2017_2018学年高中物理第四章电磁感应3楞次定律学案新人教版选修3_2

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深度试探
(1)“阻碍”是不是意味着“相反”.
(2)“阻碍”与“阻止”的意思相同吗？
答案 (1)“阻碍”并非意味着“相反”，当磁通量减少时，“阻碍”意味着“相同”.
(2)不相同，“阻碍”不是“阻止”，二者之间的程度不同.阻碍是使情形不能顺利进展，但仍是向原先的方向进展了；阻止是使情形停止，再也不向原先的方向进展了.
图6
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力方向水平向左
D.安培力方向水平向右
答案 AC
解析 方式1：由右手定那么知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定那么可判知，MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左.
方式2：由楞次定律知，此题中感应电流是由于MN相关于磁场向右运动引发的，那么安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向垂直于MN水平向左，再由右手定那么，判定出感应电流的方向是N→M.应选A、C.
相同
相反
相同
深度试探
感应电流的磁场与原磁场的方向，是相同仍是相反？感应电流的磁场起到什么作用？
答案 当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同.感应电流的磁场老是阻碍磁通量的转变.
例1 如图2所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.
图2
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整.
(2)若是在闭合开关时发觉灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)
(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)
答案 (1)观点析图 (2)向右 (3)向左
在“研究电磁感应现象”的实验中，用线圈产生的磁场模拟条形磁铁的磁场，要注意三点：
1线圈L2与灵敏电流计直接相连，了解灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系.
2明确线圈L1中电流的转变.
3明确线圈L2中磁通量的转变及磁场方向.
二、楞次定律
1.楞次定律
(1)内容：感应电流具有如此的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引发感应电流的磁通量的转变.
4.(右手定那么的应用)(多项选择)如图6所示，滑腻平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，此刻垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的选项是( )
图1
A.a→G→b
B.先a→G→b，后b→G→a
C.b→G→a
D.先b→G→a，后a→G→b
答案 D
解析 条形磁铁进入线圈的进程中：①确信原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的进程中，磁场方向向下.②明确闭合回路中磁通量转变的情形：向下的磁通量增加.③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中的感应电流产生的磁场方向向上.④应用安培定那么能够判定感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：电流的方向从b→G→a.同理能够判定出条形磁铁穿出线圈的进程中，向下的磁通量减少，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)，即：电流的方向从a→G→b.
B.先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流
C.顺时针方向持续流动的感应电流
D.逆时针方向持续流动的感应电流
答案 C
解析 S磁单极子靠近超导线圈时，线圈中磁通量向上增加，由楞次定律能够判定，从上向下看感应电流为顺时针方向；当S磁单极子远离超导线圈时，线圈中磁通量向下减少，感应电流方向仍为顺时针方向，C正确.
闭合电路的一部份导体切割磁感线时，应用右手定那么比较方便.
1.(楞次定律的应用)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图3所示.现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的进程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情形是( )
图3
A.从a到b，上极板带正电
B.从a到b，下极板带正电
题组一 对楞次定律的明白得和应用
1.依照楞次定律知，感应电流的磁场必然是( )
A.阻碍引发感应电流的磁通量
B.与引发感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引发感应电流的磁场的磁通量的转变
D.与引发感应电流的磁场方向相同
答案 C
解析 感应电流的磁场老是要阻碍引发感应电流的磁场的磁通量的转变.
2.某实验小组用如图1所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流的方向是( )
4.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图3所示.通过量次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验，以下说法正确的选项是( )
图3
A.闭合开关S的刹时，电流表G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的刹时，电流表G中有b→a的感应电流
②右手定那么只适用于导体做切割磁感线运动的情形.
(2)因动而生电时用右手定那么；
因电而受力时用左手定那么.
例4 以下图表示闭合电路中的一部份导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是( )
解析 由右手定那么判知，A中感应电流方向为a→b，B、C、D中均为b→a.
答案 A
3.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻觅磁单极子的实验.他假想，若是一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图2所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈的感应电流是( )
图2
A.先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流
图4
A.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
B.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
C.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
D.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
答案 AD
解析 当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里，因此abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定那么可知感应电流的方向为abcda，选项A正确；当导线L向右平移时，闭合电路abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定那么可知感应电流的方向为adcba，选项D正确.
例2 关于楞次定律，以下说法中正确的选项是( )
A.感应电流的磁场老是阻碍原磁场的增强
B.感应电流的磁场老是阻碍原磁场的减弱
C.感应电流的磁场老是和原磁场方向相反
D.感应电流的磁场老是阻碍原磁通量的转变
解析 楞次定律的内容：感应电流具有如此的方向，感应电流的磁场总要阻碍引发感应电流的磁通量的转变，应选D.
