第二章 素养提升课三 楞次定律的应用-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（粤教版2019）

素养提升课三　楞次定律的应用 【素养目标】　1．进一步理解楞次定律，掌握楞次定律的四个推论。2．熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析有关综合问题。 提升点一　楞次定律的推论 楞次定律中“阻碍”的含义 内容 例证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”或“增扩减缩” B减小时，线圈中的Φ减小，为了阻碍Φ减小，线圈有扩张趋势，各边受到的安培力向外 b环中电流减小时，a环中Φ减小，为了阻碍Φ的减小，a环面积有缩小的趋势 使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠” 穿过金属环P的磁通量增加时，P向右运动；穿过P的磁通量减小时，P向左运动 角度一　“增反减同”法判断感应电流的方向 如图所示，三个线圈在同一平面内，当I减小时，关于a、b线圈中的感应电流方向，以下说法正确的是(　　) A．都为顺时针方向 B．a线圈中为顺时针方向，b线圈中为逆时针方向 C．都为逆时针方向 D．a线圈中为逆时针方向，b线圈中为顺时针方向 答案：D 解析：根据安培定则可知，I在线圈a处产生的磁场方向垂直于纸面向外，当I减小时，穿过线圈a的磁通量减少，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈a中产生逆时针方向的感应电流；同理可知，线圈b中产生顺时针方向的感应电流，选项D正确，A、B、C错误。 角度二　“来拒去留”法判断导体的运动或运动趋势 (2023·辽宁沈阳高二期末)如图所示，用细绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出并远离的过程中，下列说法正确的是(　　) A．磁体从左侧靠近铝环时，铝环B侧为S极 B．磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动 C．磁体从左侧靠近铝环时，铝环向左摆动 D．磁体在右侧远离铝环时，铝环A侧为N极 答案：A 解析：当磁体从左侧靠近铝环时，在铝环中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近，则铝环A侧为N极，B侧为S极，铝环向右摆动，A正确，C错误；当磁体在右侧远离铝环时，感应电流的磁场阻碍磁体的远离，则铝环A侧为S极，B侧为N极，铝环向右摆动，B、D错误。故选A。 角度三　“增缩减扩”法判断线圈面积的变化或变化趋势 (多选)(2023·四川成都高二校考)如图1所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，在其中一个线圈中通以如图2所示的变化电流，t＝0时电流方向为顺时针。下列说法中正确的是(　　) 学生用书↓第46页 A．若电流通在A中，则在0～t1时间内，B内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 B．若电流通在A中，则在t1～t2时间内，B内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C．若电流通在B中，则在0～t1时间内，A内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 D．若电流通在B中，则在t1～t2时间内，A内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 答案：BC 解析：若电流通在A中，在0～t1时间内，电流沿顺时针方向减小，通过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律，B内有顺时针方向的电流，根据楞次定律的推论，B线圈有扩张的趋势，故A错误；若电流通在A中，则在t1～t2时间内，电流沿逆时针增大，通过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律，B内有顺时针方向的电流，根据楞次定律的推论，B线圈有缩小的趋势，故B正确；若电流通在B中，则在0～t1时间内，电流沿顺时针方向减小，通过A线圈的磁通量减小，根据楞次定律，A内有顺时针方向的电流，对于A线圈，减小面积时可以阻碍磁通量减小，所以A线圈有收缩趋势，故C正确；若电流通在B中，则在t1～t2时间内，电流沿逆时针增大，通过A线圈的磁通量增大，根据楞次定律，A内产生顺时针方向的电流，对于A线圈，增大面积可以阻碍磁通量的增大，所以A线圈有扩张的趋势，故D错误。故选B、C。 角度四　“增离减靠”法判断导体的运动或运动趋势 (多选)(2023·广州市真光中学高二校考期中)如图所示，通电螺线管中间正上方和左侧分别用绝缘细线静止悬挂着铝环a和b，两环平面与螺线管的中心轴线都垂直，b环的圆心在螺线管的中心轴线上。当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，下列关于两环中产生的感应电流方向和受到的安培力方向的说法正确的是(　　) A．电流方向相同 B．电流方向相反 C．受力方向a环向下、b环向右 D．受力方向a环向上、b环向左 答案：BD 解析：当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小，电流变大，通电螺线管的磁性将增强，穿过铝环a和b的磁通量都变大，根据楞次定律的推论“增离减靠”，要阻碍原磁通量的变大，a将向上方磁场较弱的方向运动，而b向左侧磁场较弱的方向运动，故C错误，D正确；根据安培定则可知，螺线管在a处产生的磁场方向向右，当磁场增大时，根据楞次定律可知，a产生从左向右看逆时针方向的感应电流，螺线管在b处产生的磁场的方向向左，当磁场增大时，根据楞次定律可知，b产生从左向右看顺时针方向的感应电流，则可知二者产生的电流方向相反，故A错误，B正确。 