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讲义 -安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用

讲义 -安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用
讲义 -安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用

龙文教育学科教师辅导讲义

教师:______ 学生:______ 时间:_____年_____月____日____段

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:

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

向图

16-3

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,线圈产生感应电流后,其效果是阻碍线圈的靠近!所以它们之间是相互排斥的关系.

由此又可以知道线圈可以等效为一个条形磁铁,且其上端为N 极,与上面的磁铁N 极相对,再由安培定则就可以判断出感应电流的方向与图中箭头的方向相同.

领悟:准确理解楞次定律中“阻碍”的含义,根据“效果”阻碍“原因”的结论,能够快速解决闭合回路或磁铁相对运动的问题!

领悟:考查右手定则和图象的应用能力,同时注意求导体棒有效切割长度的方法!

例4一直升飞机停在南半球的地磁极上空. 该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B . 直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ,螺旋桨转动的频率为f ,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动. 螺旋桨叶片的近轴端为a ,远轴端为b ,如图所示. 如果忽略a 到转轴中心线的距离,用

ε表示每个

叶片中的感应电动势,则( )

A .ε=πfl 2

B ,且a 点电势低于b 点电势

B .ε=2πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势

C .ε=πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势

D .ε=2πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势

解析:扇叶转动切割磁感线产生感应电动势,根据转动切割模型有:

20l

Bl E ω+=,f 2πω=, 每个扇叶上的电动势为:ε=πfl 2B

顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动(类比于我们抬头看天花板上的吊扇,吊扇的扇叶在按顺时针方向转动!)假想扇叶中有感应电流(实际上没有,因为没有形成闭合回路)

,根据右手定则,可以判断出S

N

2 B

感应电流的方向为:a→b.

将每片扇叶等效为一电源,根据“电流由电源的正极流出”,可知b为感应电动势的正极,a为感应电动势的负极,所以a点电势低于b点电势!

故A选项正确!

领悟:①要善于把题目描述的物理情景进行还原,尽量发挥你的空间想像能力,然后利用我们熟悉的模型与之类比,对照,就能够找出解题的相关知识!在电磁感应中判断电势高低,我们通常采用的方法就是把等效为电源,然后根据“电流由电源的正极流出”来确定各点电势的高低!②熟记导体棒转动切割模

型!

例5 图3中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里. abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l. t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图). 现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域. 取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是()

解析:线框进入磁场的过程中,切割磁感线的导体棒的有效长度

逐渐增大(如图4):E=Blv,故感应电流逐渐增大,根据右手定则知,感应电流的方向为a→d→c→b→a,与规定的正方向相反.

线框穿出磁场的过程中,切割磁感线的导体棒的有效长度仍然是逐渐增大的(如题5) :E=Bl′v,故感应电流逐渐增大,由右手定则知感应电流的方向为:a→b→c→d→a,与规定的正方向相同.

综上所述,选项B的图象正确!

领悟:高考非常强调对图象的理解和应用能力,所以图象每年必考,我们要能够熟练的运用图象语言去表达各种不同的物理规律:如v-t图象、s-t图象、F-t图象、F-a图象、U-I图象等.

针对性训练:

1.(2004年全国卷Ⅳ,15)如图10-4所示,在x≤0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内,线框的ab边与y轴重合.令线框从t= O的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线I-t图可能是图10-5中的哪一个( )

2. (2002年新课程,20)图10-12中MN 、GH 为平行导轨,AB 、CD 为跨在导 轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体.有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图.用I 表示回路中的电流

( )

A .当A

B 不动而CD 向右滑动时,I ≠O 且沿顺时针方向

B .当AB 向左、CD 向右滑动且速度大小相等时,I=O

C .当AB 、C

D 都向右滑动且速度大小相等时,I=O

D .当AB 、CD 都向右滑动,且AB 速度大于CD 时,I ≠O 且沿逆时针方向

3.如图所示,内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有一带负电小球,整个装置处于竖直向下的磁场中,当磁场突然增大时,小球将

A .沿顺时针方向运动

B .沿逆时针方向运动

C .在原位置附近往复运动

D .仍然保持静止状态

4.如图所示,是氢原子中电子绕核做快速的圆周运动(设为逆时针)的示意图,电子绕核运动,可以等效为环形电流,设此环形电流在通过圆面并垂直于圆面的轴线上某一点P 处产生的磁感强度的大小为B 1,现在沿垂直于圆轨平面的方向加一磁感强度为B 0的外磁场,这时电子轨道半径没有变,而它的速度发生了变化,若用B 2表示此时环形电流在 P 点产生的磁感强度的大小,则当B 0的方向

