高中物理 模块要点回眸 第3点 楞次定律的理解与运用素材 新人教版选修3-2（通用） 4页

第3点　楞次定律的理解与运用 ‎ 楞次定律是电磁感应一章的重点和难点，要做到透彻理解、灵活应用、融会贯通、举一反三，首先必须做到：‎ ‎1．正确理解楞次定律中的“阻碍”——四层意思 正确、深入理解楞次定律中的“阻碍”是应用该定律的关键．理解时，要搞清四层意思：‎ ‎(1)谁阻碍谁？是感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化．‎ ‎(2)阻碍什么？阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身．‎ ‎(3)如何阻碍？当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”．‎ ‎(4)结果如何？阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量变化的快慢，原来是增加的还是增加，减少的还是减少．‎ ‎2．运用楞次定律判定电流方向——四个步骤 ‎(1)明确穿过闭合回路的原磁场方向；‎ ‎(2)判断穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；‎ ‎(3)利用楞次定律确定感应电流的磁场方向；‎ ‎(4)利用安培定则判定感应电流的方向．‎ 应用楞次定律的步骤可概括为：一原二变三感四螺旋．‎ ‎3．楞次定律的推广——四个拓展 对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：‎ ‎(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；‎ ‎(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；‎ ‎(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；‎ ‎(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．‎ 对点例题　如图1所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)‎ 图1‎ A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g 解题指导　从阻碍回路面积变化的角度看：当磁铁靠近闭合回路时，磁通量增加，两导体棒由于受到磁场对其中感应电流的力的作用而互相靠拢以阻碍磁通量的增加，故A项正确；从阻碍相对运动角度看：磁铁靠近回路时必受到阻碍靠近的向上的力的作用，因此磁铁的加速度小于g，故D项正确．‎ 答案　AD 思维规范　由于穿过闭合回路的磁通量发生变化而产生感应电流，感应电流处在原磁场中必然受力，闭合导体受力的结果：‎ ‎(1)阻碍原磁通量的变化——增反减同．‎ ‎(2)阻碍导体与磁体间的相对运动——来拒去留．‎ ‎(3)当回路发生形变时，感应电流的效果是阻碍回路发生形变．‎ ‎(4)当由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电流时，感应电流的效果是阻碍原电流的变化．‎ 总之，如果问题不涉及感应电流的方向，则从楞次定律的另一种表述出发分析问题更简便．‎ ‎1.如图2所示，在水平面上有一个固定的U形金属框架，其上置一个金属杆ab.在垂直于框架方向有一匀强磁场．则 (　　)‎ 图2‎ A．磁感应强度垂直纸面向外并增大时，ab杆将向右移动 B．磁感应强度垂直纸面向外并减小时，ab杆将向右移动 C．磁感应强度垂直纸面向里并增大时，ab杆将向右移动 D．磁感应强度垂直纸面向里并减小时，ab杆将向右移动 答案　BD 解析　据楞次定律，当磁感应强度垂直纸面向外增大时，金属框内产生顺时针电流，再据左手定则，可知金属杆受到向左的安培力，则金属杆将向左运动，所以A选项错误；当磁感应强度垂直纸面向外减小时，金属框内中产生逆时针电流，据左手定则，可知金属杆受到向右的安培力，金属杆将向右运动，B选项正确；当磁感应强度垂直纸面向里增大时，金属框内产生逆时针电流，金属杆受到向左的安培力，金属杆将向左运动，C选项错误；当磁感应强度垂直纸面向里减小时，金属框内产生顺时针电流，金属杆受到向右的安培力，金属杆将向右运动，D选项正确．‎ ‎2．甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定的轴OO′无摩擦旋转，若分别加上如图3甲、乙所示的匀强磁场，当同时给甲、乙相同的初速度旋转时 (　　)‎ 图3‎ A．甲环先停 B．乙环先停 C．两环同时停下 D．无法判断两环停止的先后 答案　B 解析　甲环旋转时没有切割磁感线，没有感应电流产生，而乙环旋转时切割磁感线，有感应电流产生，根据楞次定律，运动导体上的感应电流受的磁场力(安培力)总是反抗(或阻碍)导体的运动，因此乙环先停下．‎ ‎3．如图4甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图乙所示的电流I，则 (　　)‎ 图4‎ A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸引 B．在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥 C．t1时刻两线圈作用力为零 D．t2时刻两线圈作用力最大 答案　ABC 解析　在t1到t2时间内，A中电流减小，穿过B的磁通量减少，根据楞次定律，则A、B两线圈相吸引；在t2到t3时间内，A中电流增大，A、B两线圈相排斥；t1时刻，A中电流最大，此时A中的电流的变化率为零，所以B中无感应电流产生，所以A、B之间作用力为零；t2时刻，A中电流为零，此时A中的电流的变化率最大，在B中感应电流最大，A、B之间作用力为零．选项A、B、C正确．‎