(讲义)第2章 素养培优课3 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(教科版2019)

素养培优课(三)　楞次定律的应用 培优目标 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。 考点1　“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A正确。] [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。] 考点2　“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．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，闭合电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 C　[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。] 考点3　“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】　如图所示，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向上滑动，下面说法中正确的是(　　) A．穿过线圈a的磁通量变大 B．线圈a有收缩的趋势 C．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大 C　[P向上滑动，回路电阻增大，电流减小，磁场减弱，穿过线圈a的磁通量变小，根据楞次定律，线圈a的面积有增大趋势，A、B错误；由于线圈a中磁通量减小，根据楞次定律知线圈a中感应电流应为俯视顺时针方向，C正确；由于线