2.1楞次定律
基础知识导学
一、楞次定律
1.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。
2.本质;阻碍是能量守恒的反映,其他形式的能转化为电能。
3.阻碍的理解
(1)阻碍的主体与对象;感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)磁通量的变化。
(2)阻碍的方式;当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍其增加,反之二者方向则相同,即“增反减同”
(3)阻碍的结果;阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的过程,最终结果不受影响。磁通量是增加的最终仍增加,是减少的最终仍减少。
二、右手定则
1.内容;伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用情况;闭合导体回路的一部分切割磁感线。
3.相对性;在右手定则中,拇指的指向是导体切割磁感线的方向,即导体相对磁场的运动方向。
重难扩展问题
1.感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要______引起感应电流的磁通量的变化。
2.伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让______从掌心进入,并使拇指指向______的方向,这时四指所指的方向就是______的方向。
3.相对性;在右手定则中,拇指的指向是导体________的方向,即导体相对磁场的运动方向。
基础小题试练
1.下列科学家中,首先发现电磁感应现象的是( )
A.奥斯特 B.法拉第 C.洛伦兹 D.楞次
2.通电导线在匀强磁场受到安培力F方向,正确的是( )
A. B. C. D.
3.下列关于电磁感应说法正确的是( )
A.只要磁通量发生变化,就会产生感应电流
B.穿过闭合回路磁通量最大时,感应电流也一定最大
C.穿过闭合回路磁通量为零时,感应电流也为零
D.感应电流激发的磁场总是阻碍线圈中磁通量的变化
4.如图是某同学记录的演示楞次定律的实验笔记,经检查,不符合实验事实的是( )
A.线圈与条形磁铁相互排斥
B.线圈与条形磁铁相互吸引
C.线圈与条形磁铁相互排斥
D.线圈与条形磁铁相互吸引
5.如图所示,一个铝环套在铁芯上,下方线圈接通电源后,内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场,在铝环处产生沿径向向外的磁场。两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来,可以采取下列哪种方法( )
A.保持不变,增大 B.保持不变,增大
C.保持不变,减小 D.保持不变,减小
6.小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关,他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路,然后将条形磁铁插入或拔出线圈,如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是( )
A.图甲磁铁正在向下运动 B.图乙磁铁正在向上运动
C.图丙磁铁正在向上运动 D.图丁磁铁正在向上运动
答案以及解析
1.答案:B
解析:首先发现电磁感应现象的是法拉第;
A.奥斯特,与结论不相符,选项A错误;
B.法拉第,与结论相符,选项B正确;
C.洛伦兹,与结论不相符,选项C错误;
D.楞次,与结论不相符,选项D错误;
2.答案:C
解析:A.磁感应强度垂直纸面向外,左手手掌朝向纸面,使磁感线穿过手心,四指指向电流方向(向上),大拇指与四指垂直,此时大拇指指向右侧,即安培力F应垂直于导线向右,故A错误;
B.通电导线与磁感线平行,不受安培力作用,故B错误;
C.磁感应强度垂直纸面向里,左手手背朝向纸面,使磁感线穿过手心,四指指向电流方向(右上),大拇指与四指垂直,此时大拇指指向左上,即安培力F应垂直于导线指向左上,故C正确;
D.磁感应强度向右,左手手掌朝向左侧,使磁感线穿过手心,四指指向电流方向(垂直纸面向里),大拇指与四指垂直,此时大拇指指向下方,即安培力F应垂直于导线向下,故D错误。
故选C。
3.答案:D
解析:A.产生感应电流有两个条件,闭合电路和磁通量发生变化,故A错误;
B.根据法拉第电磁感应定律,有
可知感应电流大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量的大小无关,故B错误;
C.根据B项分析,可知穿过闭合回路磁通量为零时,感应电流不一定为零,故C错误;
D.根据楞次定律,可知感应电流激发的磁场总是阻碍线圈中磁通量的变化,故D正确。
故选D。
4.答案:C
解析:A.条形磁铁N极向下插入线圈,原磁场方向向下,导致线圈中磁通量增加,由楞次定律可知感应电流的磁场方向应该向上,根据安培定则即可以确定电流的流向,故A符合实验事实,不符合题意;
B.条形磁铁N极向下离开线圈,原磁场方向向下,导致线圈中磁通量减少,由楞次定律可知感应电流的磁场方向应该向下,根据安培定则即可以确定电流的流向,故B符合实验事实,不符合题意;
C.条形磁铁S极向下插入线圈,原磁场方向向上,导致线圈中磁通量增加,由楞次定律可知感应电流的磁场方向应该向下,根据安培定则即可以确定电流的流向,故C不符合实验事实,符合题意;
D.条形磁铁S极向下离开线圈,原磁场方向向上,导致线圈中磁通量减少,由楞次定律可知感应电流的磁场方向应该向上,根据安培定则即可以确定电流的流向,故D符合实验事实,不符合题意。
故选C。
5.答案:B
解析:AC.只改变沿径向向外的磁场,并不会使铝环的磁通量发生变化,铝环不会产生感应电流,不能使铝环跳起来,故AC错误;
BD.只改变竖直向上的磁场,会使铝环的磁通量发生变化,铝环会产生感应电流,根据楞次定律可知,增大,穿过铝环的磁通量增加,铝环有远离线圈的趋势,铝环可能跳起来;减小,穿过铝环的磁通量减小,铝环有靠近线圈的趋势,铝环不可能跳起来;故B正确,D错误。
故选B。
6.答案:D
解析:A.由图示可知,条形磁铁N极向下插入线圈时,向下穿过线圈的磁通增大。由楞次定律可知,感应电流的方向向上,则线圈外则的电流方向向右,与图中矛盾,故A错误;
B由图示可知,条形磁铁N极向上运动时,向下穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,则线
圈外侧的电流方向向左,与图中矛盾,故B错误;
C.由图示可知,条形磁铁S极向上运动时,向上穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,则线
圈外侧的电流方向向右,与图中矛盾,故C错误;
D.由图示可知,条形磁铁S极向上运动时,向上穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,则线
圈外侧的电流方向向右,与图中方向一致。故D正确。
故选D。