1、3楞次定律1楞次定律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你怎样理解楞次定律中的“阻碍”？提示：谁阻碍谁是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行2.感应电流的磁场变化当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；当磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少若导体回路不闭合，
2、穿过回路的磁通量变化时，是否还会产生“阻碍”作用？提示：“阻碍”作用是由感应电流的磁场产生的，若回路不闭合，就不能产生感应电流，因此不会产生阻碍作用在后面的学习中我们会知道，回路不闭合时虽不能产生感应电流，但仍会产生感应电动势3右手定则伸开右手，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3“阻碍”的表现形式楞次定律中的“阻碍”的作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，常见的情况有以下三种：(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)；(2)阻碍导体的相对运动(来拒去
3、留)；(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩) “阻碍”并不意味着“相反”感应电流产生磁场的方向和原磁场方向可能同向，也可能反向，需根据磁通量的变化情况判断；而由于闭合回路和磁场相对运动产生感应电流时，阻碍两者间相对运动而不一定阻碍物体的运动【例1】某磁场的磁感线如图所示，有线圈自图示A位置落到B位置，在下落过程中，自上而下看，线圈中的感应电流方向是()A始终沿顺时针方向B始终沿逆时针方向C先沿顺时针再沿逆时针方向D先沿逆时针再沿顺时针方向解答本题时可按以下思路分析：答案C解析线圈自图示A位置落至虚线位置过程中，磁场方向向上，向上的磁通量增加，由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产
4、生的磁场方向向下，应用安培定则可以判断感应电流的方向为顺时针(俯视)同理可以判断：线圈自图示虚线位置落至B位置过程中，向上的磁通量减小，由楞次定律和安培定则可得：线圈中将产生逆时针的感应电流(俯视)，故选C.总结提能 应用楞次定律判断感应电流方向的思路(1)明确研究对象是哪一个闭合电路；(2)明确原磁场的方向；(3)判断穿过闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少；(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向；(5)由安培定则判断感应电流的方向根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是(C)A阻碍引起感应电流的磁通量B与引起感应电流的磁场方向相反C阻碍引起感应电流的磁通量的变化D与引起感应电流的磁场方向相
5、同解析：根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，选项A错误，C正确；感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场反向，在磁通量减小时与原磁场同向，故选项B、D错误考点二 楞次定律的应用(2)运动情况的判断第一种方法：由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流的效果阻碍相对运动简记口诀：“来拒去留”(3)面积变化趋势的判断第二种方法：电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则面积收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化，即磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减小时，面积有扩张趋势简记口诀：“增缩减扩”2判断回路运动情况及回路面积的变化趋势的一般步骤判断回路面积变化趋势时，若闭合回路所围面
6、积内存在两个方向的磁场，则不宜采用简记口诀判断，应采用一般步骤判断.例如，套在通电螺线管上的回路，在通电螺线管中电流变化时面积的变化趋势，应采用一般步骤判断.【例2】如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为()A受力向右B受力向左C受力向上 D受力为零解答本题时应明确以下两点：(1)研究的回路有两个方向的磁场，磁通量应是代数和；(2)应恰当使用安培定则和左手定则答案A解析本题可用两种解法：解法一：根据安培定则可知通电直导线周围的磁场分布如图所示当直导线上电流突然增大
7、时，穿过矩形回路的合磁通量(方向向外)增大，回路中产生顺时针方向的感应电流，因ad、bc两边对称分布，所受的安培力合力为零而ab、cd两边虽然通过的电流方向相反，但它们所在处的磁场方向也相反，由左手定则可知它们所受的安培力均向右，所以线框整体受力向右，A正确解法二：从楞次定律的另一表述分析可知当MN中电流突然增大时，穿过线框的磁通量增大，感应电流引起的结果必是阻碍磁通量的增大，即线框向右移动，故线框整体受力向右，A正确总结提能 发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”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，也可能是通过改变线圈面积来阻碍原磁通量的变化，即若原磁通量增加，则
8、通过减小面积起到阻碍的作用；若原磁通量减小，则通过增大面积起到阻碍的作用这种方法用来判断“动”的问题非常有效多选如图所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是(BC)A线圈a中无感应电流B线圈b中无感应电流C线圈c中有顺时针方向的感应电流D线圈d中有逆时针方向的感应电流解析：由安培定则判断磁场方向如图所示，故线圈a、c中有电流再根据楞次定律可知线圈a中的电流方向为逆时针，c中的
9、电流方向为顺时针，A错，C对而线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流，B对，D错考点三 楞次定律与三个定则的比较在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、左手定则、右手定则及楞次定律等规律要想灵活运用“三定则一定律”，就必须明确这些规律的区别与联系1“三定则一定律”应用于不同的现象2.左手定则与右手定则的区别3.楞次定律与右手定则的关系(1)楞次定律判断的电流方向是电路中感应电动势的方向，右手定则判断的电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向.若电路是开路，可假设电路闭合，应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向.(2)在分析电磁感应现象中的电势高低时，一
