2017-2018高中物理 模块要点回眸 第4点 楞次定律与右手定则的剖析素材 粤教版选修3-2

第4点楞次定律与右手定则的剖析
在电磁感应中，我们常用楞次定律和右手定则来判断导体中感应电流的方向，为了对这两条规律理解更深入，应用更恰当，下面就这两条规律比较如下.
1.不同点
(1)研究对象不同：楞次定律所研究的对象是整个闭合回路；右手定则研究的对象是闭合回路中做切割磁感线运动的一部分导体.
(2)适用范围不同：楞次定律适用于由磁通量变化引起的感应电流的各种情况，当然也包括一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况；右手定则只适用于一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，若导体与磁场无相对运动，就无法应用右手定则.因此，右手定则可以看做是楞次定律的一种特殊情况.
(3)应用的方便性不同：虽然楞次定律可适用于由磁通量变化引起的感应电流的各种情况，但其在应用的过程中，要弄清原磁通量的方向、原磁通量的变化情况、感应电流的磁场的方向等，分析过程不能有半点纰漏，逻辑性强，过程繁琐；若是回路中的一部分导体在做切割磁感线运动而产生感应电流，应用右手定则时，只需按定则“伸手”，就可以判断出感应电流的方向，比较直接、简单，应用更方便.
2.相同点
(1)目的相同：在电磁感应中，应用楞次定律和右手定则，都是为了判断出回路中感应电流的方向.
(2)本质相同：应用楞次定律来判断回路中感应电流的方向时，是因为闭合回路中的磁通量发生了变化；应用右手定则来判断回路中感应电流的方向时，是因为导体在做切割磁感线的运动，其本质也是由导体构成的闭合回路中的磁通量由于导体的运动而发生了变化.
对点例题如图1所示，在竖直向下的磁场中，水平放置着闭合电路abcd.其中ab、cd两边的长度可以变化.当bc向右运动时(ad不动)，用两种方法分析通过灯泡L的电流的方向.
图1
答案见解题指导
2 解题指导 方法一：用楞次定律：回路面积增大，磁通量变大，感应电流会在回路内产生向上的磁场来阻碍磁通量变大，由安培定则可知感应电流应沿adcba 方向，故流过灯泡的电流方向为由a 向d .
方法二：用右手定则：直接判断出流经bc 边的电流是由c 向b ，故流过灯泡的电流方向是由a 向d .
技巧点拨 凡是由于导体的运动而引起的感应电流方向的判断用右手定则；凡是由于磁场的变化而引起的感应电流方向的判断用楞次定律
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如图2所示，试判定当开关S 闭合和断开瞬间，线圈ABCD 中的电流方向
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图2
答案 S 闭合时，感应电流方向为A →D →C →B →A ；
S 断开时，感应电流方向为A →B →C →D →A .
解析 当S 闭合瞬间：
(1)研究的回路是ABCD ，穿过回路的磁场是电流I 产生的磁场，方向(由安培定则判知)垂直纸面向外，且磁通量增大；
(2)由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B 原相反，即垂直纸面向里；
(3)由安培定则判知线圈ABCD 中感应电流方向是A →D →C →B →A .
当S 断开瞬间：
(1)研究的回路仍是线圈ABCD ，穿过回路的原磁场仍是电流I 产生的磁场，方向(由安培定则判知)垂直纸面向外，且磁通量减小；
(2)由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B 原相同，即垂直纸面向外；
(3)由安培定则判知感应电流方向是A →B →C →D →A .。