2019-2020学年新素养同步导学高中物理选修3-2粤教版（课件 讲义，含物理学科素养）第一章 电磁感应 (共20份打包)

微型专题1　楞次定律的应用 [学科素养与目标要求]　 物理观念：进一步熟练掌握楞次定律和右手定则． 科学思维：1.通过从相对运动角度理解楞次定律，归纳总结出楞次定律涉及的问题所满足的规律.2.抓住安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律中各物理量的因果关系，明确各定则和定律的作用和使用范围． 一、楞次定律的重要结论 1．“增反减同”法 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化． (1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反． (2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同． 口诀记为“增反减同”． 例1　如图1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，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈的感应电流 (　　) 图1 A．沿abcda流动 B．沿dcbad流动 C．先沿abcda流动，后沿dcbad流动 D．先沿dcbad流动，后沿abcda流动 答案　A 解析由条形磁铁的磁场分布可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小，为零，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcda. 2．“来拒去留”法 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动．口诀记为“来拒去留”． 例2　如图2所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是(　　) 图2 A．向右摆动 B．向左摆动 C．静止 D．无法判定 答案　A 解析　当磁铁突然向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，铜环远离磁铁向右摆动，故选A. 3．“增缩减扩”法 就闭合电路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化．若穿过闭合电路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少，面积有扩张趋势．口诀记为“增缩减扩”． 说明：此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况． 例3　如图3所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两个可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增大时，导体ab和cd的运动情况是 (　　) 图3 A．一起向左运动 B．一起向右运动 C．ab和cd相向运动，相互靠近 D．ab和cd相背运动，相互远离 答案　C 解析由于在闭合回路abdc中，ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增大时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路的磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增大的目的．故选C. 4．“增离减靠”法 当磁场变化且线圈回路可移动时，由于磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，由于磁场减弱使线圈中的磁通量减少时，线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少．口诀记为“增离减靠”． 例4　如图4所示，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，能观察到N向左运动的是(　　) 图4 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 答案　C 解析　金属环N向左运动，说明穿过N的磁通量在减小，则线圈M中的电流在减小，只有选项C符合． [学科素养]　以上四种情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化，拨开现象看本质，体现了“科学思维”的学科素养． 二、“三定则一定律”的综合应用 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用场合及因果关系如下表： 比较项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 适用场合 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁场中所受的安培力方向 判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向 判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向 因果关系 因电而生磁(I→B) 因电而受力(I、B→F安) 因动而生电(v、B→I感) 因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感) 综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合，不能混淆． 例5　(多选)如图5所示装置中，cd杆光滑且原来静止．当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) 图5 A．向右匀速运动