A.垂直于纸面向里时,B 2>B 1

B.垂直于纸面向里时,B 2<B 1

C.垂直于纸面向外时,B 2<B 1

D.条件不明,无法判定

5.如图甲所示,abcd 为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角. 质量为m 的导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好,回路的总电阻为R . 整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B 随时间t 变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向). 若PQ 始终静止,关于PQ 与框架间的摩擦力在 0~t 1时间内的变化情况,有如下判断:①一直增大;②一直减小;③先减小后增大;④先增大后减小. 以上对摩擦力变化情况的判断可能的是( )

A .①④

B .①③

C .②③

D .②④

6.在水平放置的光滑绝缘杆ab 上,挂在两个金属环M 和N ,两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,如图所示,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略;当变阻器的滑动接头向左移动时,两环将怎样运动( )

A .两环一起向左移动

B .两环一起向右移动

C .两环互相靠近

D .两环互相离开

7.如图所示,电路中除电阻R 外,其余电阻均不计,足够长的导电轨

道水平放置且光滑,金属棒MN 水平放在导轨上,磁场方向如图所示,当开关S 闭合

后,下列关图

4

于能量转化的描述正确的是()

A.电源输出的能量等于MN所获得的动能

B.导体MN从开始到运动稳定,电源输出的能量等于,电阻R所产生的热量

C.导体MN运动稳定后,电源不再输出能量

D.导体MN运动稳定后,电源输出的能量等于导体MN的动能和电阻R产生的热量之和

8.如图,MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨,N、Q接理想

变压器,理想变压器的输出端接电阻元件R、电感元件L、电容元件c。今在水平金属杆部分加一竖直向上的匀强磁场,则下列说法正确的是(IR、IL、Ic均为有效值,L为非纯电感元件)( )

A.若ab棒匀速运动,则I R≠0、I L≠0、I C=0

B.若ab棒匀速运动,则I R=0、I L=0、I C=0

C.若ab棒在某一中心位置两侧做简谐振动,则I R≠0、I L≠0、I C≠0

D.若ab棒匀加速运动,则I

R≠0、I L≠0、I C=0

9.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图像如图甲所示. t= 0时刻,磁感应强度的方向垂直于纸面向里. 在0~4s时间内,线框的ab边受力随时间变化的图像(力的方向规定以向左为正方向),可能是图乙中的()

10.吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者,电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”的装置,能将琴弦的振动转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美音乐声。如图是拾音器的结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不能使用尼龙弦)之间,当弦沿着线圈振动时,线圈中就会产生感应电流。关于感应电流,以下说法正确的是()

A.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流是恒定的

B.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小变化,方向不变

C.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小不变。方向变化

D.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化

参考答案:

1.D 2.C 3.A 4.B 5.B 6.C 7.C

8.BCD 若ab棒匀速运动则n1中有恒定电流,但因不能产生电磁感应现象,n2中无电流,故A错,B对;若ab棒做简谐振动则n1中有交变电流,n2中亦会感应出交变电流,则I R、I L、I C均不零,C对:若ab棒匀加速运动,n1中有均匀增加的电流,n2中会感应出恒定的电流,它不能通过电容器故Ic=0,D对,选BCD.

9.B 0~2s内,由法拉第电磁感应定律结合楞次定律可知,线框中产生的感应电流的大小和方向均不变,但由于B的大小和方向发生改变,由F=BIL结合左手定则可知,在0~2内,ab边的受的安培力大小和方向均变化,利用排除法可确定选项B是正确的。10.D

楞次定律知识点

感应电流方向的判定 (1)楞次定律 Ⅰ、楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 Ⅱ、对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量; ②阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身; ③如何阻碍——原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”; ④阻碍的结果——阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。 Ⅲ、楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化; ②阻碍物体间的相对运动(来拒,去留); ③阻碍原电流的变化(自感)。 Ⅳ、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。 (2)右手定则 伸开右手让拇指跟其余的四指垂直,并且都跟掌心在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体的运动方向,其余四指指的就是感应电流的方向。 注意区别:①安培定则用来判定运动电荷或电流产生的磁场;②左手定则用来判定磁场对运动电荷或电流的作用力;③右手定则用来判定闭合电路中部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流的方向.还可以运用字形记忆的方法:“力”往左撇用左手,“电”向右甩用右手,可简记为力“左”电“右”力。

