第二章 电磁感应及其应用
1 楞次定律
基础过关练
题组一 利用右手定则判断感应电流方向
1.如图所示,CDEF是金属框,框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体棒MN向左移动时,下列说法正确的是( )
A.MNDC回路中感应电流为顺时针方向
B.MNEF回路中感应电流为逆时针方向
C.导体棒M端的电势低于N端的电势
D.导体棒MN中的感应电流方向为由N到M
2.如图,M和N是两条在同一水平面内又互相平行的光滑金属导轨,ef和cd为两根导体棒,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,最初两棒均静止且均与导轨垂直。如果ef在外力作用下沿导轨运动,回路中产生了感应电流,已知cd棒所受的安培力方向向右,那么感应电流的方向以及ef棒的运动方向分别是( )
A.d到c 向右 B.c到d 向右
C.c到d 向左 D.d到c 向左
3.一架飞机在广州上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于受地磁场竖直向下分量的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,则下列说法正确的是( )
A.若飞机从东往西飞,则φ1比φ2高
B.若飞机从南往北飞,则φ1比φ2低
C.若飞机从北往南飞,则φ1比φ2低
D.由于飞机匀速飞行,则φ1等于φ2
4.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2。则( )
A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a
C.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向右
D.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右
题组二 楞次定律及其推论的应用
5.(多选题)吉他琴身上装有线圈,被磁化的琴弦振动时,会使线圈中的磁通量发生变化,从而产生感应电流,经信号放大器放大后传到扬声器,其简化示意图如下。当图中琴弦向右靠近线圈时( )
A.线圈有收缩的趋势
B.线圈中的磁通量减小
C.线圈不产生感应电流
D.线圈受到向右的磁场力
6.如图所示,一三角形金属线圈水平放置在桌面上,匀强磁场垂直桌面向上,MN与线圈AB边共线,MN与线圈在同一个平面内,在线圈以MN为轴转过180°的过程中,下列关于线圈中电流方向的说法正确的是( )
A.始终为A→B→C→A
B.始终为C→B→A→C
C.先由A→B→C→A,再由C→B→A→C
D.先由C→B→A→C,再由A→B→C→A
7.(经典题)如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈中的感应电流(从上往下看)下列说法正确的是( )
A.有顺时针方向的感应电流
B.有逆时针方向的感应电流
C.先有逆时针后有顺时针方向的感应电流
D.无感应电流
8.如图所示,通电直导线cd右侧有一金属框架与其在同一水平面内,金属棒ab放在框架上且接触良好。若发现金属棒ab向左运动并且电流方向为a到b,则cd中电流的变化情况是( )
A.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流
B.cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流
C.cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流
D.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流
9.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
D.线圈a有扩张的趋势
题组三 楞次定律的实验探究
10.在图甲中,不通电时电流表指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流表指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路。
甲
乙
(1)将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,螺线管B的 (选填“上”或“下”)端为感应电动势的正极;
(2)螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,电流表的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流表的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转。
能力提升练
题组一 楞次定律及其推论的应用
1.如图所示,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。下列选项能使电阻中感应电流的方向由b到a,且线圈与磁铁相互排斥的是( )
A.S极向下,磁铁向下运动
B.S极向下,磁铁向上运动