10、定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源.在电源内部，电流方向从低电势处流向高电势处.【例3】多选如图所示，导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通当导体棒AB向左移动时()AAB中感应电流的方向为A到BBAB中感应电流的方向为B到ACCD向左移动DCD向右移动答案AD解析由右手定则可判断AB中感应电流方向为A到B，从而CD中电流方向为C到D.导致CD所受安培力方向由左手定则判断知向右，所以CD向右移动总结提能 对于导体切割磁感线产生电磁感应的现象，应用右手定则判断比较方便；对于磁感应强度B随时间变化所产生的电磁感应现象，应用楞次定律判断比较方便美国大众科学月刊
11、网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径现对A进行加热，则(D)AB中将产生逆时针方向的电流BB中将产生顺时针方向的电流CB线圈有收缩的趋势DB线圈有扩张的趋势解析：合金材料加热后，合金材料成为强磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的增加，选项C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向
12、，选项A、B错误楞次定律判断导体运动问题的应用技巧在电磁感应中判断导体的运动常用以下两种方法：(1)程序法：首先根据楞次定律判断出感应电流的方向；然后根据感应电流处原磁场分布情况，运用左手定则判断出导体所受安培力的方向，最终确定导体的运动情况(2)楞次定律广泛含义法：即感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，表现为：阻碍导体的相对运动(来拒去留)；通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)两种方法中，后一种要灵活、快速、准确【典例】多选如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时()Ap、q将互相靠拢Bp、q将互相远离C
13、磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于g【解析】方法一：假设磁铁的下端为N极，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)再根据左手定则可判断p、q所受的安培力的方向，安培力使p、q相互靠拢由于回路所受的安培力的合力向下，根据牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.若磁铁的下端为S极，根据类似的分析可以得出相同的结果，所以A、D选项正确方法二：根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题中的“原因”是回路中的磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的
14、增加和磁铁的靠近所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.故选项A、D正确【答案】AD【名师点评】本例列出了判断感应电流受力及其运动方向的方法，并进一步从多个角度深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义虽然方法不同，但本质都是楞次定律，只有领会其精髓，才能运用它进行正确的判断深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义是快速分析该类问题的前提【变式】如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时，线框ab的运动情况是(C)A保持静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向解析：根据题图所示电路，线框ab所处位置的磁场是水平方向的，
15、当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少BSsin，为线圈平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化，则线框ab只有顺时针旋转使角增大，而使穿过线圈的磁通量增加，则C正确注意此题并不需要明确电源的极性.1在电磁感应现象中，下列说法中正确的是(D)A感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B闭合线框放在变化的磁场中，一定能产生感应电流C闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化2多选如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南
16、北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是(AD)A开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析：开关闭合的瞬间，根据楞次定律和安培定则可知直导线中电流从南向北，根据安培定则可知小磁针所在处磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A正确；开关闭合并保持一段时间后，直导线中无电流，小磁针
17、受到地磁场作用，小磁针的N极指向北，故B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律和安培定则可知直导线中电流从北向南，根据安培定则可知小磁针所在处磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故D正确3某教室墙上有一朝南的钢窗，当把钢窗左侧向外推开时，下列说法正确的是(C)A穿过窗框的地磁场的磁通量变大B穿过窗框的地磁场的磁通量不变C从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是逆时针D从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是顺时针解析：地磁场由南向北，当朝南的钢窗向外推开时，钢窗平面与磁场平行时，没有磁感线穿过钢窗平面，穿过钢窗平面的磁通量为0.根据楞次定律，穿
18、过窗框平面的磁通量减小，从推窗人的角度看，窗框中产生的感应电流的方向为逆时针故选项C正确，A、B、D错误4如图所示，平行导体滑轨MM，NN水平放置，固定在竖直向下的匀强磁场中导体滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力方向分别为(C)A电流方向沿ABCD；受力方向向右B电流方向沿ABCD；受力方向向左C电流方向沿ADCB；受力方向向右D电流方向沿ADCB；受力方向向左解析：由右手定则可判断AB中感应电流BA，CD中电流DC，由左手定则可判定CD受到向右的安培力5如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，当用一条形磁铁由上向下插向圆环时，试问：(1)圆环对桌面的压力怎样变化？(2)圆环有收缩的趋势还是扩张的趋势？答案：(1)压力变大(2)收缩趋势解析：(1)根据楞次定律的推广含义“来拒去留”，圆环与磁铁之间相互排斥，从而使圆环对桌面的压力变大(2)根据楞次定律的推广含义“增缩减扩”，磁铁插向圆环时，穿过圆环的磁通量增加，所以圆环有收缩的趋势