河北省邢台市高中物理第四章电磁感应

河北省邢台市高中物理第四章电磁感应

‎4.3 习题课：楞次定律的应用 ‎ ‎【学习目标】‎ ‎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”．‎ 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Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈的感应电流 ( )‎ 图1‎ A．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 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，简称口诀“来拒去留”．‎ 例2 如图2所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )‎ 图2‎ A．向右摆动 B．向左摆动 C．静止 D．无法判定 三、增缩减扩法 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”．‎ 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3‎ A．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．ab和cd相背运动，相互远离 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)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 ‎ 一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图4所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到N向左运动的是 ( )‎ 图4‎ A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时 D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时 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，适用于一段导线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 如图5所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里．圆形金属环B正对电磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是( )‎ 图5‎ A．MN中电流方向N→M，B被A吸引 B．MN中电流方向N→M，B被A排斥 C．MN中电流方向M→N，B被A吸引 D．MN中电流方向M→N，B被A排斥 ‎1．(来拒去留法)如图6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(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( )‎ 图6‎ A．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 ‎2．(增缩减扩及来拒去留法)如图7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7‎ A．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 ‎3．(增离减靠法)如图8是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是( )‎ 图8‎ A．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 ‎4．(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用)如图9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，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9‎ A．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 题组一 来拒去留法 ‎1.如图1所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．在磁铁的N极向下靠近线圈的过程中 ( )‎ 图1‎ A．通过电阻的感应电流方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥 B．通过电阻的感应电流方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥 C．通过电阻的感应电流方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引 D．通过电阻的感应电流方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引 ‎2．如图2所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，经过磁铁到达位置Ⅱ，设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则 ( )‎ 图2‎ A．FT1＞mg，FT2＞mg B．FT1＜mg，FT2＜mg C．FT1＞mg，FT2＜mg D．FT1＜mg，FT2＞mg ‎3．如图3所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( )‎ 图3‎ A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 ‎4．如图4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 ( )‎ 图4‎ 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 题组二 增缩减扩法 ‎5.如图5所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则磁场( )‎ 图5‎ A．逐渐增强，方向向外 B．逐渐增强，方向向里 C．逐渐减弱，方向向外 D．逐渐减弱，方向向里 ‎6.如图6所示，在水平面上有一固定的导轨，导轨为U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场，则( )‎ 图6‎ A．若磁场方向竖直向上并增强时，杆ab将向右移动 B．若磁场方向竖直向上并减弱时，杆ab将向右移动 C．若磁场方向竖直向下并增强时，杆ab将向右移动 D．若磁场方向竖直向下并减弱时，杆ab将向右移动 ‎7.如图7所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放在导轨上，形成闭合回路．当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时，可动的两导体棒P、Q将 图7‎ A．保持不动 B．相互远离 C．相互靠近 D．无法判断 ‎8．如图8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( )‎ 图8‎ 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 题组三 增离减靠法 ‎9.如图9所示，一个有弹性的金属线圈被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与线圈在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性线圈的面积S和橡皮绳的长度l将( )‎ 图9‎ A．S增大，l变长 B．S减小，l变短 C．S增大，l变短 D．S减小，l变长 ‎10．如图10所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合，现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则 ( )‎ 图10‎ A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 ‎11.如图11所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关S接通瞬间，两铜环的运动情况是 ( )‎ 图11‎ A．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，但因电流正负极未知，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 题组四 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用 ‎12．如图12甲所示，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t的变化关系如图乙所示．在0～时间内，直导线中电流向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力方向是 ( )‎ 图12‎ A．感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力方向向左 B．感应电流方向为逆时针，线框所受安培力的合力方向向右 C．感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力方向向右 D．感应电流方向为逆时针，线框所受安培力的合力方向向左 ‎13．如图13所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是 ( )‎ 图13‎ A．向右匀速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向右加速运动