人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE2楞次定律的應(yīng)用〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.進一步理解楞次定律，掌握楞次定律的幾個推論.2.熟練應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律分析有關(guān)綜合問題．一、楞次定律的重要結(jié)論1．“增反減同”法感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化．(1)當(dāng)原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反．(2)當(dāng)原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同．口訣記為“增反減同”．如圖1所示，三個線圈在同一平面內(nèi)，當(dāng)I減小時，關(guān)于a、b線圈中的感應(yīng)電流方向，以下說法正確的是()圖1A．都為順時針方向B．a(chǎn)線圈中為順時針方向，b線圈中為逆時針方向C．都為逆時針方向D．a(chǎn)線圈中為逆時針方向，b線圈中為順時針方向〖答案〗D〖解析〗根據(jù)安培定則判斷可知，在線圈a處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，當(dāng)I減小時，穿過線圈a的磁通量減少，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈a中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流；線圈b處的磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)I減小時，穿過線圈b的磁通量減少，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，選項D正確，A、B、C錯誤．2．“來拒去留”法由于磁場與導(dǎo)體的相對運動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對運動．口訣記為“來拒去留”．(多選)如圖2所示，用繩吊起一個鋁環(huán)，用條形磁體的N極去靠近鋁環(huán)，直至從右側(cè)穿出的過程中()圖2A．磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)向右擺動B．磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時，鋁環(huán)向左擺動C．磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)A端為N極D．磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時，B端為S極〖答案〗AC〖解析〗磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時，在鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場必定阻礙磁體的靠近，鋁環(huán)A端為N極，鋁環(huán)向右擺動，A、C正確；當(dāng)磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時，感應(yīng)電流的磁場阻礙鋁環(huán)的遠(yuǎn)離，鋁環(huán)右擺，B端為N極，B、D錯誤．3．“增縮減擴”法就閉合電路的面積而言，收縮或擴張是為了阻礙穿過電路的原磁通量的變化．若穿過閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢；若穿過閉合電路的磁通量減少，面積有擴張趨勢．口訣記為“增縮減擴”．說明此法只適用于回路中只有一個方向的磁感線的情況．(多選)如圖3所示，光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路．當(dāng)一條形磁體從高處下落接近回路時(重力加速度為g)()圖3A．p、q將互相靠攏B．p、q將互相遠(yuǎn)離C．磁體的加速度仍為gD．磁體的加速度小于g〖答案〗AD〖解析〗由楞次定律的結(jié)論可知，當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加時，回路的面積有收縮趨勢且阻礙磁體的靠近，所以p、q將相互靠攏且磁體受到向上的阻力，磁體的加速度小于g，故選項A、D正確．4．“增離減靠”法若磁場變化且線圈回路可移動，當(dāng)磁場增強使得穿過線圈回路的磁通量增加時，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，當(dāng)磁場減弱使得穿過線圈回路的磁通量減少時，線圈將通過靠近磁體來阻礙磁通量減少．口訣記為“增離減靠”．如圖4所示，一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動，M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)，下列情況中，能觀察到N向左運動的是()圖4A．在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間B．在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向c端移動時D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向d端移動時〖答案〗C〖解析〗金屬環(huán)N向左運動，說明穿過N的磁通量在減少，則線圈M中的電流在減小，只有選項C符合．針對訓(xùn)練(多選)(2020·臨沂十九中高二上月考)如圖5所示，在水平木質(zhì)桌面上平放一個銅質(zhì)圓環(huán)，在它上方近處有一個N極朝下的條形磁體，銅環(huán)始終靜止．關(guān)于銅環(huán)對桌面的壓力F和銅環(huán)重力G的大小關(guān)系，下列說法中正確的是()圖5A．當(dāng)條形磁體靠近銅環(huán)時，F(xiàn)>GB．當(dāng)條形磁體遠(yuǎn)離銅環(huán)時，F(xiàn)<GC．無論條形磁體靠近還是遠(yuǎn)離銅環(huán)，F(xiàn)＝GD．無論條形磁體靠近還是遠(yuǎn)離銅環(huán)，F(xiàn)>G〖答案〗AB〖解析〗當(dāng)條形磁體靠近銅環(huán)時，根據(jù)楞次定律的推論“增離減靠”，銅環(huán)將遠(yuǎn)離條形磁體，所以對桌面的壓力變大，故A正確．當(dāng)條形磁體遠(yuǎn)離銅環(huán)時，銅環(huán)中的磁通量減少，銅環(huán)將靠近條形磁體，所以對桌面的壓力減小，故B正確，C、D錯誤．二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較比較項目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場合判斷電流周圍的磁感線方向判斷通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向判斷導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向判斷回路中磁通量變化時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因果關(guān)系因電而生磁(I→B)因電而受力(I、B→F安)因動而生電(v、B→I感)因磁通量變化而生電(ΔΦ→I感)(多選)如圖6所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是(導(dǎo)體切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖6A．