第二章 楞次定律和自感现象 章末整合提升-2020-2021学年高中物理选修3-2【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

专题一　楞次定律及右手定则的应用 1．楞次定律的应用 楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。其中的关键词为“阻碍”……“变化”。在具体问题中，通常表现为以下方面： (1)“增反减同” 即当穿过电路的原磁通量增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反，以体现其“阻碍”……“变化”的特点；当原磁通量减小时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同，以阻碍其减小。在自感现象中，则表现为：当原电流增大时，感应电流就与原电流反向；当原电流减小时，感应电流则与原电流同向。 　如图2－1所示，在载流直导线近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，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒ab和cd的运动情况是 图2－1 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 [解析]　电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知，回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体棒要相向运动，相互靠拢，C项正确。 [答案]　C (2)“来拒去留” 从获得感应电流的导体与磁体的相对运动的角度来看，感应电流的磁场与原磁场相互作用时，即导体与原磁体相互作用时，感应电流的效果总是要阻碍导体与原磁体的相对运动，即靠近时，相互排斥，远离时，又会相互吸引，亦即“来拒去留”。 　(多选)如图2－2所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中，则 图2－2 A．车将向右运动 B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能 C．条形磁铁会受到向左的力 D．车会受到向左的力 [解析]　磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误；电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误。[来源:学|科|网Z|X|X|K] [答案]　AC (3)“增缩减扩” 从闭合电路所围的面积来看，感应电流的效果总是致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。若穿过闭合电路的磁通量增加时，电路面积通过收缩以阻碍磁通量的增加；反之，当磁通量减少时，电路面积用扩张的方式来阻碍磁通量的减少。 　如图2－3所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将[来源:学科网] 图2－3 A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定如何变化 [解析]　由于磁铁的内部磁感线与外部磁感线一起构成闭合曲线，所以磁铁内外磁感线穿过弹簧所包围的面的方向是相反的，但外部磁感线稀疏，总磁通量与内部磁感线穿过的方向相同，而弹簧包围面积越大，外部磁感线穿过其包围面积的条数越多，磁通量越小，B正确。 [答案]　B[来源:Z*xx*k.Com] 2．右手定则的应用 闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，可用右手定则方便、快速地判定导体中产生的感应电流(或感应电动势)的方向，并判断导体两端电势的高低。 　(多选)如图2－4所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连，要使小导线圈N产生顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置) 图2－4 A．向右匀速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向右加速运动 [思路引导]　本题可由结果“线圈N产生顺时针方向的感应电流”，倒推出金属棒ab的运动情况。 [解析]　欲使N产生顺时针方向的感应电流，则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大。因此，对于前一种情况，ab向右减速运动；对于后一种情况，ab向左加速运动。故B、C对，D错；而匀速运动只能产生恒定电流，N中磁通量无变化，不会产生感应电流，A错。答案为BC。 [答案]　BC [规律总结] 本题是一个两次电磁感应问题，ab切割磁感线，在M中产生感应电流，而M中感应电流的变化引起N中的磁通量发生变化，又在N中产生感应电流，上述解答采用了逆向思维的分析方法。 专题二　电磁感应规律的综合应用 1．电磁感应中的电路问题 　(2018·全国卷Ⅱ)如图2－5所示，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是 图2－5[来