(2)简化表述：
增反减同
(3)适用情形：所有电磁感应现象.
2.楞次定律的明白得
(1)因果关系：磁通量发生转变是缘故，产生感应电流是结果，缘故产生结果，结果又反过来阻碍缘故.
(2)楞次定律中“阻碍”的含义
→
↓
→
↓
→当磁通量增加时，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”
图1
2.分析
操作方法
内容
甲
乙
丙
丁
N极向下插入线圈
N极向上抽出线圈
S极向下插入线圈
S极向上抽出线圈
原来磁场的方向
向下
向下
向上
向上
原来磁场的磁通量变化
增大
减小
增大
减小
感应电流方向
逆时针(俯视)
顺时针(俯视)
顺时针(俯视)
逆时针(俯视)
感应电流的磁场方向
向上
向下
向下
向上
原磁场与感应电流的磁场方向的关系
相反
C.闭合开关S后，在增大电阻R的进程中，电流表G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后，在增大电阻R的进程中，电流表G中有b→a的感应电流
答案 D
解析 在滑片不动的情形下，A线圈中通过的是恒定电流，产生的磁场是恒定的，因此B线圈中不产生感应电流，因此选项A、B错误；在滑片移动增大电阻R的进程中，A线圈中通过的是慢慢减弱的电流，即线圈B处于慢慢减弱的磁场中，由安培定那么和楞次定律可判定得知，电流表中的电流从b→a，应选项C错误，D正确.
深度试探
(1)右手定那么与楞次定律有什么关系？两定律各在什么情形下利用较方便？
(2)什么情形下应用右手定那么，什么情形下应用左手定那么？
答案 (1)导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量转变引发感应电流的特例，因此右手定那么是楞次定律的特例.
①楞次定律适用于所有电磁感应现象，关于磁感应强度B随时刻t转变而产生的电磁感应现象较方便.
3.(右手定那么的应用)如图5所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时( )
图5
A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B.的电流
D.环的右边有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
答案 D
解析 由右手定那么知ef上的电流由e→f，故右边的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.
3 楞次定律
[目标定位] 1.明白得楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向.2.通过实验探讨，感受楞次定律的实验推导进程，培育观看实验，分析、归纳、总结物理规律的能力.3.把握右手定那么，并明白得右手定那么事实上是楞次定律的一种表现形式.
一、探讨感应电流的方向
1.实验探讨
将螺线管与电流表组成闭合回路，别离将N极、S极插入、抽出线圈，如图1所示，记录感应电流方向如下：
答案 CD
应用楞次定律判定感应电流方向的步骤：
三、右手定那么
1.当导体做切割磁感线运动时，能够用右手定那么判定感应电流的方向.
右手定那么：张开右手，使拇指与其余四个手指垂直，而且都与手掌在同一个平面内；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确实是感应电流的方向.
2.当切割磁感线时四指的指向确实是感应电流的方向，即感应电动势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极).
C.从b到a，上极板带正电
D.从b到a，下极板带正电
答案 B
解析 穿过线圈的磁场方向向下，磁铁接近时，线圈中磁通量增加，由楞次定律知，产生感应电流的磁场方向向上，由安培定那么可知，流过R的电流方向是从a到b，a电势高于b，对电容器充电，故电容器下极板带正电，B正确.
2.(楞次定律的应用)(多项选择)如图4所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的选项是( )
解析 (1)补充的实物电路如下图.
(2)已知闭合开关刹时，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.
(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，那么灵敏电流计的指针向左偏转.
5.(多项选择)如图4所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，那么磁铁的运动可能是( )
图4
A.向下运动B.向上运动
C.向左运动D.以上都不可能
答案 BC
解析 此题可通过逆向应用楞次定律来判定.由感应电流方向A→R→B，应用安培定那么得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下；运用楞次定律判得螺线管内磁通量的转变应是向下减少或向上增大；由条形磁铁的磁感线散布知，螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减少，即磁铁向上运动或向左、向右平移，因此正确的选项是B、C.
答案 D
例3 以下各图是验证楞次定律实验的示用意，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或抽出，由线圈和电流表组成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中别离标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向和线圈中产生的感应电流的方向等情形，其中正确的选项是( )
解析 依照楞次定律可确信感应电流的方向：以C选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈中的原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的转变——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定那么判定感应电流的方向——与图中箭头方向相同.线圈的上端为S极，磁铁与线圈彼此排斥.运用以上分析方式可知，C、D正确.