新课标最新高考物理主题三电磁感应及其应用3.1电磁感应3.1.3第2课时楞次定律的拓展应用学案新人教

第2课时楞次定律的拓展应用

巧用“结论"判断感应电流的方向

1.增缩减扩

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”。

注意:本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.

［例1］（多选）(2017·临沂一中高二检测）如图1所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形，则磁场( ）

图1

A.逐渐增强，方向向外

B.逐渐增强,方向向里

C。逐渐减弱,方向向外

D。逐渐减弱，方向向里

解析对于线圈来说，圆形面积最大，即由于磁场变化，导致线圈面积变大，根据楞次定律的推论增缩减扩，可判断磁场在减弱，可能是方向向外的磁场逐渐减弱，也可能是方向向里的磁场逐渐减弱，选项C、D正确。

答案CD

2。来拒去留

由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流受到磁场的安培力,这种安培力会“阻碍"相对运动，口诀记为“来拒去留"。

[例2］（多选）如图2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( )

图2

A。p、q将互相靠拢B。p、q将互相远离

C.磁铁的加速度仍为g D。磁铁的加速度小于g

解析根据楞次定律的另一表述—-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”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，即来拒去留,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

3。增远减靠

(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“增远减靠"。

[例3] 如图3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关S接通瞬间，两铜环的运动情况是( )

图3

A。同时向两侧推开

B。同时向螺线管靠拢

C。一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断

D。同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断

解析开关S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将同时向两侧运动，故选项A正确.

答案A

三定则一定律的区别与应用

安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较

基本现象应用的定则或定律

运动电荷、电流产生磁场安培定则

磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则

电磁感

应

部分导体做切割磁感线运动右手定则

闭合回路磁通量变化楞次定律

［例4] (多选)如图4所示装置中，金属杆cd光滑且原来静止在金属导轨上。当金属杆ab做如下哪些运动时，金属杆cd将向右移动（导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)（）

图4

A.向右匀速运动

B.向右加速运动

C。向左加速运动 D.向左减速运动

解析ab匀速运动时,ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd杆保持静止,选项A错误；ab向右加速运动时，L2中的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向上，故通过cd的电流方向向下，cd向右移动,选项B正确；同理可得选项C错误,选项D正确。

答案BD

[例5] （多选)如图5所示,甲图中线圈A的a、b端加上如图乙所示的电压时，在0～t0时间内，线圈B 中感应电流的方向及线圈B的受力方向情况是( ）

图5

A.感应电流方向不变B。受力方向不变

C。感应电流方向改变D。受力方向改变

解析根据题意可知，当U ab＞0时，电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，磁场方向水平向右,由于电压减小,所以磁通量变小，根据楞次定律可得，线圈B的感应电流顺时针（从左向右看)。当U ab＜0时，电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，磁场方向水平向左，电压增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得,线圈B的感应电流顺时针（从左向右看).故电流方向不变，选项A正确，C错误；由“增远减靠”可知受安培力的方向改变，选项D正确,B错误.

答案AD

三定则一定律的应用技巧

（1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。

（2）研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。

从能量的角度理解楞次定律

感应电流的产生并不是创造了能量.导体做切割磁感线运动时,产生感应电流,感应电流受到安培力作用，导体克服安培力做功从而实现其他形式能向电能的转化，所以楞次定律的“阻碍"是能量转化和守恒的体现。

[例6] 如图6所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部,则小磁块( )

图6

A.在P和Q中都做自由落体运动

B.在两个下落过程中的机械能都守恒

C。在P中的下落时间比在Q中的长

D。落至底部时在P中的速度比在Q中的大

解析小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动,而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知,在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小,在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故可知落到底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误.