四指指向应是正电荷积累的方向，该端电势高于另一端。我国地处北半球，地磁场有竖直向下的分量，用右手定则判知无论机翼向哪个水平方向切割磁感线，机翼中均产生白右向左的感应电动势，左侧电势高于右侧。【巩固练习】一、选择题1．关于磁通量的描述，下列说法正确的是（）A．置于磁场中的一个平面，当平面垂直磁场方向时，穿过平面的磁通量最大B．若穿过平面的磁通量最大，则该处的磁感应强度一定最大C．如果穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总是相等的2．一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导电回路，如图所示。当磁铁磁铁运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向分别是（）A．顺时针，逆时针B．逆时针，顺时针C．顺时针，顺时针D．逆时针，逆时针3．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是（）A．向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向D．将圆环拉出磁场过程中，环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生4．在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由下落，则关于导线上各点的电势正确的说法是（）A．东端高B．西端高C．中点高D．各点电势相同5．如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是（）A．同时向左运动，间距变大B．同时向左运动，间距变小C．同时向右运动，间距变小D．同时向右运动，间距变大6．电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电7．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子，如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始穿过线圈后从b点飞过，那么（）A．线圈中感应电流的方向上沿PMQ方向B．线圈中感应电流的方向是沿QMF方向C．线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D．线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向8．（2015安庆校级期中）如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转9．如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线AB中通有恒定电流，，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（）A．先abcda，再dcbad，后abcdaB．先abcda，后dcbadC．始终是dcbadD．先dcbad，再abcda，后dcbad10．(2014南京质检)长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间tTT的变化关系如图0所示。在0～时间内，直导线中电流向上。则在～T时间内，线框中感应电流22的方向与所受安培力情况是()A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左一、选择题1．【答案】A【解析】电磁通量的定义知Φ=SBcos，当S与B垂直时B=B，=0，Φ最⊥⊥大。所以选项A正确；磁通量的大小取决于S、B以及S的法线方向与B所夹的角，三个因素，所以B、C、D三选项不正确。2．【答案】B【解析】当磁铁接近线圈时，线圈中的磁通量向下增加，由“增反减同”，得知感应电流的磁场方向向上，再由安培定则知线圈中感应电流的方向为俯视逆时针；当磁铁从线圈中穿出时，原磁场方向不变仍向下，但穿过线圈的磁通量要减少，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流为俯视顺时针，故选B。3．【答案】B【解析】圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量变化的情况，不论向左或向右将圆环拉出磁场，圆环中垂直纸面向里的磁感线都要减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用安培定则可以判断出感应电流方向沿顺时针方向。圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变，只有圆环离开磁场，环的一部分在磁场中，另一部分在磁场外时，环中磁通量才发生变化，环中才有感应电流。故B选项正确。4．【答案】A【解析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，其方向可以根据右手定则判断，产生感应电动势的导体相当于电源，在电源内部电流由低电势流向高电势，由于题中电路不闭合，因此有些同学感到无法判断选择D，另外有些同学由于对赤道上空磁场的方向认识不清而选B。5．【答案】B【解析】当条形磁铁向左运动靠近两环时，两环中的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动，又由于两环中的感应电流方向相同，两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力，因而两环间的距离要减小。6．【答案】D【解析】磁铁N极接近线圈的过程中，线圈中向下的磁通量增加，由楞次定律可得，感应电流方向b→R→a；电容器下极板带正电，上极板带负电。7．【答案】B【解析】磁单极子（N极）向外发出磁感线，当磁单极子从下方靠近线圈时，线圈中感应电流的磁场阻碍磁单极子的靠近，所以感应电流的磁场方向向下；当磁单极子穿过线圈后要远离线圈时，感应电流的磁场阻碍磁单极子的远离，所以感应电流的磁场方向还是向下，感应电流的磁场方向不变，感应电流的方向也不变，根据安培定则可知，感应电流的方向沿QMP，故B正确。8．【答案】B【解析】由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B。9．【答案】D【解析】直线电流的磁场是非匀强磁场，根据安培定则，在线框所在平面内，直线电流的右侧磁场垂直纸面向里，左侧垂直纸面向外，线框从左向右运动时，磁通量是从垂直纸面向外的增强到减弱（线框通过导线时），当线框正通过直线电流的中间时，磁通量为零。继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱，根据楞次定律和右手螺旋定则，感应电流的方向是先顺时针；后逆时针，再顺时针。T10．【答案】B【解析】在～T时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，2由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确。