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( )

2021版高中物理第2章楞次定律和自感现象2.2自感学案鲁科版选修

第3讲自感 [目标定位] 1.了解自感现象及自感现象产生的原因.2.知道自感现象中的一个重要概念——自感系数,了解影响其大小的因素.3.了解自感现象的利弊及其利用和防止. 一、自感现象 1.实验与探究 (1)断电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度 相同 A2立刻熄灭 线圈中的电 流在原来电 流值基础上 逐渐减小 I L>I A1A1猛然亮一下再逐渐熄 灭 I L=I A1A1由原来亮度逐渐熄灭 I L<I A1A1先立即变暗一些再逐 渐熄灭 (2)通电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同 S闭合的瞬间 A1先亮由于A1支路为纯电阻电路, 不产生自感现象 A2逐渐变亮,最 后与A1一样亮 由于L的自感作用阻碍A2支 路电流增大,出现“延迟”

现象 2.定义:由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫自感现象. 二、自感电动势 1.定义:由导体自身的电流变化所产生的感应电动势叫自感电动势.2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用,当电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小. 三、自感系数 1.物理意义:描述线圈本身特性的物理量,简称自感或电感. 2.影响因素:线圈的形状、横截面积、长短、匝数、有无铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,其自感系数就越大;有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多. 3.单位:亨利,简称亨,符号是H.常用的较小单位有mH和μH. 1mH=10-3H,1μH=10-6H. 一、对通电自感现象的分析 1.通电瞬间通过线圈的电流增大,自感电动势的方向与原电流方向相反,阻碍电流的增加,但不能阻止增加. 2.通电瞬间自感线圈处相当于断路;电流稳定时,自感线圈相当于导体. 3.与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮,直到稳定. 例1如图1所示,灯A、B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略,则( ) 图1 A.S闭合的瞬间,A、B同时发光,接着A变暗,B更亮,最后A熄灭

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

最新讲义--安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用

龙文教育学科教师辅导讲义 教师:______ 学生:______ 时间:_____年_____月____日____段 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 课 题 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用 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

楞次定律的应用·典型例题解析

楞次定律的应用·典型例题解析 【例1】如图17-50所示,通电直导线L和平行导轨在同一平面内,金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路,ab可沿导轨自由滑动.当通电导线L向左运动时 [ ] A.ab棒将向左滑动 B.ab棒将向右滑动 C.ab棒仍保持静止 D.ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关 解析:当L向左运动时,闭合回路中磁通量变小,ab的运动必将阻碍回路中磁通量变小,可知ab棒将向右运动,故应选B. 点拨:ab棒的运动效果应阻碍回路磁通量的减少. 【例2】如图17-51所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图(a)所示的交流电i,则 [ ] A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸 B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间作用力最大 解析:从t1到t2时间内,电流方向不变,强度变小,磁场变弱,ΦA↓,B线圈中感应电流磁场与A线圈电流磁场同向,A、B相吸.从t2到t3时间内,

I A反向增强,B中感应电流磁场与A中电流磁场反向,互相排斥.t1时刻,I A 达到最大,变化率为零,ΦB最大,变化率为零,I B=0,A、B之间无相互作用力.t2时刻,I A=0,通过B的磁通量变化率最大,在B中的感应电流最大, 但A在B处无磁场,A线圈对线圈无作用力.选:A、B、C. 点拨:A线圈中的电流产生的磁场通过B线圈,A中电流变化要在B线圈中感应出电流,判定出B中的电流是关键. 【例3】如图17-52所示,MN是一根固定的通电长导线,电流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让线圈的位置偏向导线左边,两者彼此绝缘,当导线中电流突然增大时,线框整体受力情况 [ ] A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力为零 点拨:用楞次定律分析求解,要注意线圈内“净”磁通量变化. 参考答案:A 【例4】如图17-53所示,导体圆环面积10cm2,电容器的电容C=2μ F(电容器体积很小),垂直穿过圆环的匀强磁场的磁感强度B随时间变化的图线如图,则1s末电容器带电量为________,4s末电容器带电量为________,带正电的是极板________. 点拨:当回路不闭合时,要判断感应电动势的方向,可假想回路闭合,由楞次定律判断出感应电流的方向,感应电动势的方向与感应电流方向一致. 参考答案:0、2×10-11C;a;

