1、1.4 楞次定律 第二课时学习目标定位 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1应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是:(1)明确所研究的闭合电路,判断原磁场的方向;(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况;(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向;(4)由安培定则根据感应电流的磁场方向,判断出感应电流的方向2安培定则(右手螺旋定则)、右手定则、左手定则(1)判断电流产生的磁场方向用安培定则(2)判断磁场对通电导体及运动电荷的作用力方向用左手定则(3)判断导体切割磁感线运动产生的感应电流方向用右手定则.一、“增反减同”法感应电流的
2、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边在纸处,ab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1A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流动解析本题考查用楞次定律判断感应电流的方向,关键要分析清楚矩形线圈由位置到位置和由位置到位置两过程中,
3、穿过线圈的磁感线方向相反由条形磁铁的磁场可知,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.答案A二、“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2A向右摆动 B向左摆动C静止 D无法判定解析本题可由两种方法来解决:方法1:画出磁铁的磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,
4、由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元取上、下两小段电流元作为研究对象,由左手定则确定两段电流元的受力,由此可推断出整个铜环所受合力向右,故A正确甲乙方法2(等效法):磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,两磁铁有排斥作用,故A正确答案A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”例3如图3所示,
5、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3A一起向左运动B一起向右运动Cab和cd相向运动,相互靠近Dab和cd相背运动,相互远离解析由于在闭合回路abcd中,ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增大的目的故选C.答案C四、“增离减靠”法发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻
6、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4A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
7、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端移动时解析金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减小,说明线圈M中的电流在减小,只有选项C符合题意答案C五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别应用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(IB)安培定则(判断电流周围磁感线的方向)(2)因动而生电(v、BI感)右手定则(导体切割
8、磁感线产生感应电流)(3)因电而受力(I、BF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5AMN中电流方向NM,B被A吸引BMN中电流方向NM,B被A排斥CMN中电流方向MN,B被A吸引DMN中电流方向MN,B被A排斥解析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,B正确,A、C、D错误答案B1(“来拒去留”法)如图6所示,螺线管
9、CD的导线绕法不明,当磁铁AB插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是()图6AC端一定是N极BD端一定是N极CC端的极性一定与磁铁B端的极性相同D因螺线管的绕法不明,故无法判断极性答案C解析由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同,与螺线管的绕法无关但因为磁铁AB的N、S极性不明,所以螺线管CD两端的极性也不能确定,所以A、B、D错,C对2(“增缩减扩”法及“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
10、7A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,对桌面压力增大答案B解析根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合铝环内的磁通量增大,因此铝环面积应有收缩的趋势,同时将远离磁铁,故增大了和桌面的挤压程度,从而使铝环对桌面压力增大,故B项正确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8A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向右迅速滑动答案AC解析当开关突然闭合时,左线圈上有了
11、电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,产生感应电流,使钻头M向右运动,故A项正确;当开关S已经是闭合时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C项正确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9A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BC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,可见选项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