資源簡介

素養(yǎng)培優(yōu)課(三)　楞次定律的應用
1．理解電磁感應中的“增反減同”，能利用“增離減靠”法判斷導體受力或運動方向。
2．理解電磁感應中的“來拒去留”，能利用“來拒去留”法判斷導體所受安培力的方向。
3．理解電磁感應中的“增縮減擴”，能利用“增縮減擴”法判斷閉合線圈面積的變化趨勢。
4．理解安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的區(qū)別，知道它們的適用范圍。
考點1　“增離減靠”法的應用
1．若原磁通量增加，則通過遠離磁場源起到阻礙的作用(“增離”)。
2．若原磁通量減小，則通過靠近磁場源起到阻礙的作用(“減靠”)。
【典例1】　如圖所示，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落。保持bc邊在紙外，ad邊在紙內。如圖中的位置Ⅰ經過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個過程中，線圈中感應電流(　　)
A．沿abcd流動
B．沿dcba流動
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動
A　[線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中，穿過線圈的向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，產生感應電流的磁場方向向上，由右手定則知電流沿abcd方向；線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ的過程中，線圈內穿過的向下的磁通量增加，則感應電流的磁場方向向上，由右手定則知感應電流方向沿abcd方向，故A正確。]
[跟進訓練]
1．如圖所示，要使金屬環(huán)C向線圈A運動，導線ab在金屬導軌上應(　　)
A．向右做減速運動
B．向左做勻速運動
C．向右做勻速運動
D．向左做加速運動
A　[導線ab向右減速運動時，導線ab中產生的感應電動勢和感應電流減小，線圈A產生的磁場減弱，穿過環(huán)C中的磁通量減小，則根據(jù)楞次定律可知環(huán)C將靠近線圈A，以阻礙磁通量的減小，故A正確；導線ab做勻速運動時，導線ab中產生的感應電動勢和感應電流恒定不變，線圈A產生的磁場恒定，穿過環(huán)C中的磁通量不變，不產生感應電流，不受到安培力，則環(huán)C不動，故B、C錯誤；導線ab向左加速運動時，導線ab中產生的感應電動勢和感應電流增加，線圈A產生的磁場增大，穿過環(huán)C中的磁通量增大，則根據(jù)楞次定律可知環(huán)C遠離線圈A，以阻礙磁通量的增加，故D錯誤。]
考點2　“來拒去留”法的應用
由于磁場與導體的相對運動產生電磁感應現(xiàn)象時，產生感應電流的導體受到磁場的安培力，這種安培力會“阻礙”相對運動，用一句口訣就是“來拒去留”。
【典例2】　如圖所示，一個閉合矩形金屬線框abcd，與一根絕緣輕桿相連，輕桿上端O點是一個固定轉動軸，轉動軸與線框平面垂直，線框靜止時恰位于蹄形磁鐵的正中間，線框平面與磁感線垂直、現(xiàn)將線框從左側某一高度處由靜止釋放，在線框左右擺動過程中，線框受到磁場力的方向是(　　)
A．向左擺動的過程中，受力方向向左；向右擺動的過程中，受力方向向右
B．向左擺動的過程中，受力方向向右；向右擺動的過程中，受力方向向左
C．向左擺動的過程中，受力方向先向左后向右；向右擺動的過程中，受力方向先向右后向左
D．向左、向右擺動過程中始終不受力
B　[從阻礙相對運動的角度來看，由于磁通量的變化是線框相對磁場運動引起的，因此感應電流的磁場總是阻礙線框相對磁場的運動。要阻礙相對運動，磁場對線框中感應電流的作用力一定和相對運動的方向相反，即線框向左擺動時受力方向向右，線框向右擺動時受力方向向左，故B正確，A、C、D錯誤。]
　
[跟進訓練]
2．如圖所示，右端為N極的磁鐵置于粗糙水平桌面上并與輕質彈簧相連，彈簧一端固定在豎直墻面上，當彈簧處于原長時，磁鐵的中心恰好是接有一盞小燈泡的豎直固定線圈的圓心。用力將磁鐵向右拉到某一位置，撤去作用力后磁鐵穿過線圈來回振動，有關這個振動過程，以下說法正確的是(　　)
A．燈泡的亮暗不會發(fā)生變化
B．磁鐵接近線圈時，線圈對磁鐵產生排斥力
C．從左往右看線圈中的電流一直沿逆時針方向
D．若忽略摩擦力和空氣阻力，磁鐵振動的幅度不會減小
B　[以S極靠近線圈分析，速度增大，且靠近線圈時磁感應強度增大，則穿過線圈的磁通量變化率增大，感應電流增大，燈泡會變亮，故A錯誤；根據(jù)楞次定律“來拒去留”可知磁鐵接近線圈時，線圈對磁鐵產生排斥力，故B正確；當S極靠近線圈時，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的電流沿逆時針方向，當S極向右運動遠離線圈時，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的電流沿順時針方向，故C錯誤；磁鐵的振幅越來越小，因為彈簧和磁鐵的機械能逐漸轉化為燈泡發(fā)光的能量，故D錯誤。]
考點3　“增縮減擴”法的應用
當閉合電路中有感應電流產生時，電路的各部分導線就會受到安培力作用，會使電路的面積有變化(或有變化趨勢)。