C.N极向下,磁铁向下运动
D.N极向下,磁铁向上运动
2.(多选题)如图所示,将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中,磁场方向与其平面垂直。现在AB、CD的中点处连接一个电容器,其上、下极板分别为a、b,让导线框ABCD以某一速度水平向右匀速移动,则( )
A.ABCD回路中没有感应电流
B.A与D、B与C间没有电势差
C.电容器a、b两极板分别带上负电和正电
D.电容器a、b两极板分别带上正电和负电
3.某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示,在电梯轿厢底部安装永久强磁铁,磁铁的N极朝上,电梯井道内壁上铺设若干金属线圈,线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合,从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时,下列说法正确的是( )
A.从上往下看,金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B.从上往下看,金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向
C.金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用,A对电梯轿厢下落没有阻碍作用
D.金属线圈B有扩张的趋势,A有收缩的趋势
题组二 “三定则一定律”的综合应用
4.两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环。当A以如图示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,下列说法正确的是( )
A.A可能带正电且转速减小
B.A可能带负电且转速增大
C.若A带正电,B有扩张的趋势
D.若A带负电,B有扩张的趋势
5.如图,水平固定的长直导线与矩形导线框abcd在同一竖直平面内,导线框的ab边与通电导线平行,通电导线中有向右的恒定电流I。现将导线框由静止释放,导线框在竖直下落过程中没有翻转。下列对导线框下落过程的分析,说法正确的是( )
A.导线框中产生了顺时针方向的感应电流
B.导线框的面积有收缩的趋势
C.导线框下落的加速度有时可能大于重力加速度g
D.若通电导线中的电流I方向向左,则导线框所受安培力的合力方向向下
6.(多选题)如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆,按图所示立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.感应电流的方向始终为P→Q
B.感应电流的方向先为P→Q,后为Q→P
C.PQ受安培力的方向垂直杆向左
D.PQ受安培力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右
7.(多选题)如图所示,线圈L1、L2绕在水平放置的闭合铁芯上,与线圈L2相连的导轨光滑并水平固定,导轨内存在竖直向下的匀强磁场B2,与线圈L1相连的导轨倾斜固定,导轨内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场B1,当金属杆cd在倾斜导轨上做某种运动时,金属杆ab向左运动,则金属杆cd在倾斜导轨上的运动情况可能是( )
A.加速向下 B.匀速向下
C.加速向上 D.减速向上
8.(经典题)如图所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨跟圆形线圈M相接,线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径RMA.导体棒可能沿导轨向左做加速运动
B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动
C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动
D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动
题组三 从能量角度理解楞次定律
9.(多选题)如图所示,用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点,在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放,经过B、C到达最低处D,再摆到左侧最高处E,圆环始终保持静止,则( )
A.磁铁从B到C的过程,圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看)
B.磁铁从A到D的过程中,圆环对桌面的压力小于圆环的重力
C.磁铁从A到D和从D到E的过程中,圆环受到摩擦力方向相同
D.A、E两点所处高度相同
10.如图所示,紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在表面由非磁性材料制成的电子秤上,一条形磁铁(N极向下)从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到电子秤表面的过程,下列说法正确的是( )
