高中物理 第4章 電磁感應(yīng) 習(xí)題課：楞次定律的應(yīng)用 同步備課課件 新人教版選修32.ppt

習(xí)題課 楞次定律的應(yīng)用 第四章電磁感應(yīng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 2 理解安培定則 左手定則 右手定則和楞次定律的區(qū)別 內(nèi)容索引 題型探究 達(dá)標(biāo)檢測 1 題型探究 一 利用 結(jié)論法 判斷感應(yīng)電流的方向 1 增反減同 法感應(yīng)電流的磁場 總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 原磁場磁通量 的變化 1 當(dāng)原磁場磁通量增加時(shí) 感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反 2 當(dāng)原磁場磁通量減少時(shí) 感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同 口訣記為 增反減同 a 沿abcd流動b 沿dcba流動c 先沿abcd流動 后沿dcba流動d 先沿dcba流動 后沿abcd流動 例1如圖1所示 一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長磁鐵的n極附近豎直下落 保持bc邊在紙外 ad邊在紙內(nèi) 由圖中位置 經(jīng)過位置 到位置 位置 和位置 都很接近位置 這個(gè)過程中線圈的感應(yīng)電流 圖1 答案 解析 由條形磁鐵的磁場分布可知 線圈在位置 時(shí)穿過閉合線圈的磁通量最小為零 線圈從位置 到位置 從下向上穿過線圈的磁通量在減少 線圈從位置 到位置 從上向下穿過線圈的磁通量在增加 根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是abcd 2 來拒去留 法由于磁場與導(dǎo)體的相對運(yùn)動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí) 產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用 這種力的作用會 阻礙 相對運(yùn)動 口訣記為 來拒去留 例2如圖2所示 當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時(shí) 銅環(huán)的運(yùn)動情況是a 向右擺動b 向左擺動c 靜止d 無法判定 圖2 答案 解析 當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時(shí) 穿過銅環(huán)的磁通量增加 為阻礙磁通量的增加 銅環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵向右運(yùn)動 3 增縮減擴(kuò) 法就閉合電路的面積而言 收縮或擴(kuò)張是為了阻礙電路原磁通量的變化 若穿過閉合電路的磁通量增加 面積有收縮趨勢 若穿過閉合電路的磁通量減少 面積有擴(kuò)張趨勢 口訣為 增縮減擴(kuò) 說明 此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線的情況 例3如圖3所示 在載流直導(dǎo)線旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌a b 導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi) 在導(dǎo)軌上有兩個(gè)可自由滑動的導(dǎo)體ab和cd 當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí) 導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動情況是a 一起向左運(yùn)動b 一起向右運(yùn)動c ab和cd相向運(yùn)動 相互靠近d ab和cd相背運(yùn)動 相互遠(yuǎn)離 圖3 答案 解析 由于在閉合回路abdc中 ab和cd電流方向相反 所以兩導(dǎo)體運(yùn)動方向一定相反 排除a b 當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí) 穿過閉合回路的磁通量增大 根據(jù)楞次定律 感應(yīng)電流總是阻礙穿過回路磁通量的變化 所以兩導(dǎo)體相互靠近 減小面積 達(dá)到阻礙磁通量增大的目的 故選c 4 增離減靠 法當(dāng)磁場變化且線圈回路可移動時(shí) 由于磁場增強(qiáng)使得穿過回路的磁通量增加 線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加 反之 由于磁場減弱使線圈中的磁通量減少時(shí) 線圈將靠近磁體來阻礙磁通量減少 口訣記為 增離減靠 a 同時(shí)向兩側(cè)推開b 同時(shí)向螺線管靠攏c 一個(gè)被推開 一個(gè)被吸引 但因電源正負(fù)極未知 無法具體判斷d 同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠攏 但因電源正負(fù)極未知 無法具體判斷 例4如圖4所示 通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán) 銅環(huán)平面與螺線管截面平行 當(dāng)開關(guān)s接通瞬間 兩銅環(huán)的運(yùn)動情況是 圖4 答案 解析 開關(guān)s接通瞬間 小銅環(huán)中磁通量從無到有增加 根據(jù)楞次定律 感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加 則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)運(yùn)動 故a正確 二 三定則一定律 的綜合應(yīng)用 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律的適用場合如下表 綜合運(yùn)用這幾個(gè)規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個(gè)規(guī)律的適用場合 不能混淆 例5 多選 如圖5所示 導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里 當(dāng)導(dǎo)線mn在導(dǎo)軌上向右加速滑動時(shí) 正對電磁鐵a的圓形金屬環(huán)b中 