内容正文:
习题课三 楞次定律的应用
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关键能力 合作探究
课堂检测 素养达标
课时作业 巩固演练
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类型一 “增离减靠”法的应用
发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定。可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化。即:
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(1)若原磁通量增加,则通过远离磁场源起到阻碍的作用(“增离”)。
(2)若原磁通量减小,则通过靠近磁场源起到阻碍的作用(“减靠”)。
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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
[解析] 根据题意知,金属环N向左运动,根据“增离减靠”原则知,线圈M产生的磁场在减弱,流过M的电流在减小,故C正确。
[答案] C
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针对训练
1.如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将( )
A.静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源的极性不明,
无法确定转动的方向
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解析:当P向右滑动时,电路中电阻减小,电流增大,穿过线圈ab的磁通量增加,根据楞次定律判断,线圈ab将顺时针转动,C正确。
答案:C
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类型二 “来拒去留”法的应用
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生感应电流的导体受到磁场的安培力,这种安培力会“阻碍”相对运动,用一句口诀就是“来拒去留”。
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[解析] 解法一:阻碍相对运动法
产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字:“来拒去留”。磁铁向铜环运动时,铜环产生的感应电流总是阻碍磁铁与铜环间的相对运动,则磁铁和铜环间有排斥作用,故A项正确。
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解法二:电流元受力分析法
如图所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,即向右,根据安培定则可判断出感应电流方向,从左侧看为顺时针方向,把铜环的电流等效为多段直线电流元,取上、下两小段电流元进行研究,由左手定则判断出两段电流元的受力,由此可判断整个铜环所受合力向右,故A项正确。
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解法三:等效法
如图所示,磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为条形磁铁,而两磁铁有排斥作用,故A项正确。
[答案] A
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针对训练
2.如图所示,螺线管cd的导线绕法不明,当磁铁ab插入螺线管时,闭合回路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是( )
A.c端一定是N极
B.d端一定是N极
C.c端的极性一定与磁铁b端的极性相同
D.因螺线管的绕法不明,故无法判断极性
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解析:根据楞次定律的另一种表述:“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”,本题中螺线管中产生感应电流的原因是磁铁ab的下降,为了阻碍该原因,感应电流的效果只能使磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的c端一定与磁铁的b端极性相同,与螺线管的绕法无关。但因为磁铁ab的N、S极性不明,所以螺线管cd的两端极性也不能明确,所以A、B、D错误,C正确。
答案:C
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类型三 “增缩减扩”法的应用
当闭合回路中有感应电流产生时,回路的各部分导线就会受到安培力作用,会使回路的面积有变化(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(“增缩”)。
(2)若原磁通量减小,则通过增大有效面积起到阻碍的作用(“减扩”)。
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[解析] P向上滑动,回路电阻增大,电流减小,磁场减弱,穿过线圈a的磁通量减小,根据楞次定律,线圈a的面积有增大趋势,A、B