A.磁铁的机械能不变
B.磁铁的机械能减小
C.通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D.与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数减小
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.B 3.A 4.B 5.AD 6.B
7.A 8.B 9.C
1.C 由右手定则知,导体棒MN中的感应电流方向为由M到N,则MNDC回路中的感应电流为逆时针方向,MNEF回路中的感应电流为顺时针方向,A、B、D错误;导体棒MN产生感应电动势,在电路中充当电源,而在电源内部电流从低电势流向高电势,故M端的电势低于N端的电势,C正确。
2.B
关键点拨 ef因外力而动,切割磁感线,产生感应电动势,相当于电源;cd棒中通过感应电流,受到向右的安培力而运动,应用左手定则可判断感应电流的方向。
cd棒所受的安培力方向向右,磁场方向竖直向下,根据左手定则可知,cd棒中感应电流的方向为由c到d。ef棒中感应电流方向为由f到e,根据右手定则,ef棒的运动方向向右。故B正确。
3.A 我国广州位于地球的北半球,地磁场的竖直分量向下。当飞机水平匀速飞行时,切割磁感线产生感应电动势,若有感应电流,则感应电流的方向由低电势指向高电势,由右手定则可判断飞机飞行时产生的感应电流情况如图所示,可知飞机不论沿何方向水平飞行,都是飞机的左方机翼电势高,右方机翼电势低,即总有φ1比φ2高。故选项A正确。
4.B 导线框进入磁场时,cd边切割磁感线,由右手定则可知,电流方向为a→d→c→b→a,由左手定则可判断cd边受到的安培力方向水平向左,A、C错误;导线框离开磁场时,ab边切割磁感线,由右手定则可以判断感应电流的方向为a→b→c→d→a,由左手定则可知安培力的方向水平向左,B正确,D错误。
5.AD 琴弦向右靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增大,线圈中产生感应电流,由“来拒去留”可知琴弦受到向左的磁场力,线圈受到向右的磁场力,由“增缩减扩”可知线圈有收缩的趋势。选A、D。
6.B 在线圈以MN为轴翻转0°~90°过程中,穿过线圈正面向外的磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直桌面向上,由安培定则可知感应电流方向为C→B→A→C;线圈以MN为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向外的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直于桌面向下,由安培定则可知感应电流方向仍为C→B→A→C,故B正确。
7.A
关键点拨 有关磁通量变化的判定:磁感线是闭合曲线,在磁铁外部,从N极出发回到S极;在磁铁内部,从S极指向N极。图中,磁铁内部穿过线圈的磁感线方向向上,磁铁外部,穿过线圈的磁感线方向向下,与内部的磁通量抵消一部分,根据线圈面积大小,抵消多少来分析磁通量变化情况。
磁感线是闭合曲线,磁铁内部磁感线的条数等于外部所有磁感线的总和,且二者方向相反,可知通过金属导线圈Ⅱ的磁通量比Ⅰ的大,即当弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ时,磁通量变大,且磁场方向向上,根据楞次定律结合安培定则可知线圈中产生顺时针方向的感应电流。
8.B 由于cd中电流产生的磁场变化使金属棒中产生感应电流,金属棒ab向左运动并且电流方向为a到b,根据左手定则可知cd中电流在金属棒处产生的磁场一定是垂直于纸面向外的;根据安培定则可知,cd中电流方向一定是由c到d,根据楞次定律可知,磁场一定是增强的,故cd中的电流在增大,B正确。
9.C 若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,螺线管中的电流增大,产生的磁场增强,根据楞次定律和安培定则可知穿过线圈a的磁通量向下增大,线圈a中将产生逆时针方向的感应电流(俯视);根据“增缩减扩”和“来拒去留”可知,线圈a有收缩的趋势和远离螺线管的趋势,此时线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故A、B、D错误,C正确。
方法技巧 就闭合电路的面积而言,缩小或扩大是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁通量增加,面积有缩小的趋势;若穿过闭合电路的磁通量减少,面积有扩大的趋势。口诀记为“增缩减扩”。
10.答案 (1)下 (2)向右 (3)向右
解析 (1)将开关S闭合后,螺线管A的下端为N极,上端为S极,将螺线管A插入螺线管B的过程中,穿过B的磁通量向下且增大,根据楞次定律可知,螺线管B的感应电流产生的磁场相当于N极在上端的条形磁铁的磁场,故由安培定则可知感应电流从螺线管B的下端流出,即螺线管B的下端为感应电动势的正极。
