内容正文:
综合·融通(一) 楞次定律的应用(融会课——主题串知综合应用)
楞次定律一直是高考的热点,通过本节课的学习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;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。
主题(一) 楞次定律的重要推论
推论1 “增反减同”
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化。
(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
[例1] 如图所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有 ( )
A.闭合开关K后,把R的滑片右移
B.闭合开关K后,把P中的铁芯从左边抽出
C.闭合开关K后,把Q靠近P
D.闭合开关K后,把开关K断开
听课记录:
推论2 “来拒去留”
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动,即“来拒去留”。
如图甲所示,条形磁体靠近线圈时,受到的是斥力;如图乙所示,条形磁体远离线圈时,受到的是引力。
[例2] 为了减轻汽车行驶中的振动,汽车的车体与车轮之间采用了电磁阻尼悬挂连接。如图为电磁阻尼悬挂系统的简化原理图,车体上安装线圈1、2,分别与电阻R1、R2构成回路。当车轮上下振动时会带动磁体在线圈1、2之间上下移动,磁体上端为N极,下列说法中正确的是 ( )
A.当车轮带动磁体上移时,通过电阻R1的电流从下往上
B.当车轮带动磁体下移时,通过电阻R2的电流从上往下
C.当车轮带动磁体上移时,线圈1对磁体有吸引作用
D.当车轮带动磁体下移时,线圈2对磁体有吸引作用
听课记录:
推论3 “增缩减扩”
就闭合回路的面积而言,收缩或扩张是为了阻碍穿过回路的磁通量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增加,闭合回路的面积有收缩趋势;若穿过闭合回路的磁通量减少,闭合回路的面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。
说明:此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。
[例3] (2025·长沙高二检测)如图所示,水平桌面上有一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁体,当条形磁体沿轴线竖直向上迅速运动时,下列说法正确的是 ( )
A.铝环有收缩的趋势,对桌面压力增大
B.铝环有收缩的趋势,对桌面压力减小
C.铝环有扩张的趋势,对桌面压力减小
D.铝环有扩张的趋势,对桌面压力增大
听课记录:
主题(二) “三定则一定律”的综合应用
[知能融会通]
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较
比较
项目
安培定则
左手定则
右手定则
楞次定律
适用
场合
判断电流周围的磁感线方向
判断通电导线在磁场中所受的安培力方向
判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向
判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向
因果
关系
因电而生磁(I→B)
因电而受力(I、B→F安)
因动而生电(v、B→I感)
因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感)
[典例] (多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在安培力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大,感应电流越大) ( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
听课记录:
[题点全练清]
1.(多选)如图所示,在匀强磁场中放一平行金属导轨,导轨跟小线圈N相接,大线圈M与小线圈N以及导轨之间不接触,磁感线垂直于导轨所在平面。导轨与金属棒ab接触良好,当金属棒ab向右加速运动时,大线圈M中产生的感应电流方向及所具有的形变趋势是(说明:导体切割磁感线速度越大,感应电流越大,导体匀速切割磁感线时,感应电流恒定) ( )
A.线圈M中有顺时针方向的电流
B.线圈M中有逆时针方向的电流
C.线圈M有收缩的趋势
D.线圈M有扩张的趋势
2.(2025·重庆长寿阶段练习)如图所示,在竖直悬挂的金属圆环右侧,有一水平放置的螺线管MN,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。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b端的电势高于a端的电势
B.电流在螺线管内产生的磁场方向由M指向N
C.从右侧观察,金属圆环产生顺时针方向的感应电流
D.金属圆环向左摆动
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综合·融通(一) 楞次定律的应用
主题(一)
[例1] 选C 闭合开关K后,把R的滑片右移或将P中的铁芯从左边抽出,Q线圈中的磁通量从左向右且在减小,根据楞次定律结合安培定则,Q线圈左边导线电流方向向上,故A、B错误;闭合开关,将Q线圈靠近P,Q线圈中的磁通量从左向右且在增强,根据楞次定律结合安培定则,Q线圈左边导线的电流向下,故C正确;闭合开关K后,Q线圈中的磁通量从左向右,把开关K断开的瞬间,Q线圈中的磁通量突然消失,根据楞次定律结合安培定则,Q线圈左边导线电流方向向上,故D错误。
[例2] 选A 当车轮带动磁体上移时,穿过线圈1的磁通量向上增加,根据楞次定律结合安培定则可知,通过电阻R1的电流从下往上,A正确;当车轮带动磁体下移时,穿过线圈2的磁通量向上增加,根据楞次定律结合安培定则可知,通过电阻R2的电流从下往上,B错误;当车轮带动磁体上移时,根据“来拒去留”,则线圈1对磁体有排斥作用,C错误;当车轮带动磁体下移时,根据“来拒去留”,线圈2对磁体有排斥作用,D错误。
[例3] 选C 当条形磁体沿轴线竖直向上迅速移动时,闭合铝环内的磁通量减少,根据“增缩减扩”可知,铝环有扩张的趋势,根据“来拒去留”可知,铝环受到磁体的引力,使铝环对桌面压力减小,故C正确,A、B、D错误。
主题(二)
[典例] 选BC 当PQ向右运动时,由右手定则可判定PQ中感应电流的方向由Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向由下往上;若PQ向右加速运动,可知穿过L1的磁通量增加,根据楞次定律结合安培定则,可以判断流过MN的感应电流是从N→M的,根据左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动;若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,A错误,C正确。同理可判断,B正确,D错误。
[题点全练清]
1.选BD 当金属棒ab向右加速运动时,根据右手定则可知,感应电流从a到b且增大,穿过线圈M的磁通量垂直纸面向里且增大,根据楞次定律结合安培定则可知,线圈M中感应电流为逆时针方向,A错误,B正确;线圈M与线圈N中电流方向相反,二者相互排斥,可知线圈M有扩张的趋势,C错误,D正确。
2.选D 根据右手定则可知,导体棒切割磁感线产生的感应电流方向为b→a,可知导体棒b端的电势低于a端的电势,故A错误;结合上述,根据安培定则可知,电流在螺线管内产生的磁场方向由N指向M,故B错误;金属棒向右加速运动,产生的感应电流增大,穿过金属圆环的磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知,从右侧观察,金属圆环产生逆时针方向的感应电流,根据左手定则可知,金属圆环向左摆动,故C错误,D正确。
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