人教版 (2019)選擇性必修第二冊第二章電磁感應1 楞次定律課文課件ppt-課件下載-教習網

第2課時　楞次定律的推廣及應用
題型一　“增反減同”感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化，口訣記為“增反減同”。(1)當原磁場磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反；(2)當原磁場磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。
典|例|剖|析 (2023·云南高二月考)兩個環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A是邊緣均勻帶電的絕緣環(huán)，B是導體環(huán)。當A以如圖所示的方向繞中心轉動時，B中產生如圖所示方向的感應電流。則(　　)A．A可能帶正電且轉速減小B．A可能帶正電且轉速恒定C．A可能帶負電且轉速減小D．A可能帶負電且轉速增大
解析：由圖可知，B中電流為逆時針，由安培定則可知，感應電流的磁場向外；由楞次定律可知，引起感應電流的磁場可能為：向外減小或向里增大；若原磁場向里，則A中電流應為順時針，故A應帶正電，因磁場變強，故A中電流應增大，即A的轉速應增大，A、B均錯誤；若原磁場向外，則A中電流應為逆時針，即A應帶負電，且電流應減小，即A的轉速應減小，D錯誤，C正確。
一個閉合導體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運動，使圓環(huán)內產生了感應電流。下列四幅圖中，產生的感應電流方向與條形磁鐵的運動情況相吻合的是(　　)
解析：由圖示可知，穿過圓環(huán)的磁場方向向上，在磁鐵遠離圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿逆時針方向，A錯誤；由圖示可知，穿過圓環(huán)的磁場方向向上，在磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向，B錯誤；由圖示可知，穿過圓環(huán)的磁場方向向下，在磁鐵遠離圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向，C錯誤；由圖示可知，穿過圓環(huán)的磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿逆時針方向，D正確。
題型二　“來拒去留”由于磁場與導體的相對運動產生電磁感應現(xiàn)象時，產生的感應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”。(1)當導體靠近磁體時，產生的安培力阻礙導體靠近磁體；(2)當導體遠離磁體時，產生的安培力阻礙導體遠離磁體。
典|例|剖|析 (2023·黑龍江雙鴨山一中高二階段練習)如圖，光滑水平桌面上有一質量為m的銅質矩形線圈。一豎直放置的條形磁鐵固定在線圈中線AB正上方，給線圈提供一個初速度，讓線圈從磁鐵下方滑過，則關于線圈在靠近、通過、離開磁鐵不太遠的過程中，受到的支持力FN及在水平方向運動的描述正確的是(　　)
A．FN先小于mg后大于mg，一直向左做加速運動B．FN先大于mg后小于mg，向左先做減速運動后做加速運動C．FN先小于mg后大于mg，向左先做加速運動后做減速運動D．FN先大于mg后小于mg，一直向左做減速運動
解析：線圈左端A經過條形磁鐵到線圈中心位于磁鐵正下方過程，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律的第二種表述：來拒去留，可知線圈受到向右和向下的磁場力，即線圈對水平桌面的壓力大于重力，線圈做減速運動；從線圈中心位于磁鐵正下方到線圈右端B經過磁鐵過程，穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律的第二種表述：來拒去留，可知線圈受到向右和向上的磁場力，即線圈對水平桌面的壓力小于重力，線圈繼續(xù)做減速運動，根據(jù)牛頓第三定律可知，線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，線圈一直向左做減速運動，D正確，A、B、C錯誤。
如圖所示，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到(　　)A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動C．撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動D．撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動
解析：開關S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，不論撥至M端還是N端，通過圓環(huán)的磁通量均增加，根據(jù)楞次定律(增反減同)可得圓環(huán)會阻礙磁通量的增加，即向右運動。
題型三　“增縮減擴”當閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時，導體回路可以通過面積的變化阻礙磁通量的變化，口訣記為“增縮減擴”。(1)當閉合導體回路的磁通量增大時，線圈面積會縮??；(2)當閉合導體回路的磁通量減小時，線圈面積會擴大。
(2022·廣西容縣高二開學考試)如圖所示，圓環(huán)形導體線圈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向下滑動，下列說法正確的是(　　)A．穿過線圈a的磁通量變小B．線圈a有收縮的趨勢C．線圈a對水平桌面的壓力FN將減小D．線圈a中將產生俯視順時針方向的感應電流