說明 導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大 感應(yīng)電流越大 a 有感應(yīng)電流 且b被a吸引b mn受到的安培力方向水平向左c mn受到的安培力方向水平向右d 有感應(yīng)電流 且b被a排斥 圖5 答案 解析 mn向右加速滑動 根據(jù)右手定則 mn中的電流方向從n m 且大小在逐漸變大 根據(jù)左手定則知mn受到的安培力方向水平向左 故b正確 c錯(cuò)誤 根據(jù)安培定則知 電磁鐵a的磁場方向向左 且大小逐漸增強(qiáng) 根據(jù)楞次定律知 b環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向右 b被a排斥 d正確 a錯(cuò)誤 幾個(gè)規(guī)律的使用中 要抓住各個(gè)對應(yīng)的因果關(guān)系 1 因電而生磁 i b 安培定則 2 因動而生電 v b i 右手定則 3 因電而受力 i b f安 左手定則 三 能量的角度理解楞次定律 感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量 導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí) 產(chǎn)生感應(yīng)電流 感應(yīng)電流受到安培力作用 導(dǎo)體克服安培力做功從而實(shí)現(xiàn)其他形式能向電能的轉(zhuǎn)化 所以楞次定律的 阻礙 是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn) 例6如圖6所示 上下開口 內(nèi)壁光滑的銅管p和塑料管q豎直放置 小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放 并落至底部 則小磁塊a 在p和q中都做自由落體運(yùn)動b 在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒c 在p中的下落時(shí)間比在q中的長d 落至底部時(shí)在p中的速度比在q中的大 圖6 答案 解析 小磁塊下落過程中 在銅管p中產(chǎn)生感應(yīng)電流 小磁塊受到向上的磁場力 不做自由落體運(yùn)動 而在塑料管q中只受到重力 在q中做自由落體運(yùn)動 故選項(xiàng)a錯(cuò)誤 根據(jù)功能關(guān)系知 在p中下落時(shí) 小磁塊機(jī)械能減少 在q中下落時(shí) 小磁塊機(jī)械能守恒 故選項(xiàng)b錯(cuò)誤 在p中加速度較小 在p中下落時(shí)間較長 選項(xiàng)c正確 由于在p中下落時(shí)要克服磁場力做功 機(jī)械能有損失 故可知落到底部時(shí)在p中的速度比在q中的小 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 達(dá)標(biāo)檢測 2 1 如圖7所示 水平放置的光滑桿上套有a b c三個(gè)金屬環(huán) 其中b接電源 在接通電源的瞬間 a c兩環(huán)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 1 2 3 圖7 4 答案 解析 1 2 3 4 在接通電源的瞬間 通過b環(huán)的電流從無到有 電流產(chǎn)生的磁場從無到有 穿過a c兩環(huán)的磁通量從無到有 a c兩環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流 由楞次定律可知 感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化 為了阻礙原磁通量的增加 a c兩環(huán)都被b環(huán)排斥而遠(yuǎn)離b環(huán) 故a c d錯(cuò)誤 b正確 2 如圖8所示 水平桌面上放有一個(gè)閉合鋁環(huán) 在鋁環(huán)軸線上方有一個(gè)條形磁鐵 當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時(shí) 下列判斷正確的是a 鋁環(huán)有收縮趨勢 對桌面壓力減小b 鋁環(huán)有收縮趨勢 對桌面壓力增大c 鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢 對桌面壓力減小d 鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢 對桌面壓力增大 圖8 答案 解析 1 2 3 4 根據(jù)楞次定律可知 當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時(shí) 閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增大 因此鋁環(huán)面積應(yīng)有收縮的趨勢 同時(shí)有遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢 故增大了和桌面的擠壓程度 從而使鋁環(huán)對桌面壓力增大 故b項(xiàng)正確 1 2 3 4 3 多選 如圖9所示 閉合圓形金屬環(huán)豎直固定 光滑水平導(dǎo)軌穿過圓環(huán) 條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動 其軸線穿過圓環(huán)圓心 與環(huán)面垂直 則磁鐵在穿過圓環(huán)的整個(gè)過程中 下列說法正確的是a 磁鐵靠近圓環(huán)的過程中 做加速運(yùn)動b 磁鐵靠近圓環(huán)的過程中 做減速運(yùn)動c 磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中 做加速運(yùn)動d 磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中 做減速運(yùn)動 答案 圖9 1 2 3 4 4 多選 如圖10所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒pq mn 當(dāng)pq在外力的作用下運(yùn)動時(shí) mn在磁場力的作用下向右運(yùn)動 則pq所做的運(yùn)動可能是a 向右加速運(yùn)動b 向左加速運(yùn)動c 向右減速運(yùn)動d 向左減速運(yùn)動 答案 解析 圖10 1 2 3 4 1 2 3 4 當(dāng)pq向右運(yùn)動時(shí) 用右手定則可判定pq中感應(yīng)電流的方向是由q p 由安培定則