(2)因题图甲中闭合开关时,观察到电流表指针向左偏,可知对于电流表而言,电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪方。螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,穿过螺线管B的磁通量向下且减小,则根据楞次定律结合安培定则可知螺线管B中的感应电流从下到上,则感应电流从右侧接线柱流入电流表,则电流表的指针将向右偏转。
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则螺线管A中的电流减小,穿过螺线管B的磁通量向下且减小,结合(2)中的分析可知电流表的指针将向右偏转。
能力提升练
1.A 2.AD 3.A 4.C 5.A 6.BD
7.AD 8.C 9.AC 10.B
1.A 线圈与磁铁相互排斥,由“来拒去留”可知,磁铁应向下运动,B、D错误;感应电流的方向由b到a,由安培定则可知,螺线管上端为S极,则磁铁的S极向下,A正确,C错误。
方法技巧 由于磁场与导体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,口诀记为“来拒去留”。
2.AD 线框在匀强磁场中水平向右匀速移动时,穿过线框回路的磁通量没有改变,可知没有感应电流产生,故A正确;AD、BC边切割磁感线产生感应电动势,相当于两节电池并联,A与D、B与C间有电势差,B错误;根据右手定则判断可知,A、B端电势高于D、C端电势,知a的电势高于b的电势,则电容器a、b两极板分别带上正电和负电,C错误,D正确。
3.A 当电梯轿厢坠落至题图位置时,穿过闭合金属线圈A的磁通量减小,由楞次定律结合安培定则可知线圈A中产生的感应电流的方向应沿逆时针方向(从上往下看);穿过闭合线圈B的磁通量增大,由楞次定律结合安培定则可知线圈B中产生的感应电流的方向应沿顺时针方向(从上往下看),线圈A、B对电梯轿厢下落都有阻碍作用,A正确,B、C错误。由于穿过闭合线圈A的磁感应强度减小,穿过线圈B的磁感应强度增大,根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知,线圈B有收缩的趋势,线圈A有扩张的趋势,D错误。
方法技巧 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,可概括为“增反减同”法,假设线圈面积一定:
(1)当原磁场磁感应强度(穿过闭合线圈的磁通量)增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
(2)当原磁场磁感应强度(穿过闭合线圈的磁通量)减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
4.C 若A带正电,逆时针转动时会产生逆时针方向的电流,由安培定则可知,A中电流产生的磁场方向垂直于纸面向外;当转速减小时,穿过B的磁通量减小,根据楞次定律“增反减同”可知,B中将产生逆时针方向的感应电流,故A错误,同理可得B错误。若A带正电,逆时针转动时产生逆时针方向的电流,与图示B中电流方向相反,根据“同向电流相互吸引,反向电流相互排斥”,可知B环有扩张的趋势,故C正确,同理分析可知D错误。
5.A 根据安培定则可知,通电导线下方的磁场方向垂直纸面向里,离通电导线越远的地方,磁场越弱,在导线框竖直下落过程中,通过导线框的磁通量变小,根据楞次定律结合安培定则可知导线框中产生了顺时针方向的感应电流,故A正确;根据“增缩减扩”可知导线框的面积有扩张的趋势,B错误;导线框下落过程中,根据左手定则可知ab边受到的安培力向上,且大于cd边受到的安培力,则导线框所受安培力的合力方向向上,而重力大于安培力,故导线框下落时的加速度小于重力加速度g,故C错误;若通电导线中的电流I方向向左,导线框下落过程中产生的感应电流沿逆时针方向,受到的安培力的合力方向向上(或导线框下落,根据“来拒去留”可知,导线框所受的安培力向上),故D错误。
6.BD 设金属直杆PQ与竖直方向的夹角为θ,长度为L,则在直杆PQ滑动的过程中,金属直杆与金属轨道围成的面积为S=L sin θ·L cos θ=L2 sin 2θ,可知金属直杆运动的过程中与金属轨道所围成的面积先增大后减小,故穿过△POQ的磁通量先增大后减小,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场先向里后向外,故金属直杆上产生的感应电流的方向先为P到Q,后为Q到P,故A错误,B正确;由于直杆PQ所在处的磁场方向向外,PQ中的电流方向先为P到Q,后为Q到P,根据左手定则判断可知,PQ受安培力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右,故C错误,D正确。
关键点拨 本题是楞次定律和左手定则的综合应用,应用楞次定律的关键是明确磁通量的变化情况,本题要注意PQ滑动过程中三角形的面积先增大后减小,当PQ与竖直方向的夹角为45°时面积达到最大值。