1．若原磁通量增加，則通過減小有效面積起到阻礙的作用(“增縮”)。
2．若原磁通量減小，則通過增大有效面積起到阻礙的作用(“減擴”)。
【典例3】　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向上滑動，下面說法中正確的是(　　)
A．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中將產生俯視順時針方向的感應電流
D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大
C　[P向上滑動，回路電阻增大，電流減小，磁場減弱，穿過線圈a的磁通量變小，根據(jù)楞次定律，線圈a的面積有增大趨勢，A、B錯誤；由于線圈a中磁通量減小，根據(jù)楞次定律知線圈a中感應電流應為俯視順時針方向，C正確；由于線圈a中磁通量減小，可以用“等效法”，即將線圈a和b看作兩個條形磁鐵，不難判斷此時兩磁鐵相互吸引，故線圈a對水平桌面的壓力FN減小，D錯誤。]
　
[跟進訓練]
3．如圖所示，在載流直導線旁固定有兩平行光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內，在導軌上有兩可自由滑動的導體ab和cd。當載流直導線中的電流逐漸增強時，導體ab和cd的運動情況是(　　)
A．一起向左運動
B．一起向右運動
C．ab和cd相向運動，相互靠近
D．ab和cd相背運動，相互遠離
C　[直導線中電流增強時，回路abdc中磁通量增大產生感應電流，根據(jù)“增縮減擴”原則知，回路abdc的面積減小，故C正確。]
考點4　“三定則一定律”的綜合應用
安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用情況如下表。
比較項目 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律
適用場合 通電導線、圓環(huán)產生磁場時，磁場方向、電流方向關系 通電導線在磁場中所受的安培力方向、電流方向、磁場方向的關系 導體切割磁感線時速度方向、磁場方向、感應電流方向的關系 回路中磁通量變化產生感應電流時，原磁場方向、感應電流磁場方向的關系
綜合運用這幾個規(guī)律的關鍵是分清各個規(guī)律的適用情況，不能混淆。
【典例4】　(多選)如圖所示裝置中，cd桿光滑且原來靜止。當ab桿做如下哪些運動時，cd桿將向右移動(導體棒切割磁感線速度越大，感應電流越大)(　　)
A．向右勻速運動 　 B．向右加速運動
C．向左加速運動 　 D．向左減速運動
BD　[ab桿向右勻速運動，在ab桿中產生恒定的電流，該電流在線圈L1中產生恒定的磁場，在L2中不產生感應電流，所以cd桿不動，故A錯誤；ab桿向右加速運動，根據(jù)右手定則，知在ab桿上產生增大的由a到b的電流，根據(jù)安培定則，在L1中產生方向向上且增強的磁場，該磁場向下通過L2，由楞次定律，在cd桿上產生c到d的感應電流，根據(jù)左手定則，cd桿受到向右的安培力，cd桿將向右運動，故B正確；同理可得C錯誤，D正確。]
　左判“力”，右判“電”，安培定則“磁感線”。
[跟進訓練]
4．圖中T是繞有兩組線圈的閉合鐵芯，線圈的繞向如圖所示，D是理想的二極管，金屬棒ab可在兩條平行的金屬導軌上沿導軌滑行，磁場方向垂直紙面向里，若電流計G中有電流通過，則ab棒的運動可能是(　　)
A．向左勻速運動 　 B．向右勻速運動
C．向左勻加速運動 　 D．向右勻加速運動
C　[ab棒若做勻速移動，ab棒產生穩(wěn)定的感應電動勢，在右邊的回路中產生穩(wěn)定的感應電流，則左邊線圈中產生穩(wěn)定的磁場，在左邊線圈中不產生感應電流，故A、B錯誤；導體棒向左加速移動，感應電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，感應電流的方向由a到b，根據(jù)右手螺旋定則，在右邊線圈中產生從上到下的磁場，則在左側線框中產生從下到上的磁場且不斷增強，根據(jù)楞次定律，通過電流計的電流方向從上到下，正好正向通過二極管，故C正確；導體棒向右加速移動，感應電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，感應電流的方向由b到a，根據(jù)右手螺旋定則，在右邊線圈中產生從下到上的磁場，則在左側線框中產生從上到下的磁場且不斷增強，根據(jù)楞次定律，通過電流計的電流方向應該從下到上，但是由二極管反向電阻很大，因此電路中無電流，故D錯誤。故選C。]
素養(yǎng)培優(yōu)練(三)　楞次定律的應用
1．研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有獨特屬性的新型合金，只要略微提高其溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使它旁邊的線圈中產生感應電流。如圖所示，一圓形線圈放在圓柱形合金材料下方，現(xiàn)對合金材料進行加熱，則(　　)
A．線圈中將產生逆時針方向的電流
B．線圈中將產生順時針方向的電流
C．線圈將有收縮的趨勢
D．線圈將有擴張的趨勢