鲁科版 高中物理 选修3-2 第2章 楞次定律和自感现象 寒假复习题含答案

绝密★启用前 鲁科版高中物理选修3-2 第2章楞次定律和自感现象寒假复 习题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.如图所示,一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场,运动中线框只受重力和安培力作用,线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4,则可以确定() A.v1<v2 B.v2<v3 C.v3<v4 D.v4<v1 2.1931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拉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所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈将出现() A.先有逆时针方向的感应电流,然后有顺时针方向的感应电流 B.先有顺时针方向的感应电流,然后有逆时针方向的感应电流 C.始终有顺时针方向持续流动的感应电流 D.始终有逆时针方向持续流动的感应电流 3.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图甲所示,磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流,以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正(即顺时针方向为正方向),则以下的I-t图中正确的是()

A. B. C. D. 4.如下图所示,纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线.虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场.AB右侧有圆线圈C.为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是() A.向右匀速运动 B.向左匀速运动 C.向右加速运动 D.向右减速运动 5.如图所示,电源的电动势为E,内阻r不能忽略,A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈.关于这个电路的以下说法正确的是()

楞次定律难点解析

“楞次定律”教学难点的突破方法 高中物理教学中楞次定律是高考的热点、重点、难点之一,其内容是:感应电流的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。该定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况。要让学生学好这个定律,突破这一定律难点,除做好演示实验外,教学中还应注意让学生从以下几点着手学习。 一、分四步理解楞次定律 1.明白谁阻碍谁──感应电流的磁通量阻碍产生产感应电流的磁通量。 2.弄清阻碍什么──阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。 3.熟悉如何阻碍──原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。 4.知道阻碍的结果──阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。 二、学会楞次定律的另一种表述 有人把它称为对楞次定律的深层次理解。 1.表述内容:感应电流总是反抗产生它的那个原因。 2.表现形式有三种: a.阻碍原磁通量的变化; b.阻碍物体间的相对运动,有的人把它称为“来拒去留”; c.阻碍原电流的变化(自感)。 注意:分析磁通量变化时关键在于对有关磁场、磁感线的空间分布要有足够清楚的了解,有些问题应交替利用楞次定律和右手定则分析。 三、能正确区分楞次定律与右手定则的关系 导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定来得方便简单。反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判断出来。如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强,用右手定则就难以判定感应电流的方向;相反,用楞次定律就很容易判定出来。 四、理解楞次定律与能量守恒定律 楞次定律在本质上就是能量守恒定律。在电磁感应现象中,感应电流在闭合电路中流动时将电能转化为内能,根据能量守恒定律,能量不能无中生有,这部分能量只能从其他形式的能量转化而来。例如,当条形磁铁从闭合线圈中插进与拔出的过程中,按照楞次定律,把磁铁插入线圈或从线圈中拔出,都必须克服磁

高中物理选修3-2 第2章《楞次定律和自感现象》章末测试题

绝密★启用前 2019鲁科版高中物理选修3-2第2章《楞次定律和自感现象》章 末测试题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.如图所示,质量为m的金属环用线悬挂起来.金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中.从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力的大小的下列说法正确的是() A.大于环的重力mg,并逐渐减小 B.始终等于环的重力mg C.小于环的重力mg,并保持恒定 D.大于环的重力mg,并保持恒定 【答案】A 【解析】在磁场均匀减小的过程中,金属环由于受安培力作用要阻碍磁通量的减小,所以有向下运动的趋势,即线拉力大于环的重力.由于感应电流不变,而磁场逐渐减小,所以拉力逐渐减小,答案为A. 2.图中两个电路是研究自感现象的电路,对实验结果的描述正确的是()

①接通开关时,灯P2立即就亮,P1稍晚一会儿亮; ②接通开关时,灯P1立即就亮,P2稍晚一会儿亮; ③断开开关时,灯P1立即熄灭,P2稍晚一会儿熄灭; ④断开开关时,灯P2立即熄灭,P1稍晚一会儿熄灭. A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 【答案】A 【解析】甲图中,接通开关时,由于线圈阻碍电流的增加,故灯P1稍晚一会儿亮;断开开关时,虽然线圈中产生自感电动势,但由于没有闭合回路,灯P1立即熄灭.乙图中,线圈和灯P2并联,接通开关时,由于线圈阻碍电流的增加,故灯P2可以立即就亮,但电流稳定后,灯P2会被短路而熄灭;断开开关时,线圈中产生自感电动势,通过灯P2构成闭合回路放电,故灯P2稍晚一会儿熄灭.故①③正确、②④错误,选A. 3.如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0?L.先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是()