7.AD 金属杆ab向左运动,说明金属杆ab受到向左的安培力,由左手定则可知,金属杆ab中的电流由b到a;由安培定则可知,线圈L2中感应电流产生的磁场方向向下。若金属杆cd向下运动,由右手定则可知,杆上的感应电流由c到d,故线圈L1中产生的磁场向下,可知线圈L2中的磁场向上,则由楞次定律可知,L1中的磁通量突然增加,故产生以上现象只能是加速运动,A正确,B错误。若金属杆cd向上运动,由右手定则可知,杆上的感应电流由d到c,故线圈L1中产生的磁场向上,线圈L2中的磁场向下,则由楞次定律可知,L1中的磁通量突然减小,故产生以上现象只能是减速运动,C错误,D正确。
8.C
图形剖析 解答本题的关键是掌握楞次定律的推论——增缩减扩,并能灵活应用解题。
导体棒ab加速向左运动时,由右手定则知ab中感应电流方向由b→a,且电流增大,根据安培定则可知M内部的磁场方向垂直纸面向外,M外部的磁场方向垂直纸面向里,穿过N的磁通量为N内部的这两部分磁通量之差,穿过N的磁通量垂直纸面向外且增大,线圈面积越大抵消的磁感线越多,所以线圈N要增大面积以阻碍磁通量的增大,故A错误;同理可知导体棒ab加速向右运动时,穿过N的磁通量垂直纸面向里且增大,线圈N有扩张的趋势,B错误;导体棒ab减速向左运动时,穿过线圈N的磁通量垂直纸面向外且减小,线圈N要减小面积以阻碍磁通量的减小,故C正确;导体棒ab匀速向左运动时,穿过线圈N中的磁通量不变,没有感应电流产生,则线圈N不受磁场力,没有收缩的趋势,故D错误。
9.AC 磁铁从B到C的过程中,通过圆环的磁场方向向上、磁感应强度逐渐增大,则通过圆环向上的磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看),A正确;磁铁从A到D的过程中,通过圆环的磁通量增大,圆环为了阻碍磁通量增加而有远离磁铁的趋势,即圆环会受到斜向下偏左的安培力,则圆环对桌面的压力大于圆环的重力,相对桌面有向左的运动趋势;同理可得磁铁从D到E过程,圆环为了阻碍磁通量减小而有向左的运动趋势,两个过程的运动趋势相同,则圆环受到的摩擦力方向相同,故B错误,C正确;根据能量守恒定律可知,磁铁运动过程有部分机械能转化为了内能,磁铁上升的高度降低,所以A、E两点所处高度不相同,故D错误。
10.B 根据“来拒去留”,磁铁所受的磁场力是斥力,斥力对磁铁做负功,磁铁的机械能减小,选项A错误,B正确;线圈所在处的磁场方向向下且磁感应强度增大,根据“增反减同”,感应电流产生的磁场向上,根据安培定则,线圈中产生逆时针(从上向下看)方向的感应电流,通过电阻的电流方向与题图中箭头所示的方向相反,选项C错误;根据牛顿第三定律,磁铁对线圈的磁场力向下,与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大,选项D错误。
10(共22张PPT)
1 楞次定律
右手定则
1.内容:伸开右手,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线垂直从
手心穿入,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.适用范围:适用于判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向。
必备知识 清单破
知识点 1
楞次定律
1.实验探究
(1)在如图所示实验中,将条形磁铁N极向下、N极向上、S极向下、S极向上运动,观察并记录
电流表指针的偏转方向。
(2)在如图所示实验中,将开关闭合、开关断开、变阻器R变大、变阻器R变小,观察并记录电
流表指针的偏转方向。
知识点 2
2.实验结论
当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减
小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
3.楞次定律
(1)表述:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的
变化。
(2)适用范围:适用于一切穿过回路磁通量变化的情况。
(3)应用楞次定律判断感应电流方向五步走
①明确研究对象是哪一个闭合回路;
②明确引起电磁感应的、穿过该闭合回路的磁场的方向;
③确定原磁场穿过该闭合回路的磁通量是增大还是减小;
④根据楞次定律,确定该闭合回路内感应电流的磁场的方向;
⑤利用安培定则判断能够形成上述磁场的感应电流的方向。
知识辨析
1.右手定则与右手螺旋定则相同吗
2.如何理解楞次定律中“感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”
3.电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用吗
4.如图所示,现垂直于导轨放置一根导体棒MN,MN向右运动或向左运动时,通过MN的电流方
向是怎样的
一语破的
1.不同。右手定则中四指与拇指在同一平面内,判断的是感应电流的方向;右手螺旋定则即安
培定则中四指是弯曲的,拇指与四指不在同一平面内,判断的是电流周围的磁场方向。
2.应理解为:原磁场的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;原磁场的磁通量减
小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
3.不会。回路中的“阻碍”作用是由感应电流的磁场产生的,若回路不闭合,就无感应电流,
因此不会产生“阻碍”作用。