解析：若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，螺線管中的電流增大，產生的磁場增強，穿過線圈a的磁通量向下變大，根據(jù)楞次定律可知線圈a中將產生俯視逆時針方向的感應電流，并且線圈a有收縮的趨勢和遠離螺線管的趨勢，此時線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，A、C、D錯誤，B正確。
(多選)如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取圖甲中電流方向為正方向，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則(　　)
A．在t1時刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢B．在t2時刻，F(xiàn)N＞G，穿過P的磁場通量不變C．在t3時刻，F(xiàn)N＞G，P中有感應電流D．在t4時刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢
解析：當螺線管中電流增大時，其產生的磁場不斷增強，因此線圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故t1時刻線圈有遠離螺線管和收縮面積的趨勢，即FN＞G，P有收縮的趨勢，A正確；當螺線管中電流不變時，其產生的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應電流產生，故t2時刻FN＝G，B錯誤；t3時刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時線圈P中有感應電流，但該時刻螺線管不能產生磁場，二者之間沒有相互作用力，即FN＝G，C正確；當螺線管中電流不變時，其產生的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應電流產生，故t4時刻FN＝G，此時P沒有收縮的趨勢，D錯誤。
1．如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一平面內，環(huán)的圓心與兩導線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導線間距。兩導線中通有大小相等、方向相同的恒定電流。下列操作過程能使環(huán)中產生順時針方向感應電流的是(　　)A．環(huán)向右側直導線逐漸靠近B．環(huán)垂直紙面逐漸向外平移C．將左側導線電流反向并逐漸增大D．將右側導線電流反向并逐漸增大
解析：左側通電導線在圓環(huán)內產生的磁場方向為垂直紙面向外，右邊通電導線在圓環(huán)內產生的磁場方向為垂直紙面向里，當環(huán)向右側直導線逐漸靠近時，則凈磁通量為垂直紙面向里且逐漸增大，由楞次定律可知環(huán)中產生逆時針方向的感應電流，A錯誤；環(huán)垂直紙面逐漸向外平移時，凈磁通量始終為零沒有變化，無感應電流產生，B錯誤；將左側導線電流反向并逐漸增大，則環(huán)內的磁通量為垂直紙面向里且逐漸增大，由楞次定律可知環(huán)中產生逆時針方向的感應電流，C錯誤；將右側導線電流反向并逐漸增大，則環(huán)內的磁通量為垂直紙面向外且逐漸增大，由楞次定律可知環(huán)中產生順時針方向的感應電流，D正確。
2．(2023·內蒙古巴彥淖爾市高二月考)如圖所示，光滑固定金屬導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時(重力加速度為g)(　　)A．P、Q會互相靠攏B．磁鐵下落的加速度大于gC．磁鐵的動能的增加量等于其勢能的減少量D．P、Q會互相遠離
解析：當一條形磁鐵從高處下落接近回路時，穿過回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，P、Q會互相靠攏阻礙磁通量的增大，A正確，D錯誤；根據(jù)楞次定律可知，回路產生的感應電流的磁場會阻礙磁鐵的下落，則磁鐵下落的加速度小于g，B錯誤；磁鐵的重力勢能轉化為系統(tǒng)的動能和因焦耳熱產生的內能，故磁鐵的動能的增加量小于其勢能的減少量，C錯誤。
3．(2023·湖北陽新縣高二期中)如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合線圈，則線圈對條形磁鐵的作用力方向是(　　)A．先向左，再向右 B．先向右，再向左C．始終向右 D．始終向左
解析：條形磁鐵從左向右進入螺線管的過程中，磁通量在增加，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場阻礙原磁場磁通量的變化，可知線圈對條形磁鐵的作用力方向是向左；條形磁鐵從左向右離開螺線管的過程中，磁通量在減少，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場阻礙原磁場磁通量的變化，可知線圈對條形磁鐵的作用力方向是向左，故D正確，A、B、C錯誤。
4.如圖所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方，直導線與圓環(huán)在同一豎直面內，當通電直導線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將(　　)A．S增大，l變長 B．S減小，l變短C．S增大，l變短 D．S減小，l變長

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