高中物理楞次定律和自感现象感应电流的方向楞次定律素材鲁科选修

楞次定律 楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 楞次定律(Lenz's law)是一条电磁学的定律,可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年发现的。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。 物理简介 1834年,物理学家海因里希·楞次(H.F.E.Lenz,1804-1865)在概括了大量实验事实的基础上,总结出一条判断感应电流方向的规律,称为楞次定律(Lenz law )。简单的说就是“来拒去留”的规律,这就是楞次定律的主要内容。 物理表述 楞次定律可概括表述为: 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 表述特点 楞(léng)次定律的表述可归结为:“感应电流的效果总是反抗引起它的原因。” 如果回路上的感应电流是由穿过该回路的磁通量的变化引起的,那么楞次定律可具体表述为:“感应电流在回路中产生的磁通总是反抗(或阻碍)原磁通量的变化。”我们称这个表述为通量表述,这里感应电流的“效果”是在回路中产生了磁通量;而产生感应电流的原因则是“原磁通量的变化”。可以用十二个字来形象记忆“增反减同,来阻去留,增缩减扩”。 如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生的,那么楞次定律可具体表述为:“运动导体上的感应电流受的磁场力(安培力)总是反抗(或阻碍)导体的运动。”我们不妨称这个表述为力表述,这里感应电流的“效果”是受到磁场力;而产生感应电流的“原因”是导体作切割磁感线的运动。 从楞次定律的上述表述可见,楞次定律并没有直接指出感应电流的方向,它只是概括了确定感应电流方向的原则,给出了确定感应电流的程序。要真正掌握它,必须要求对表述的涵义有正确的理解,并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。 以“通量表述”为例,要点是感应电流的磁通量反抗引起感应电流的原磁通量的变化,而不是反抗原磁通量。如果原磁通量是增加的,那么感应电流的磁通要反抗原磁通量的增加,就一定与原磁通量的方向相反;如果原磁通减少,那么感应电流的磁通要反抗原磁通的减少,就一定与原磁通量的方向相同。在正确领会定律的上述涵义以后,就可按以下程序应用楞次定律判断感应电流的方向: a.穿过回路的原磁通的方向,以及它是增加还是减少; b.根据楞次定律表述的上述涵义确定回路中感应电流在该回路中产生的磁通的方向; c.根据回路电流在回路内部产生磁场的方向的规律(右手螺旋法则),由感应电流的磁通的方向确定感应电流的方向。

一文看懂电磁感应定律右手定则

一文看懂电磁感应定律右手定则 电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。右手定则内容:伸平右手使姆指与四指垂直,手心向着磁场的N极,姆指的方向与导体运动的方向一致,四指所指的方向即为导体中感应电流的方向(感应电动势的方向与感应电流的方向相同)。楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。简而言之,就是磁通量变大,产生的电流有让其变小的趋势;而磁通量变小,产生的电流有让其变大的趋势。 右手定则概念“右手定则“又叫发电机定则,用它来确定在磁场中运动的导体感应电动势(感应电流)的方向。 电磁学中,右手定则判断的主要是与力无关的方向。如果是和力有关的则全依靠左手定则。即,关于力的用左手,其他的(一般用于判断感应电流方向)用右手定则。(这一点常常有人记混,可以发现“力”字向左撇,就用左手;而“电”字向右撇,就用右手)记忆口诀:左通力右生电。还可以记忆为:因电而动用左手,因动而电用右手,方法简要:右手手指沿电流方向拳起,大拇指伸出,观察大拇指方向。 可以用右手的手掌和手指的方向来记忆导线切割磁感线时所产生的电流的方向,即:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从手心进入,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。这就是判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。右手定则判断线圈电流和其产生磁感线方向关系以及判断导体切割磁感线电流方向和导体运动方向关系。 右手定则计算方法电流元I1dι对相距γ12的另一电流元I2dι的作用力df12为: μ0I1I2dι2(dι1γ12) df12=───────────── 4πγ123 式中dι 1.dι2的方向都是电流的方向;γ12是从I1dι指向I2dι的径矢。安培定律可分为两部分。其一是电流元Idι(即上述I1dι)在γ(即上述γ12)处产生的磁场为

