楞次定律的应用

第1页共6页第2课时楞次定律的应用【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流动第2页共6页【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C、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D、感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3、如图所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流方向（有感应电流）及ab导线所受安培力方向分别是：A、电流由b向a，安培力向左B、电流由b向a，安培力向右C、电流由a向b，安培力向左D、电流由a向b，安培力向右4、如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：A、有顺时针方向的感应电流B、有逆时针方向的感应电流C、先逆时针后顺时针方向的感应电流D、无感应电流5．如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势。6．对楞次定律的理解：从磁通量变化的角度来看，感应电流总是；从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总是要；从能量转化与守恒的角度来看，产生感应电流的过程中通过电磁感应转化成电能．7、楞次定律可以理解为以下几种情况（1）若因为相对运动而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍相对运动（2）若因为原磁场的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍原磁场的变化（3）若因为闭合回路的面积发生变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍面积的变化第3页共6页（4）若因为电流的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍电流的变化综合以上分析，感应电流引起的效果总是阻碍（或反抗）产生感应电流的．【能力训练】1．如图所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，它受到AB的磁场力为：A、引力且逐渐减小B、引力且大小不变C、斥力且逐渐减小D、不受力2．如图所示，当条形磁铁运动时，流过电阻的电流方向是由A流向B，则磁铁的运动可能是：A、向下运动B、向上运动C、若N极在下，向下运动D、若S极在下，向下运动3．如图所示，a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内，在线圈a中通有电流I，以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势？A、a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大B、a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小C、a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大D、a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小4．如图所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内，磁场方向竖直向下，金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ab应当：A、向右加速运动B、向右减速运动C、向左加速运动D、向左减速运动5．一环形线圈放在匀强磁场中，第一秒内磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间的变化关系如图所示，则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是：A、逐渐增加逆时针B、逐渐减小顺时针C、大小恒定顺时针D、大小恒定逆时针6．如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环P中产生了逆时针方向的电流，则Q盘的转动情况是：A、顺时针加速转动B、逆时针加速转动C、顺时针减速转动D、逆时针减速转动7．如图所示，三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近，线圈面积被分为相等的两部分，导线MN接通电流的瞬间，在abc中A、无感应电流B、有感应电流，方向a—b—cC、有感应电流，方向c—b—aD、不知MN中电流的方向，不能判断abc中电流的方向第4页共6页8．如图所示，条形磁铁从h高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，K断开时，落地时间为t1，落地速度为V1;K闭合时，落地时间为t2，落地速度为V2，则：t1t2，V1V29、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通过同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动．在移动过程中，线框中产生感应电流的方向是（）A、沿ABCDA，方向不变B、沿ADCBA，方向不变C、由沿ABCDA方向变成沿ADCBA方向D、由沿ADCBA方向变成沿ABCDA方向10．如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，t=0时磁场方向垂直纸面向里．磁感强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t)）T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF．线圈A的电阻不计．求：(1)闭合S后，通过R2的电流大小和方向．(2)闭合S一段时间后再断开，S断开后通过R2的电量是多少？一、对楞次定律的进一步理解⑴产生感应电动势的线圈中感应电流的方向就是感应电动势的方向，由低电势点指向高电势点．⑵楞次定律的简捷应用：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，利用“结果”反抗“原因”的思想定性进行分析，具体可分为：①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化．②阻碍导体的相对运动，可理解为“来则拒去则留”(由磁体相对运动而引起感应电流的情况)．③使线圈面积有扩大或缩小的趋势．④阻碍原电流的变化(自感现象)．利用上述规律分析总是可以独辟蹊径，达到快速准确的效果（3）楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：第5页共6页①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；②明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；③楞次定律判定感应电流的磁场方向；④由安培定则根据感应电流的磁场方向判断出感应电流的方向．二．典型例题【例1】．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)不判定【例2】．如图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源．在接通电源的瞬间，A、C两环()(A)都被B吸引(B)都被B排斥(C)A被吸引，C被排斥(D)A被排斥，C被吸引【例3】．如图所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为()．(A)受力向右(B)受力向左(C)受力向上(D)受力为零【例4】如图所示，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()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gD．磁铁的加速度小于g三．针对练习1．如图所示，把一正方形线圈从磁场外自右向左匀速经过磁场再拉出磁场，则从ad边进入磁场起至bc边拉出磁场止，线圈感应电流的情况是()．(A)先沿abcda的方向，然后无电流，以后又沿abcda方向(B)先沿abcda的方向，然后无电流，以后又沿adcba方向(C)先无电流，当线圈全部进入磁场后才有电流(D)先沿adcba的方向，然后无电流，以后又滑abcda方向2．如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的情况是()．(A)无感臆电流(B)有顺时针方向的感应电流(C)有逆时针方向的感应电流(D)无法确定第6页共6页3．如下图(a)所示，一个由导体制成的矩形线圈，以恒定速度v运动，从无场区域进入匀强磁场区域，然后出来．若取逆时针方向为电流的正方向，那么在(b)图中所示的图像中，能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是图()．4．如图所示，通电直导线cd，右侧有一金属线框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，ab棒受磁场力向左，则cd棒中电流变化的情况是()．(A)cd棒中通有d→c方向逐渐减小的电流(B)cd棒中通有d→c方向逐渐增大的电流(C)cd棒中通有c→d方向逐渐增大的电流(D)cd棒中通有c→d方向逐渐减小的电流7．如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线AB在金属导轨上应()(A)向右作减速运动(B)向左作减速运动(C)向右作加速运动(D)向左作加速运动5．闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是（）A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了D．铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少11．由细弹簧围成的圆环中间插入一根条形磁铁，如图所示．当用力向四周扩圆展环，使其面积增大时，从上向下看()．(A)穿过圆环的磁通量减少，圆环中有逆时针方向的感应电流(B)穿过圆环的磁通量增加，圆环中有顺时针方向的感应电流(C)穿过圆环的磁通量增加，圆环中有逆时针方向的感应电流(D)穿过圆环的磁通量不变，圆环中没有感应电流12．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接如图所示，导轨上入一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，要使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向感应电流，则导线的运动情况可能是A．匀速向右运动B．加速向右运动C．减速向右运动D．减速向左运动