第一章 习题课 楞次定律的拓展应用

习题课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)若磁通量增大时，面积有收缩趋势，从而阻碍磁通量的变大；

(2)若磁通量减小时，面积有扩张趋势，从而阻碍磁通量的变小。

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](2018·临沂一中高二检测)(多选)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](2018·哈尔滨三中高二期中)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图3所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到N向左运动的是()

图3

A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间

B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间

C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端移动时

D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时

解析金属环N向左运动，说明穿过N的磁通量在减小，说明线圈M中的电流在减小，只有选项C符合题意。

答案 C

“三定则一定律”的区别与应用

1.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用情形

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

2.楞次定律与右手定则的比较

规律

比较内容

楞次定律右手定则

区别研究对象整个闭合回路

闭合回路的一部分，即做

切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象

只适用于部分导体在磁

场中做切割磁感线运动

的情况

应用

用于磁通量Φ随时间变

化而产生的电磁感应现

象

用于导体切割磁感线产

生的电磁感应现象

联系右手定则是楞次定律的特例

3.右手定则与左手定则的比较

比较项目右手定则左手定则

作用判断感应电流方向判断通电导体所受磁场力的方

向

已知条件已知导体运动方向和磁场方

向

已知电流方向和磁场方向

图例

因果关系运动―→电流电流―→运动

应用实例发电机电动机

[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。

1.(增反减同)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找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图6所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现()