提升点二　“三定则一定律”的综合应用 “三定则一定律”的比较 项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 应用对象 判断电流产生磁场的方向 判断安培力、洛伦兹力的方向 判断闭合电路的一段导体切割磁感线产生感应电流的方向 判断闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向 使用方法 右手握住导线或螺线管(环形电流) 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向(负电荷运动反方向)，磁感线穿过手心，拇指指向受力方向 右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向，磁感线穿过手心，四指指向电流的方向 增反减同、来拒去留、增缩减扩 续表 项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 图形示例 因果关系 因电而生磁(I→B用安培定则) 因电而在磁场中受力(I、B→F用左手定则) 因动而生电(v、B→I感用右手定则) 因磁而生电(ΔΦ→I感用楞次定律) 如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是(　　) A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 学生用书↓第47页 C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 答案：D 解析：金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可知，金属杆PQ中的感应电流方向由Q到P，则PQRS中感应电流方向为逆时针方向；PQRS中感应电流产生垂直纸面向外的磁场，由楞次定律可知，圆环形金属线框T中会产生垂直纸面向里的磁场，则T中感应电流方向为顺时针方向，D正确。 针对练．(多选)(2023·广东深圳高二统考期中)如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动(导体棒速度越大，导体棒中电流越大)。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则(　　) A．导体棒中电流方向由a到b B．如果ab棒匀速向右运动，金属环中有感应电流 C．圆环向左摆动 D．从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流 答案：CD 解析：由右手定则可知，导体棒ab向右运动时，电流方向由b到a，故A错误；导体棒ab向右匀速运动时，电流恒定，穿过圆环的磁通量不变化，没有感应电流，故B错误；穿过金属圆环的磁感线向左，当ab向右做加速运动，感应电动势增大，则感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过金属圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流，故D正确；根据金属圆环和螺线管中的电流方向可，金属圆环的右侧等效为磁铁的N极，螺线管的M端等效为磁铁的N极，所以金属圆环向左摆动，故C正确。故选C、D。 1．(2023·广东广州高二期末)如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在0～t2这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则下列说法正确的是(　　) A．0～t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小 B．从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针 C．t1时铝环中无感应电流 D．从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针 答案：B 解析：M处于通电线圈的磁场中，磁通量的变化取决于线圈中电流的变化：0～t1这段时间内线圈中电流减小，穿过铝环的磁通量在减小，t1～t2这段时间内线圈中电流反向增大，穿过铝环的磁通量在增大，t1时线圈中电流处于变化状态，铝环中磁通量处于变化状态，有感应电流，A、C错误；根据“增反减同”可知，从左向右看，铝环中电流方向不变，始终为顺时针，B正确，D错误。 2．为了验证楞次定律，老师把很轻的薄铝环A、B分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。老师用磁铁极分别接近和远离这两个圆环，发现(　　) A．磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开 B．磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动 C. 用磁铁N极接近B环时，B环被排斥，远离磁铁运动 D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥 答案：D 解析：当磁铁靠近A环时，导致圆环A的磁通量变大，由楞次定律可得圆环A产生感应电流，又处于磁场中，受到安培力作用，使它远离磁铁，即被推开；磁铁远离时，导致圆环A的磁通量变小，由楞次定律可得圆环A产生感应电流，又处于磁场中，受到安培力作用，使它靠近磁铁，即被吸引，故A、B错误；对于圆环B，当磁铁靠近时，虽磁通量变大，有感应电动势，但由于不闭合，所以没有感应电流，则不受安培力作用，所以对于圆环B，无论靠近还是远离，都不会有远离与吸引等现象，故C错误；当磁铁的任意一磁极靠近时，导致圆环A的磁通量变大，由楞次定律可得圆环A产生感应电流，使它远离磁铁，故D正确。故选D。 3．