安培定则_左手定则_右手定则_楞次定律的综合应用

高考热点专题复习 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用

在选择题中，近两年的理综考试的知识点分布都比较稳定，力学和电学的内容共有四道题，可能是两道力学，两道电学，或者是力电综合的题目，而有关电磁学内容的选择题必定会涉及到安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律这些规律的使用，所以我们务必要弄清楚它们的区别，熟练掌握应用它们的步骤.

(1) 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同的现象：

(2)右手定则与左手定则区别：

抓住“因果关系”分析才能无误．

“因电而动”——用左手，“力”字的最后一笔向左钩，可以联想到左手定则用来判断安培力！

“因动而电”——用右手；“电”字的最后一笔向向右钩，可以联想到右手定则用来判断感应电流方向，

(3)楞次定律中的因果关联

楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键.

(4)运用楞次定律处理问题的思路

★判断感应电流方向类问题的思路

运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为：

①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.

②确定感应磁场：即根据楞次定律中的"阻碍"原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向：原磁通量增加，则感应磁场与原磁场方向相反；原磁通量减少，则感应磁场与原磁场方向相同——“增反减同”.

③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向.（见例1）

★判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略

在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动. 对其运动趋势的分析判断可有两种思路：

①常规法：

据原磁场（B 原方向及ΔΦ情况）

确定感应磁场（B 感方向）−−−−→−安培定则判断感应电流（I 感方

向）−−−−→−左手定则导体受力及运动趋势. ②效果法

由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义.据"阻碍"原则，可直接对运动趋势做出判断，更简捷、迅速.

★判断自感电动势的方向类问题

感应电流的效果总是阻碍原电流变化(自感现象)——当自感线圈的电流增大时，感应电流阻碍“原电流”的增大，所以感应电流与原电流的方向相反；当自感线圈的电流减小时，感应电流阻碍“原电流”的减小，则感应电流与原电流的方向相同！

判断感应电动势的思路为：

据原电流（I 原方向及I 原的变化情况）确定感应电流I 感的方向（“增反减同”）

−−−−−−−−−−−→−出电流从电动势的正极流判断感应电动势的方向

解题范例： 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生的磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流的作用（安培力） 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则 闭合电路磁通量变化 楞次定律

例1（1996年全国，3）一平面线圈用细杆悬于P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图16-3所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为（ ）

A ．逆时针方向；逆时针方向

B ．逆时针方向；顺时针方向

C ．顺时针方向；顺时针方向

D ．顺时针方向；逆时针方向

解析：考查对楞次定律的理解应用能力及逻辑推理能力，要求有较强的空间想象能力！

线圈第一次经过位置Ⅰ时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律“增反减同”原则，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据右手定则，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向.

当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律“增反减同”原则，线圈中感应电流的磁场方向向右，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项B 正确.

领悟：按照“一原、二感、三电流”的步骤进行思考，同时注意“还原”线圈、磁场和感应电流方向的空间位置关系！假想你自己身处在磁场当中，视线与磁感线同向，线圈就在你的面前运动！——这就是空间想像能力了！

例2 如图16-4甲所示，通电螺线管与电源相连，与螺线管同一轴线上套有三个轻质闭合铝环，b 在螺线管中央，a 在螺线管左端，c 在螺线管右端.当开关S 闭合时，若忽略三个环中感应电流的相互作用，则（ ）

A ．a 向左运动，c 向右运动，b 不动

B ．a 向右运动，c 向左运动，b 不动

C ．a 、b 、c 都向左运动

D ．a 、b 、c 都向右运动

解析：此题是楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用问题，要善于查找现象间的因果关系，即感应磁场与原磁通量变化之间的阻碍与被阻碍关系；感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系；只有找到

先行现象和后继现象间的关联点，才能顺利的做出推理判断.

首先应弄清楚，当开关S 闭合时，由通电螺线管的电流所产生的磁场在铝环a 、b 、c 中的磁通量

变化情况. 根据安培定则可知，通电后，该螺线管的磁场等效为一个N 极在左、S 极在右的条形磁铁

的磁场（如图16-4乙所示），当开关S 闭合时，向左通过各铝环的磁通量（为合磁通，如图1所示. 螺

线管内部的磁感线最密，方向向左；螺线管外面的磁感线疏，方向向右，所以合磁通向左）突然增大.

然后，由于向左通过各铝环的磁通量突然增大，根据楞次定律“增反减同”原则可知，各铝环的感应磁场方向必然与螺线管的磁场方向相反而向右.

接着，运用安培定则可确定，各铝环的感应电流方向如图16-4乙所示，从左向右看均为顺时针方向.

最后，根据图16-4丙所提供的感应电流和原磁场的分布情况，运用左手定则可判定a 、b 、c 三个铝环所受的安培力分别如图16-4丙所示，于是a 受安培力F a 作用，向左运动，c 环受安培力F c 作用，向右运动，而由b 环受力的对称性可知，b 环所受的安培力F b 合力为零，b 环仍然静止. 因此正确答案为选项A.

领悟：①左手定则、右手螺旋定则（即安培定则）、右手定则和楞次定律的应用是高考必须掌握的，像这道题就考查了其中的三个，要求能够熟练掌握并能够综合应用这些定则！特别是楞次定律的应用，要注意步骤和方法！ 例3 如图2所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下. 当磁铁向下运

动时（但未插入线圈内部），（ ）

A ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引

B ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥

C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引

D ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥

解析：解法一：按照“一原、二感、三电流”的步骤：

首先，线圈中的原磁场方向向下，磁铁N 极靠近，故线圈的磁通量增加；

然后，根据楞次定律，感应磁场要“阻碍”原磁通量的增加，所以感应磁场的方向向上！

最后，用安培定则，可以判断感应电流的方向与图中的箭头方向相同. 把产生感应电流后的螺线管等效为一个条形磁铁，其N 极与条形磁铁的N 极相对，所以磁铁

与线圈相互排斥！所以B 选项正确.

解法二：根据楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”

，原因是条形磁铁的靠近，

图图

1 S N 图 2