楞次定律及其应用教案

楞次定律及其应用 教学目标 知识目标 理解楞次定律的内容,初步掌握利用楞次定律判断感应电流方向的方法; 能力及情感目标 1、通过学生实验,培养学生的动手实验能力、分析归纳能力; 2、通过对科学家的介绍,培养学生严肃认真,不怕艰苦的学习态度. 3、从楞次定律的因果关系,培养学生的逻辑思维能力. 4、从楞次定律的不同的表述形式,培养学生多角度认识问题的能力和高度概括的能力. 教学建议 教材分析 楞次定律是高中物理中的重点内容,由于此定律所牵 涉的物理量和物理规律较多,只有对原磁场方向、原磁 通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及安培定则和 右手螺旋定则进行正确的判定和使用,才能得到正确的 感应电流的方向.所以这部分内容也是电学部分的一个 难点.为了突破此难点,可以通过教学软件,用计算机 进行形象化演示,将变化过程逐步分解,通过设疑——

突破疑点——理解深化,由浅入深的进行教学. 教法建议 在复习部分,先让学生明确闭合电路的磁通量发生变 化可以产生感应电流,用计算机动态模拟导体切割情景,让学生顺利地用右手定则判断出感应电流的方向,马上 在原题的基础上变切割为磁场增强,在此设疑:用这种 方法改变磁通量所产生的感应电流,还能用右手定则判 断吗?如果不能,我们应该用什么方法判断呢?使学生 带着疑问进入新课教学中去. 在新课教学部分,充分运用学生实验和媒体资源分析 相结合的教学方法,帮助学生自己发现规律,了解规律,所设计的软件紧密联系实验过程,将动态演示和定格演 示相结合,做到动中有静,静中有动,以达到传统教学 方法所不能达到的效果.另外,在得到规律之后,为了 突破难点,首先利用软件演示和教师讲解相结合的方法 帮助学生理解“阻碍”和“变化”的含义,然后重现刚 才学生实验的动态过程,让学生自己总结出利用楞次定 律判断感应电流方向的步骤,并提供典型例题,通过形 成性练习,使学生会应用新知识解决问题. 在对定律的深化部分,将演示实验、学生讨论、软件 演示有机的结合起来,使学生从力学和能量守恒的角度 加深对楞次定律的理解.

高中物理 第1、2章 电磁感应 楞次定律和自感现象 23单元测试 鲁科版选修32

高中物理第1、2章电磁感应楞次定律和自感现象 23单 元测试鲁科版选修32 一、选择题(每小题5分,共20分) 1、下列关于感应电动势的说法中,正确的是() A.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势 B.感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C.感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关,但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关 2、如图所示装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近 的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是() A.电键S接通的瞬间 B.电键S接通后,电路中电流稳定时 C.电键S接通后,滑线变阻器触头滑动的瞬间 D.电键S断开的瞬间 3、闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当 它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向是() A.经过Ⅰ时,a→d→c→b→a B.经过Ⅱ时,a→b→c→d→a C.经过Ⅱ时,无感应电流 D.经过Ⅲ时,a→b→c→d→a 4、在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落,直至穿过线圈的过程中,下列说法中正确 的是() A.磁铁在下落过程中机械能守恒 B.磁铁的机械能增加 C.磁铁的机械能有时增加有时减少 D.线圈增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的 二、填空题(每小题4分,共12分) 5、如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了 一下,那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线 圈时,电流计指针_______________(填“向右偏 一下”、“向左偏一下”或“不偏”);原线圈插入 副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时, 电流计指针________________(填“向右偏一下”、 “向左偏一下”或“不偏”)。 6、如图所示,在磁感应强度B为0.4T 的匀强磁场中,让长为0.2m 的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动,此时感应电 动势大小为_________V。如果R1=6Ω,R2=3Ω,其余部分电阻 不计,则通过ab的电流大小为_________A。

楞次定律典型例题

楞次定律 1.右手定则:将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢四指垂直,并与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,大拇指指向导体运动方向,这时四指所指的就是感应电流的方向. 2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. 3.下列说法正确的是( ) A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 B.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向 D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向 4.如图1所示,一线圈用细杆悬于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,Ⅱ,Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是( ) 图1 A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是顺时针方向 B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向 D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向 5.如图2所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是( ) 图2 A. 由A→B B. 由B→A C.无感应电流 D.无法确定 【概念规律练】 知识点一右手定则 1.如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )

2.如图3所示,导线框abcd 与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad 和bc 的中点,当线框向右运动的瞬间,则( ) 图3 A .线框中有感应电流,且按顺时针方向 B .线框中有感应电流,且按逆时针方向 C .线框中有感应电流,但方向难以判断 D .由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流 知识点二 楞次定律的基本理解 图4 3.如图4所示为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY 运动(O 是线圈中心),则( ) A .从X 到O ,电流由E 经G 流向F ,先增大再减小 B .从X 到O ,电流由F 经G 流向E ,先减小再增大 C .从O 到Y ,电流由F 经G 流向E ,先减小再增大 D .从O 到Y ,电流由 E 经G 流向 F ,先增大再减小 应用楞次定律判断感应电流的一般步骤: 原磁场方向及穿过回路的磁通量的增减情况 ――→楞次定律感应电流的磁场方向――→安培定则感应电流的方向 4.如图5所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是( ) 图5 A .N 极向纸内,S 极向纸外,使磁铁绕O 点转动 B .N 极向纸外,S 极向纸内,使磁铁绕O 点转动 C .磁铁在线圈平面内顺时针转动 D .磁铁在线圈平面内逆时针转动

2020年高考物理专题精准突破 楞次定律的理解和应用(解析版)

2020年高考物理专题精准突破 专题楞次定律的理解和应用 【专题诠释】 1.楞次定律中“阻碍”的含义 2.感应电流方向判断的两种方法 法一:用楞次定律判断 法二:用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线.判断时注意掌心、四指、拇指的方向: (1)掌心——磁感线垂直穿入; (2)拇指——指向导体运动的方向; (3)四指——指向感应电流的方向. 【高考领航】 【2019·全国卷Ⅲ】楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?() A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律 【答案】D 【解析】楞次定律表述了感应电流的磁场方向,同时也体现了不同能量间的关系。总能量是守恒的,感

应电流做功产生电能,电能是“阻碍”的结果,D正确。 【2018·高考全国卷Ⅲ】如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远 处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是() A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合后并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合后并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合后并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 【答案】AD 【解析】开关闭合后的瞬间,根据安培定则可知,两线圈内的磁场方向水平向右.因为线圈内的磁通量增加,根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由南到北,再根据安培定则可知直导线内的电流在正上方产生的磁场方向垂直纸面向里,则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,故选项A正确;开关闭合后并保持一段时间后,与直导线相连的线圈内磁通量不变,则直导线没有感应电流,故小磁针不动,故选项B、C错误;开关闭合后并保持一段时间再断开后的瞬间,与直导线相连的线圈内磁通量减少,根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由北到南,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,故选项D正确.【2017·高考全国卷Ⅲ】如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是() A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向

楞次定律的应用

【自主学习】 注意:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,是“阻碍”“变化”,不是阻止变化,阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。如果引起感应电流的磁通量增加,感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反,如果引起感应电流的磁通量减少,感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。 1.磁感应强度随时间的变化如图所示,磁场方向垂直闭合线圈所在的平面,以垂直纸面向里为正方向.t1时刻感应电流沿方向,t2时刻感应电流,t3时刻感应电流;t4时刻感应电流的方向沿. 2.如图所示,导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动,则a、b两端的电势关系是. 【典型例题】 【例1】如图所示,通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上,A环在螺线管的正 中间;当螺线管中电流减小时,A环将: A、有收缩的趋势 B、有扩张的趋势 C、向左运动 D、向右运动 【例2】如图所示,在O点悬挂一轻质导线环,拿一条形磁铁沿导线环的轴 线方向突然向环内插入,判断导线环在磁铁插入过程中如何运动 【例3】.如图所示,在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁,希望线圈中产生顺时针方 向的电流(从上向下看),那么下列选项中可以做到的是( ).

A.磁铁下端为N极,磁铁向上运动 B.磁铁上端为N极,磁铁向上运动 C.磁铁下端为N极,磁铁向下运动 D.磁铁上端为N极,磁铁向下运动 【例4】.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近 Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流 A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动 D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动 【例5】.如图所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场 方向指向纸里,如图(b).若磁感应强度大小随时间变化的关系如 图(a),那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 A.在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针 B.在第2秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 C.在第3秒内感应电流减小,电流方向为顺时针 D.在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 【针对训练】 1.下述说法正确的是: A、感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反 B、感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同 C、当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 D、当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 2.关于楞次定律,下列说法中正确的是: A、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强 B、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱

高中物理鲁科版选修3-2 第2章楞次定律和自感现象 章末检测 含试卷分析详解

(时间:90分钟,满分:100分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项正确) 1.关于楞次定律,可以理解为() A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场 B.感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动 C.若原磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场同向;若原磁通量减少,感应电流的磁场 跟原磁场反向 D.感应电流的磁场总是与原磁场反向 解析:选B.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,但阻碍不等于反向,楞次定律的 另一种表述为“感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动”. 2.如图所示为日光灯电路,关于该电路,以下说法中正确的是() A.启动过程中,启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高电压 B.日光灯正常发光后,镇流器和启动器一样都不起作用了,且灯管两端电 压低于电源电压 C.日光灯正常发光后启动器是导通的 D.图中的电源可以是交流电源,也可以是直流电源 解析:选A.日光灯是高压启动,低压工作,启动时,启动器断开,镇流器产生瞬时高压,正常发光后,镇流器起降压限流的作用,而此时启动器是断开的;镇流器只对交流电起作用,由此可见,A正确. 3.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时, 铜环的运动情况是() A.向右摆动 B.向左摆动 C.静止 D.不能判定 解析:选A.法一:躲闪法.磁铁向右运动,使铜环的磁通量增加而产生感应电流,由楞次定律可知,为阻碍原磁通量的增大,铜环必向磁感线较疏的右方运动,即往躲开磁通量增加的方向运动. 法二:等效法.磁铁向右运动,将铜环产生的感应电流等效为如图所示的 条形磁铁,则两磁铁有排斥作用. 4.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的 正极流入时,指针向右偏转.下列说法正确的是() A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转 B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向右偏转 C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转 D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流 表指针向左偏转 解析:选C.由题图可知,原磁场方向向下,磁铁插入时,原磁通量增大,感应电流磁场向上,感应电流由正接线柱流入电流表,指针向右偏,A错误.磁铁拔出时,原磁通量减小,感应电流磁场向下,感应电流由负接线柱流入电流表,指针向左偏,B错误.C、D两项中穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表指针不偏转,C正确,D错误.

应用楞次定律判断感应电动势的方法

授课计划表

感应电动势:在电磁感应现象里面,既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中也必定有电动势,在电磁感应现象中产生的电动势叫做。 要求学员以电磁感应现象来判定感应电流方向做个实验:(1)在研究判定感应电流方向的实验中,为了能明确感应电流的具体

方向,有一个如图(a )所示的重要实验步骤(查明灵敏电流计指针偏转方向 和电流方向间的关系【电流计指针是电流哪边流进往哪边偏】)。 (2)(多选题)经检验发现:电流从灵敏电流计右边接线柱流入时其指针向右偏转.图(b )所示是通电螺线管L 1加速插入螺线管L 2时的情景.通过以上信息可以判断出_____ (A )通电螺线管L 1的下端相当于条形磁铁的N 极 (B )两通电螺线管中电流的环绕方向一定相反 (C )如通电螺线管L 1匀速插入螺线管L 2时,灵敏电流计指针将指在正中央 (D )如通电螺线管L 1减速插入螺线管L 2时,灵敏电流计指针将向右偏转. 二、 电磁感应定律 1. 法拉第电磁感应定律:线圈中感应电动势的大小与通过同一线圈的 磁通变化率(即变化快慢)成正比。 公式: 其式中: N--线圈的匝数,匝; △t--磁通变化所需的时间,s ; △Ф--N 匝线圈的磁通变化量,Wb ; е--在△t 时间内感应电动势的平均值,V 。 2.楞次定律: 1)楞次定律是用来判定线圈中的感应电动势或感应电流的方向。 其内容是:当穿过线圈的磁通(原有的磁通)变化时,感应电动势的方向总是企图使它的感应电流产生的磁通阻碍原有磁通的变化。 t Φ t Φe ΔΔΔΔN ==

也就是说,当线圈原磁通增加时,感应电流就要产生与它方向相反的磁通去阻碍它的增加;当线圈中的磁通减少时,感应电流就要产生与它方向相同的磁通去阻碍它的减少。 2)对‘阻碍’的理解: 谁起阻碍作用? --感应电流产生的磁场; 阻碍什么? --引起感应电流的磁通量的变化; ‘阻碍’就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗? --不一定!‘增反减同’; 阻碍是阻止吗? --否,只是使磁通量的变化变慢; 为何阻碍? --遵守能量守恒定律。 3.思考与讨论: 如图A.B都是很轻的铝环,环A是闭合的,环B是断开的,用磁铁的任一极去接近环A, (1)A环将 (A)和磁铁相互吸引(B)和磁铁相互排斥 (C)和磁铁之间没有力的作用(D)无法判断和磁铁之间没有力的作用

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