(多选)(2023·广东惠州实验中学高二校考)如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，当用一条形磁铁由上向下插向圆环时，下列说法正确的是(　　) A．环对桌面的压力保持不变 B．环对桌面的压力减小 C．从上往下看，环内产生顺时针的感应电流 D．圆环有收缩的趋势 答案：CD 解析：当用一条形磁铁由上向下插向圆环时，环中的磁通量向上增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的增加，即感应电流的磁场向下，由安培定则可知环中产生从上往下看的顺时针的感应电流，而为了阻碍原磁通量的增加，环有缩小的趋势，同时也有远离磁铁的趋势，对桌面的压力变大。故选C、D。 4．(多选)(2023·北京海淀高二段考)如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动(速度越大，电流越大)，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则(导体棒速度越大，电流越大)(　　) A．导体棒ab中的电流由b流向a B．螺线管内部的磁场方向向右 C．铜制圆线圈c有收缩的趋势 D．铜制圆线圈c被螺线管吸引 答案：BC 解析：匀强磁场方向向外，导体棒ab向右加速运动，由右手定则可知，导体棒ab中的电流由a流向b，A错误；导体棒ab中的电流由a流向b，由安培定则可知，螺线管内部的磁场方向向右，B正确；导体棒ab向右加速运动，可知闭合电路中的电流逐渐增大，螺线管内部的磁场逐渐增强，穿过圆线圈c的磁通量逐渐增大，由楞次定律可知，铜制圆线圈c有收缩的趋势，同时有远离的趋势，即钢制圆线圈c被螺线管排斥，C正确，D错误。故选B、C。 课时测评10　楞次定律的应用 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题5分，共60分) 1．(2023·河北邯郸高二联考)如图所示的四种情况，满足磁铁与线圈相互吸引且感应电流方向从a通过电阻R到b的是(　　) 答案：C 解析：要使感应电流从a通过电阻R到b，则由右手定则可知，线圈产生的感应磁场的方向为向上，由来拒去留可知A、D项中线圈产生的感应磁场向下，B、C项中线圈产生的感应磁场向上，且B项中磁铁与线圈相互排斥，C项中磁铁与线圈相互吸引，故A、B、D错误，C正确。 2．如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布，一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中(　　) A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流方向一直是逆时针 C．感应电流方向一直是顺时针 D．没有感应电流 答案：A 解析：圆环从a摆向b向下运动的过程中，向里的磁通量增大，根据楞次定律可得感应电流产生的磁场的方向向外，所以感应电流的方向是逆时针的方向；在两个磁场的交界处，向外的磁场开始增加，通过圆环的合磁场向里减少，根据楞次定律可得感应电流产生的磁场的方向向里，所以感应电流的方向是顺时针方向；之后合磁场向外增加，感应电流产生的磁场的方向向里，感应电流的方向是顺时针方向；圆环完全进入右侧的磁场后，磁场的方向向外，向右运动的过程中向外的磁通量减小，感应电流产生的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针的方向。选项A正确，B、C、D错误。 3．(2023·惠州市高二月考)如图，圆形线圈竖直固定，当条形磁铁沿线圈轴线从左向右匀速靠近、远离线圈的过程中，磁铁受到的磁场力方向(　　) A．都向左 B．都向右 C．先向左后向右 D．先向右后向左 答案：A 解析：当条形磁铁匀速靠近线圈时，线圈中磁通量增大，感应电流的磁场将阻碍磁铁靠近，此时磁铁受到的磁场力方向向左；当条形磁铁匀速远离线圈时，线圈中磁通量减小，感应电流的磁场将阻碍磁铁远离，此时磁铁受到的磁场力方向也向左，故选A。 4．(多选)(2023·广东韶关高二校考期中)如图所示，金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上，条形磁铁向下加速运动，在接近导轨时，下列说法正确的有(重力加速度为g)(　　) A．ab、cd相互靠近 B．ab、cd相互远离 C．磁铁加速度大于g D．磁铁加速度小于g 答案：AD 解析：当条形磁铁从上向下接近闭合回路时，穿过回路的磁场方向向下，且磁通量在不断增加，根据楞次定律可知，感应电流所产生的效果总是阻碍产生感应电流的磁通量的变化，所以会阻碍条形磁铁的下落，则感应电流的磁场给条形磁铁一个向上的阻碍其下落的阻力，即磁铁下落的加速度小于g，为了阻碍回路中磁通量增加，ab、cd两金属棒将互相靠近，使回路的面积减小，从而阻碍磁通量的增加，故选A、D。 5．(多选)(2023·广东深圳高二校考)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度随时间的变化规律为B＝kt(k>0)，则(　　) A．圆环有扩张的趋势 B．圆环有收缩的趋势 C．圆环有向左滑动的趋势 D．圆环有向右滑动的趋势 答案：BD 解析：由题可知磁通量增大，由楞次定律的“增缩减扩”和“增离减靠”可知，为了阻碍磁通量的增大，线圈有收缩的趋势，且圆环有向右滑动的趋势，故选B、D。 6．(2023·云南大理高二统考期末)如图所示，正方形金属线框abcd放置于磁场中，磁场方向垂直线框平面向里，当磁感应强度均匀增大时，下列说法正确的是(　　) A．线框中产生逆时针方向的感应电流，线框有收缩的趋势 B．线框中产生逆时针方向的感应电流，线框有扩张的趋势 C．线框中产生顺时针方向的感应电流，线框有收缩的趋势 D．线框中产生顺时针方向的感应电流，线框有扩张的趋势 答案：A 解析：磁场方向垂直线框平面向里，当磁感应强度均匀增大时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中感应电流沿逆时针方向，根据左手定则可得线框所受安培力方向均指向线框内部，即线框有收缩的趋势。