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高中物理 第四章 电磁感应 习题课楞次定律的应用课件 新人教版选修

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    • 1、第四章 电磁感应,习题课:楞次定律的应用,内容索引,题型探究,达标检测,题型探究,1,一、利用“结论法”判断感应电流的方向 1.“增反减同”法 感应电流的磁场,总要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,由图中位置经过位置到位置,位置和位置都很接近位置,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,答案,解析,由条形磁铁的磁场分布可知,线圈在位置时穿过闭合线圈的磁通量最小为零,线圈从位置到位置,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置到位置,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.,2.“来拒去留”法 由于磁场与导体的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

      2、作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动.口诀记为“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,答案,解析,当磁铁突然向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,为阻碍磁通量的增加,铜环远离磁铁向右运动.,3.“增缩减扩”法 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原磁通量的变化.若穿过闭合电路的磁通量增大时,面积有收缩趋势;若穿过闭合电路的磁通量减少时,面积有扩张趋势.口诀为“增缩减扩”. 说明:此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况.,例3 (2016慈溪市调研)(多选)如图3所示,“U”形金属框架固定在水平面上,金属杆ab与框架间无摩擦.整个装置处于竖直方向的磁场中.若因磁场的变化,使杆ab向右运动,则磁感应强度,图3,A.方向向下并减小 B.方向向下并增大 C.方向向上并增大 D.方向向上并减小,杆ab向右运动,使得闭合回路中磁通量有增加趋势,说明原磁场的磁通量必定减弱,即磁感应强度正在减小,与方向向上、向下无关,故选项A、D正确,B、C错误.,答案,解析,

      3、4.“增离减靠”法 当磁场变化且线圈回路可移动时,由于磁场增强使得穿过回路的磁通量增加,线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加;反之,由于磁场减弱使线圈中的磁通量减少时,线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少,口诀记为“增离减靠”.,例4 如图4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4,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,但因电源正负 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,答案,解析,开关S接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将同时向两侧运动.故A正确.,二、“三定则一定律”的综合应用 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用场合如下表.,综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合,不能混淆.,例5 (多选)如图5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(说明:PQ棒切割磁感线的速

      4、度越大,产生的感应电流越大),图5,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,答案,解析,当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QP,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的; 若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从NM的,用左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动,选项A错误; 若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,所以选项C正确; 同理可判断选项B正确,选项D错误.,几个规律的使用中,要抓住各个对应的因果关系: 1.因电而生磁(IB)安培定则 2.因动而生电(v、BI)右手定则 3.因电而受力(I、BF安)左手定则,三、从能量的角度理解楞次定律 感应电流的产生并不是创造了能量.导体做切割磁感线运动时,产生感应电流,感应电流受到安培力作用,导体克服安培力做功从而实现其他形式能向电能的转化,所以楞次定律的“阻碍”是能量转化和守恒的体现.,例6 如图6所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处

      5、由静止释放,并落至底部,则小磁块,A.在P和Q中都做自由落体运动 B.在两个下落过程中的机械能都守恒 C.在P中的下落时间比在Q中的长 D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大,图6,答案,解析,小磁块下落过程中,在铜管P中产生感应电流,小磁块受到向上的磁场力,不做自由落体运动,而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落体运动,故选项A错误; 根据功能关系知,在P中下落时,小磁块机械能减少,在Q中下落时,小磁块机械能守恒,故选项B错误; 在P中加速度较小,在P中下落时间较长,选项C正确; 由于在P中下落时要克服磁场力做功,机械能有损失,故可知落到底部时在P中的速度比在Q中的小,选项D错误.,2,达标检测,A. a、b将相互远离 B. a、b将相互靠近 C. a、b将不动 D.无法判断,1.(2016丽水市调研)如图7所示,绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面),a、b将如何移动,答案,解析,1,2,3,4,图7,根据BS,磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势.由于S不可改变,为阻碍磁通量的增大,导体环应该尽量

      6、远离磁铁,所以a、b将相互远离.选项A正确.,A.当永磁体的N极向下时,通过线圈的感应电流的方向 为abcda,线圈与磁铁相互排斥 B.当永磁体的N极向下时,通过线圈的感应电流的方向 为adcba,线圈与磁铁相互排斥 C.当永磁体的S极向下时,通过线圈的感应电流的方向 为abcda,线圈与磁铁相互吸引 D.当永磁体的S极向下时,通过线圈的感应电流的方向 为adcba,线圈与磁铁相互吸引,2.如图8所示,用一种新材料制成一闭合线圈,当它浸入液氮中时,会成为超导体,这时手拿一永磁体,使任一磁极向下,放在线圈的正上方,永磁体便处于悬浮状态,这种现象称为超导体磁悬浮.关于这一现象,下列说法正确的是,答案,图8,1,2,3,4,3.(多选)如图9所示,闭合圆形金属环竖直固定,光滑水平导轨穿过圆环,条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动,其轴线穿过圆环圆心,与环面垂直,则磁铁在穿过圆环的整个过程中,下列说法正确的是,1,2,3,4,图9,A.磁铁靠近圆环的过程中,做加速运动 B.磁铁靠近圆环的过程中,做减速运动 C.磁铁远离圆环的过程中,做加速运动 D.磁铁远离圆环的过程中,做减速运动,答案,A.有感应电流,且B被A吸引 B.无感应电流 C.可能有,也可能没有感应电流 D.有感应电流,且B被A排斥,4.如图10所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大),图10,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从NM,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的磁场方向向左,且大小逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的磁场方向向右,B被A排斥,D正确,A、B、C错误.,

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