(讲义)第2章 素养提升课4 楞次定律的应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(人教版2019)

素养提升课(四)　楞次定律的应用 1．理解电磁感应中的“增反减同”，能利用“增离减靠”法判断导体受力或运动方向。 2．理解电磁感应中的“来拒去留”，能利用“来拒去留”法判断导体所受安培力的方向。 3．理解电磁感应中的“增缩减扩”，能利用“增缩减扩”法判断闭合线圈面积的变化趋势。 4．理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别，知道它们的适用范围。 　“增离减靠”法的应用 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”)。 【典例1】　如图所示，一水平放置的矩形闭合线框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。如图中的位置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 A　[线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场方向向上，由右手定则知电流沿abcd方向；线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由右手定则知感应电流方向沿abcd方向。故选A。] 　 [跟进训练] 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 C　[当P向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈ab的磁通量增大，根据楞次定律判断，线圈ab将顺时针转动，C正确。] 　“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”。 【典例2】　如图所示，一个闭合矩形金属线框abcd与一根绝缘轻杆相连，轻杆上端O点是一个固定转动轴，转动轴与线框平面垂直，线框静止时恰位于蹄形磁铁的正中间，线框平面与磁感线垂直。现将线框从左侧某一高度处由静止释放，在线框左右摆动过程中，线框受到磁场力的方向是(　　) A．向左摆动的过程中，受力方向向左；向右摆动的过程中，受力方向向右 B．向左摆动的过程中，受力方向向右；向右摆动的过程中，受力方向向左 C．向左摆动的过程中，受力方向先向左后向右；向右摆动的过程中，受力方向先向右后向左 D．向左、向右摆动过程中始终不受力 B　[从阻碍相对运动的角度来看，由于磁通量的变化是线框相对磁场运动引起的，因此感应电流的磁场总是阻碍线框相对磁场的运动。要阻碍相对运动，磁场对线框中感应电流的作用力一定和相对运动的方向相反，即线框向左摆动时受力方向向右，线框向右摆动时受力方向向左，故B正确，A、C、D错误。] 　 [跟进训练] 2．(2022·吉林高二期末)如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变 B．磁铁落地时的速率一定等于 C．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下 D．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环) D　[磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，机械能不守恒，A错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度v＝，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，B错误；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，C错误；当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环)，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环)，D正确。故选D。] 　“增缩减扩”法的应用 当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(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”)。 【典例3】　圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向