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2.1.2习题课:楞次定律的应用
课前预习
1.正确理解楞次定律中的“阻碍”——四层意思
(1)谁阻碍谁?是感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。
(2)阻碍什么?阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身。
(3)如何阻碍?当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。
(4)结果如何?阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量变化的快慢,原来是增加的还是增加,减少的还是减少。
2.运用楞次定律判定电流方向——四个步骤
(1)明确穿过闭合回路的原磁场方向;
(2)判断穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;
(3)利用楞次定律确定感应电流的磁场方向;
(4)利用安培定则判定感应电流的方向。
应用楞次定律的步骤可概括为:一原二变三感四螺旋。
3.楞次定律的推广
对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因:
(1) 阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;
(2)阻碍相对运动——“来拒去留”;“增缩减扩”
(3)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
一、增反减同法:感应电流的磁场,总是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。
例1.如图所示,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,顺着磁场方向看去,线圈中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
二、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,简称口诀“来拒去留”。
例2.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.无法判定
三、增缩减扩法
例3.(多选)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。当一条形磁体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.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度小于g
三、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用
1.右手定则是楞次定律的特殊情况
(1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路,适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况。
(2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分,适用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动。
2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)
(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则.(磁场对电流有作用力)
例4.如图,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大) ( )
A.有感应电流,且B被A吸引
B.无感应电流
C.可能有,也可能没有感应电流
D.有感应电流,且B被A排斥
例5.(多选)如图所示装置中,cd杆光滑且静止。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)( )
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
课后巩固
1.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
2.如图所示,在一较大的有界匀强磁场上方距磁场边界很近处有一闭合线圈,不计空气阻力,闭合线圈平面始终在同一竖直平面内,在闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中( )
A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g
D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g
3.如