4.向右运动时,导体棒中电流从N→M;向左运动时,导体棒中电流从M→N。
楞次定律的理解及应用
1.楞次定律涉及的因果关系
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的产生是感应电
流存在的结果,即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
2.楞次定律中“阻碍”的含义
关键能力 定点破
定点 1
3.“阻碍”的表现
电磁感应现象中,感应电流产生的“效果”总要“反抗”(或“阻碍”)引起感应电流的原因,
常见的“阻碍”表现为以下几种形式:
引起原因 效果 如何“阻碍” 口诀
磁通 量变 化 产生 磁场 在磁通量增加时,感
应电流产生的磁场与
原磁场方向相反;反
之相同 增反
减同
电流 变化 产生 感应 电流 原电流增大时,感应
电流的方向与原电流
方向相反;反之相同
(自感现象,第4节具体
学习) 增反
减同
引起 原因 效果 如何“阻碍” 口诀
导体 相对 运动 产生 磁场 力 产生的磁场力总是阻
碍导体的相对运动 来拒
去留
磁通 量变 化 线圈 面积 变化 在磁通量增加时,线
圈收缩,面积减小;反
之则扩大 增缩
减扩
4.应用楞次定律解题的步骤——“一原二变三感四定则”
一原——确定原磁场的方向;
二变——确定磁通量是增大还是减小;
三感——判断感应电流的磁场方向;
四定则——用安培定则判断感应电流的方向。
典例 如图所示,一个水平放置的矩形线圈abcd,在细长水平磁铁的S极【1】附近竖直下落,由位
置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ【2】。位置Ⅱ与磁铁在同一平面内,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,
则在下落过程中,线圈中的感应电流的方向为 ( )
A.adcba
B.abcda
C.从abcda到adcba
D.从adcba到abcda
A
信息提取 【1】细长水平磁铁S极周围的磁场分布如图所示。
【2】线圈由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中,通过线圈的磁通量先从线圈上方穿入逐渐减
小到零,后从线圈下方穿入逐渐增大。
思路点拨 解答本题的思路如下:
解析 线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,穿过线圈平面向下的磁通量减小(由【1】【2】得
到),可得感应电流的磁场方向向下(由【3】得到),故产生的感应电流的方向为adcba(由【4】
得到);线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中,穿过线圈平面向上的磁通量增加(由【1】【2】得
到),所以感应电流的磁场的方向向下,产生的感应电流的方向为adcba(由【3】【4】得到);所
以整个过程中感应电流的方向始终沿adcba,A正确,B、C、D错误。
“三个定则、一个定律”的比较
在研究电磁感应现象时,经常用到安培定则、左手定则、右手定则及楞次定律,要想灵
活运用“三个定则、一个定律”,就必须明确它们之间的区别与联系。
定点 2
项目 安培定则 电磁感应 左手定则
右手定则 楞次定律 应用 对象 判断电流产生磁
场的方向 判断闭合电路的
一段导体切割磁
感线产生感应电
流的方向 判断闭合电路中
因磁通量变化产
生的感应磁场方
向 判断安培力、洛
伦兹力的方向
使用 方法 右手握住导线或螺线管(环形电流) 右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向,磁感线垂直穿过手掌,四指指向电流的方向 增反减同、来拒去留、增缩减扩 左手四指指向电流方向或正电荷定向运动方向(负电荷定向运动反方向),磁感线垂直穿过手掌,拇指指向受力方向
图形 示例
因果 关系 因电而生磁(I→
B用安培定则) 因动而生电(v、
B→I感用右手定
则) 因磁而生电(ΔΦ
→I感用楞次定
律) 因电在磁场中而
受力(I、B→F用
左手定则)
典例 (多选)如图所示,水平放置的光滑金属轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左
边有一闭合电路【1】,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动【2】,则PQ所做的运动可能是
(已知导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流越大) ( )
A.向右加速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
BC
D.向左减速运动
思路点拨 解答本题的思路如下:
信息提取 【1】MN处在该回路产生的磁场中;
【2】MN受到向右的安培力。
解析 MN处于ab产生的垂直于纸面向里的磁场中(由【1】【3】得到),MN受到的安培力向
右(由【2】得到),可知电流由M流向N(由【4】得到),L1中感应电流产生的磁场方向向上(由
【3】得到),L2中感应电流产生的磁场向上减弱或向下增强(由【5】得到),可知PQ可能向右
减速运动或向左加速运动(由【6】得到),故选B、C。