故选A。 7．如图所示，用弹性导线制成的大线圈A和小线圈B放置在相距较远的绝缘水平面内，图甲线圈A内部有一方形磁场区域，图乙线圈B处于另一方形磁场区域中，磁场方向均竖直向下，若两方形磁场的磁感应强度都逐渐增大，下列说法正确的是(　　) A．线圈A、B都会收缩 B．线圈A、B都会扩张 C．线圈A大小不发生变化，B收缩 D．线圈A收缩，B大小不发生变化 答案：C 解析：穿过两个线圈的磁通量都增加，都产生感应电流，但是线圈A导线所在处无磁场，不受磁场力，线圈A的大小不发生变化；根据“增缩减扩”规律可知，线圈B收缩，故C正确。 8．(2023·宁夏吴忠中学高二校考期中)如图所示，放置在水平地面上的闭合线圈的上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，下列判断正确的是(　　) A．磁铁与线圈相互吸引 B．穿过螺线管的磁通量减少 C．线圈对地面的压力变小 D．通过R的感应电流方向为b－R－a 答案：D 解析：由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，线圈对地面的压力变大，故A、C错误；当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，穿过螺线管的磁通量增大，故B错误；由题图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从b经过R到a，故D正确。故选D。 9．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b与电源、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向下滑动，下列表述正确的是(　　) A．线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量减小 C．线圈a有扩张的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大 答案：D 解析：当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，故B错误；由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故D正确，A、C错误。故选D。 10．(2023·上海市延安中学高二期末)如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源和开关K，则下列说法正确的是(　　) A．K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈c中有感应电流，线圈a中没有感应电流 B．K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈a中有感应电流，线圈c中没有感应电流 C．在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时感应电流，有扩张趋势 D．在K闭合的一瞬间，线圈c中有顺时针方向的瞬时感应电流，有收缩趋势 答案：C 解析：在K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化，均有感应电流产生，故A、B错误；在K闭合的一瞬间，线圈b中有顺时针方向的电流，线圈a、c内磁场垂直纸面向里增大，根据楞次定律的推论、安培定则，可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时感应电流，根据反向电流相互排斥可知，a有扩张的趋势，c有收缩的趋势，故C正确，D错误。 11．(多选)(2023·广东东莞实验中学高二校考期中)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则在下列说法正确的是(　　) A．t1时刻，FN>G且P有收缩的趋势 B．t2时刻，FN＝G且穿过P的磁通量最大 C．t3时刻，FN＝G且P中有感应电流 D．t4时刻，FN<G且穿过P的磁通量最小 答案：ABC 解析：t1时刻螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和收缩的趋势，则FN>G，故A正确；t2时刻螺线管中电流最大且不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量最大，故B正确；t3时刻螺线管中电流为零，此时两线圈的相互作用力为零，但是线圈P中磁通量是变化的，故此时线圈中有感应电流，故C正确；t4时刻螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻FN＝G，此时由于电流不是最小，则穿过P的磁通量不是最小，故D错误。故选A、B、C。 12．(多选)如图所示装置中，cd杆光滑且原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(　　) 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 答案：BD 解析：ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电流，所以cd杆不动，故A错误；ab杆向右加速运动，根据右手定则知在ab杆上产生增大的由a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生方向向上且增强的磁场，该磁场向下通过L2，由楞次定律，在cd杆上产生c到d的感应电流，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，cd杆将向右运动，故B正确；同理可得C错误，D正确。 学生用书↓第48页 学科网（北京）股份有限公司 $$