第2章 专题强化6 楞次定律的应用-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修 第二册 （粤教版2019）

专题强化6　楞次定律的应用

[学习目标]　1.进一步理解楞次定律，能熟练应用楞次定律的推论解决实际问题(重点)。2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析解决有关综合问题(难点)。

一、楞次定律的重要推论

(1)用绝缘细绳吊起一个铝环，用磁铁的N极去靠近铝环，如图甲所示，可以观察到什么现象？如果用S极去靠近铝环，如图乙所示，可以观察到什么现象？请解释此现象。

(2)如图所示，若把磁铁从靠近铝环处向左移开，可以观察到什么现象？请解释此现象。

答案　(1)如图(a)所示，当磁铁N极靠近铝环时，穿过铝环的磁通量增加，根据楞次定律可知，铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从左往右看)，将环形感应电流等效成小磁针(左N极右S极)，铝环与磁铁相互排斥，铝环向右摆动。

同理分析，如图(b)所示，当S极靠近铝环时，铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)，环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极)，铝环与磁铁相互排斥，铝环向右摆动，即无论是N极还是S极，只要磁铁靠近铝环，二者就相互排斥。

(2)如图(c)所示，当磁铁N极远离铝环时，穿过铝环的磁通量减小，铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)，将环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极)，铝环与磁铁相互吸引，铝环向左摆动。

楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。主要有以下几种表现形式：

 

例1　(多选)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。

例2　(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中有顺时针方向的变化电流，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，a有扩张的趋势，c有收缩的趋势，故C正确，D错误。

例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(　　)