高考难点：楞次定律考点分析

楞次定律考点分析

楞次定律与力和运动的综合命题，多次以选择、填空的题型出现在高考卷面尤其是上海试卷中，充分考查考生的综合分析能力.

●难点磁场

1.（★★★★）如图16-1（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q、P和Q共轴.Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图16-1（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则

A.t1时刻N＞G

B.t2时刻N＞G

C.t3时刻N＜G

D.t4时刻N

=G

图16—1 图16—2

2.（★★★★）如图16-2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，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将

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，无法确定转动方向

●案例探究

［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

位置Ⅰ位置Ⅱ

（A）逆时针方向逆时针方向

（B）逆时针方向顺时针方向

图16-3

（C）顺时针方向顺时针方向

（D）顺时针方向逆时针方向

命题意图：考查对楞次定律的理解应用能力及逻辑推理能力.B级要求.

错解分析：由于空间想象能力所限，部分考生无法判定线圈经位置Ⅰ、Ⅱ时刻磁通量的变化趋势，从而无法依据楞次定律和右手螺旋定则推理出正确选项.

解题方法与技巧：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，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，可判断出感应电流为顺时针方向，

故选项B正确.

图16-4

［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

命题意图：考查楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用能力及逻辑推理能力.B级要求.

错解分析：找不到该题中现象间的因果关系，即感应磁场与原磁场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；寻找不到先行现象和后继现象间的关联点，从而无法顺利地推理判断出正确选项.

解题方法与技巧：首先应弄清楚，当开关S闭合时，由通电螺线管所产生的磁场在铝环a、b、c中的磁通量变化情况.电学知识告诉我们，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，从右向左看均为逆时针方向.

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.

●锦囊妙计

一、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.

二、运用楞次定律处理问题的思路

1.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.

（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）

2.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.（如例2）对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：

（1）常规法：

据原磁场（B

原方向及ΔΦ情况）−

−

−

−→

−

楞次定律确定感应磁场（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.（见例2）

（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，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速.

●歼灭难点训练

1.（★★★）如图16-5所示，一闭合矩形金属线框，一半在匀强磁场中，一半在磁场外，要使线框中的感应电流为顺时针，线框应

A.沿x 轴正方向平动

B.沿y 轴正方向平动

C.沿x 轴负方向平动

D.沿y 轴负方向平动

图16—5 图16—6

2.（★★★★）如图16-6所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，abcd 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中：

A.线圈中将产生abcd 方向的感应电流

B.线圈中将产生adcb 方向的感应电流

3.（★★★★★）如图16-7所示，螺线管CD 的导线绕法

不明确，当磁铁AB 插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电

流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是

A.C 端一定是N 极

B.C 端一定是S 极

C.C 端的极性一定与磁铁B 端的极性相同 图16-7