向右加速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向左減速運動〖答案〗BC〖解析〗當(dāng)PQ向右運動時，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P，由安培定則可知穿過L1的磁場方向是自下而上的；若PQ向右加速運動，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過MN的感應(yīng)電流是從N→M的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運動；若PQ向右減速運動，流過MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運動，故選項A錯誤，C正確．同理可判斷選項B正確，D錯誤．1．(“增反減同”法)(2020·大連市期中)如圖7甲所示的閉合圓線圈放在勻強磁場中，t＝0時磁感應(yīng)強度垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示．則在0～2s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向為()圖7A．逆時針 B．先逆時針后順時針C．順時針 D．先順時針后逆時針〖答案〗C〖解析〗將0～2s時間段劃分為兩段：0～1s內(nèi)，線圈中磁場的磁感應(yīng)強度為正，磁感應(yīng)強度垂直線圈平面向里且磁通量減小，由“增反減同”可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向為順時針；1～2s內(nèi)，線圈中磁場的磁感應(yīng)強度為負(fù)，磁感應(yīng)強度垂直線圈平面向外且磁通量增大，由“增反減同”可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向仍為順時針，所以選項C正確．2．(“來拒去留”法)如圖8所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁體．下列選項能使流過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，且線圈與磁體相互排斥的是()圖8A．S極向下，磁體向下運動B．S極向下，磁體向上運動C．N極向下，磁體向下運動D．N極向下，磁體向上運動〖答案〗A3.(“增縮減擴”法)(2020·湖北隨州一中期中)如圖9所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向上滑動，下列說法中正確的是()圖9A．穿過線圈a的磁通量變大B．線圈a有收縮的趨勢C．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大〖答案〗C〖解析〗當(dāng)滑片P向上滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻增大，通過線圈b的電流減小，線圈b產(chǎn)生的磁場減弱，故穿過線圈a的磁通量變小，故A錯誤；根據(jù)楞次定律的結(jié)論知，線圈a應(yīng)有擴張的趨勢，故B錯誤；線圈a中感應(yīng)電流方向為俯視順時針，故C正確；將線圈a和b等效成兩個條形磁體，可判斷此時兩磁體互相吸引，故線圈a對水平桌面的壓力將減小，故D錯誤．4.(“增離減靠”法)如圖10所示，通電螺線管中間正上方和左側(cè)分別用絕緣細(xì)線靜止懸掛著鋁環(huán)a和b，兩環(huán)平面與螺線管的中心軸線都垂直，b環(huán)的圓心在螺線管的中心軸上．當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向左滑動時，下列關(guān)于兩環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和受到的安培力方向的說法正確的是()圖10A．電流方向相同，受力方向a環(huán)向上、b環(huán)向右B．電流方向相同，受力方向a環(huán)向下、b環(huán)向左C．電流方向相反，受力方向a環(huán)向下、b環(huán)向右D．電流方向相反，受力方向a環(huán)向上、b環(huán)向左〖答案〗D〖解析〗當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，電流變大，通電螺線管的磁性將增強，穿過a和b的磁通量都增大，根據(jù)楞次定律可知，要阻礙磁通量的增大，a將向上方磁場較弱的方向運動，而b將向左側(cè)磁場較弱的方向運動，即a、b分別受到向上和向左的安培力；根據(jù)安培定則可知，a所處位置的磁場方向向右，當(dāng)磁場增強時，根據(jù)楞次定律可知，a產(chǎn)生從左向右看逆時針方向的感應(yīng)電流，b所處位置的磁場的方向向左，當(dāng)磁場增強時，根據(jù)楞次定律可知，b產(chǎn)生從左向右看順時針方向的感應(yīng)電流．綜上，二者產(chǎn)生的電流方向相反，同時a環(huán)受到向上的安培力，b環(huán)受到向左的安培力，故A、B、C錯誤，D正確．楞次定律的應(yīng)用〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.進一步理解楞次定律，掌握楞次定律的幾個推論.2.熟練應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律分析有關(guān)綜合問題．一、楞次定律的重要結(jié)論1．“增反減同”法感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化．(1)當(dāng)原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反．(2)當(dāng)原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同．口訣記為“增反減同”．如圖1所示，三個線圈在同一平面內(nèi)，當(dāng)I減小時，關(guān)于a、b線圈中的感應(yīng)電流方向，以下說法正確的是()圖1A．都為順時針方向B．a(chǎn)線圈中為順時針方向，b線圈中為逆時針方向C．都為逆時針方向D．a(chǎn)線圈中為逆時針方向，b線圈中為順時針方向〖答案〗D〖解析〗根據(jù)安培定則判斷可知，在線圈a處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，當(dāng)I減小時，穿過線圈a的磁通量減少，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈a中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流；線圈b處的磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)I減小時，穿過線圈b的磁通量減少，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，選項D正確，A、B、C錯誤．2．“來拒去留”法由于磁場與導(dǎo)體的相對運動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對運動．口訣記為“來拒去留”．(多選)如圖2所示，用繩吊起一個鋁環(huán)，用條形磁體的N極去靠近鋁環(huán)，直至從右側(cè)穿出的過程中()圖2A．磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)向右擺動B．磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時，鋁環(huán)向左擺動C．磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)A端為N極D．磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時，B端為S極〖答案〗AC〖解析〗磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時，在鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場必定阻礙磁體的靠近，鋁環(huán)A端為N極，鋁環(huán)向右擺動，A、C正確；當(dāng)磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時，感應(yīng)電流的磁場阻礙鋁環(huán)的遠(yuǎn)離，鋁環(huán)右擺，B端為N極，B、D錯誤．3．“增縮減擴”法就閉合電路的面積而言，收縮或擴張是為了阻礙穿過電路的原磁通量的變化．若穿過閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢；若穿過閉合電路的磁通量減少，面積有擴張趨勢．口訣記為“增縮減擴”．說明此法只適用于回路中只有一個方向的磁感線的情況．(多選)如圖3所示，光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路．當(dāng)一條形磁體從高處下落接近回路時(重力加速度為g)()圖3A．p、q將互相靠攏B．p、q將互相遠(yuǎn)離C．磁體的加速度仍為gD．磁體的加速度小于g〖答案〗AD〖解析〗由楞次定律的結(jié)論可知，當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加時，回路的面積有收縮趨勢且阻礙磁體的靠近，所以p、q將相互靠攏且磁體受到向上的阻力，磁體的加速度小于g，故選項A、D正確．4．“增離減靠”法若磁場變化且線圈回路可移動，當(dāng)磁場增強使得穿過線圈回路的磁通量增加時，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，當(dāng)磁場減弱使得穿過線圈回路的磁通量減少時，線圈將通過靠近磁體來阻礙磁通量減少．口訣記為“增離減靠”．如圖4所示，一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動，M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)，下列情況中，能觀察到N向左運動的是()圖4A．在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間B．在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向c端移動時D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑片向d端移動時〖答案〗C〖解析〗金屬環(huán)N向左運動，說明穿過N的磁通量在減少，則線圈M中的電流在減小，只有選項C符合．針對訓(xùn)練(多選)(2020·臨沂十九中高二上月考)如圖5所示，在水平木質(zhì)桌面上平放一個銅質(zhì)圓環(huán)，在它上方近處有一個N極朝下的條形磁體，銅環(huán)始終靜止．關(guān)于銅環(huán)對桌面的壓力F和銅環(huán)重力G的大小關(guān)系，下列說法中正確的是()圖5A．當(dāng)條形磁體靠近銅環(huán)時，F(xiàn)>GB．當(dāng)條形磁體遠(yuǎn)離銅環(huán)時，F(xiàn)<GC．無論條形磁體靠近還是遠(yuǎn)離銅環(huán)，F(xiàn)＝GD．無論條形磁體靠近還是遠(yuǎn)離銅環(huán)，F(xiàn)>G〖答案〗AB〖解析〗當(dāng)條形磁體靠近銅環(huán)時，根據(jù)楞次定律的推論“增離減靠”，銅環(huán)將遠(yuǎn)離條形磁體，所以對桌面的壓力變大，故A正確．當(dāng)條形磁體遠(yuǎn)離銅環(huán)時，銅環(huán)中的磁通量減少，銅環(huán)將靠近條形磁體，所以對桌面的壓力減小，故B正確，C、D錯誤．二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較比較項目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場合判斷電流周圍的磁感線方向判斷通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向判斷導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向判斷回路中磁通量變化時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因果關(guān)系因電而生磁(I→B)因電而受力(I、B→F安)因動而生電(v、B→I感)因磁通量變化而生電(ΔΦ→I感)(多選)如圖6所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是(導(dǎo)體切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖6A．向右加速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向左減速運動〖答案〗BC〖解析〗當(dāng)PQ向右運動時，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P，由安培定則可知穿過L1的磁場方向是自下而上的；若PQ向右加速運動，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過MN的感應(yīng)電流是從N→M的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運動；若PQ向右減速運動，流過MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運動，故選項A錯誤，C正確．同理可判斷選項B正確，D錯誤．1．(“增反減同”法)(2020·大連市期中)如圖7甲所示的閉合圓線圈放在勻強磁場中，t＝0時磁感應(yīng)強度垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示．則在0～2s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向為()圖7A．逆時針 B．先逆時針后順時針C．順時針 D．先順時針后逆時針〖答案〗C〖解析〗將0～2s時間段劃分為兩段：0～1s內(nèi)，線圈中磁場的磁感應(yīng)強度為正，磁感應(yīng)強度垂直線圈平面向里且磁通量減小，由“增反減同”可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向為順時針；1～2s內(nèi)，線圈中磁場的磁感應(yīng)強度為負(fù)，磁感應(yīng)強度垂直線圈平面向外且磁通量增大，由“增反減同”可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向仍為順時針，所以選項C正確．2．(“來拒去留”法)如圖8所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁體．下列選項能使流過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，且線圈與磁體相互排斥的是()圖8A．S極向下，磁體向下運動B．S極向下，磁體向上運動C．N極向下，磁體向下運動D．N極向下，磁體向上運動〖答案〗A3.(“增縮減擴”法)(2020·湖北隨州一中期中)如圖9所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向上滑動，下列說法中正確的是()圖9A．穿過線圈