C　[提高溫度，這種合金會由非磁性合金變成強磁性合金，穿過線圈的磁通量增大，從而在線圈中產生電流，由于原磁場的方向未知，所以不能判斷出感應電流的方向，故A、B錯誤；當合金材料的磁場增大時，穿過線圈的磁通量增大，則線圈產生的感應電流磁場阻礙磁通量的增大，面積有縮小的趨勢，故C正確，D錯誤。]
2．如圖所示，一輕質長桿兩側各固定一銅環(huán)，左環(huán)M開口，右環(huán)N閉合，橫桿可以繞中心自由轉動，用一條形磁鐵插向其中一個銅環(huán)，下列說法正確的是(　　)
A．若磁鐵插向M環(huán)，橫桿會發(fā)生轉動
B．若磁鐵插向N環(huán)，橫桿會發(fā)生轉動
C．無論磁鐵插向哪個環(huán)，橫桿都不會發(fā)生轉動
D．無論磁鐵插向哪個環(huán)，橫桿都會發(fā)生轉動
B　[左環(huán)不閉合，磁鐵插向M環(huán)時，不產生感應電流，環(huán)不受力，橫桿不轉動；右環(huán)閉合，磁鐵插向N環(huán)時，環(huán)內產生感應電流，環(huán)受到磁場的作用，橫桿轉動，故B正確，A、C、D錯誤。]
3．如圖所示，兩輕質閉合金屬圓環(huán)，穿掛在一根光滑水平絕緣直桿上，原來處于靜止狀態(tài)。當條形磁鐵的N極自右向左插入圓環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是(　　)
A．同時向左運動，兩環(huán)間距變大
B．同時向左運動，兩環(huán)間距變小
C．同時向右運動，兩環(huán)間距變大
D．同時向右運動，兩環(huán)間距變小
B　[將條形磁鐵向左插入金屬圓環(huán)的過程中，兩個環(huán)中均產生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流的效果是阻礙環(huán)與磁鐵間的相對運動，所以兩環(huán)均向左運動，靠近磁鐵的環(huán)所受的安培力大于另一個，可判斷兩環(huán)在靠近，B正確。]
4．如圖所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管的過程中，則(　　)
A．小車將向右運動
B．使條形磁鐵向右插入時外力所做的功全部轉化為電能，最終轉化為螺線管的內能
C．條形磁鐵會受到向右的力
D．小車會受到向左的力
A　[磁鐵向右插入螺線管中，根據(jù)楞次定律的擴展含義“來拒去留”，磁鐵與小車相互排斥，條形磁鐵會受到向左的力，小車在光滑水平面上受力向右運動，A正確，C、D錯誤；電磁感應現(xiàn)象中滿足能量守恒，由于小車動能增加，外力做的功轉化為小車的動能和螺線管中的內能，B錯誤。]
5．如圖所示，粗糙水平桌面上有一質量為m的銅質矩形線圈，重力加速度為g。當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是(　　)
A．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左
B．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向左
C．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向右
D．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右
D　[條形磁鐵從線圈正上方等高快速經過時，通過線圈的磁通量先增加后減小。當通過線圈的磁通量增加時，為阻礙其增加，在豎直方向上線圈有向下運動的趨勢，所以線圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢；當通過線圈的磁通量減小時，為阻礙其減小，在豎直方向上線圈有向上運動的趨勢，所以線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢。綜上所述，線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，運動趨勢總是向右，故D正確。]
6．如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側，現(xiàn)使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時，ab和cd棒的運動情況是(　　)
A．ab向左，cd向右 　 B．ab向右，cd向左
C．ab、cd都向右運動 　 D．ab、cd保持靜止
A　[當滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時，電路中的總電阻變小，流過螺線管的電流將增大，周圍的磁場變強，由楞次定律可知，感應電流的磁場應阻礙其變化，因此兩棒應分別向外運動，增大回路的面積，以增大螺線管外部的磁通量來阻礙內部磁場的磁通量的增大，故A正確。]
7．如圖所示，條形磁鐵從高h處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈。開關斷開，條形磁鐵至落地用時t1，落地時速度為v1；開關閉合，條形磁鐵至落地用時t2，落地時速度為v2，則它們的大小關系正確的是(　　)
A．t1＞t2，v1＞v2 　 B．t1＝t2，v1＝v2
C．t1＜t2，v1＜v2 　 D．t1＜t2，v1＞v2
D　[開關斷開時，線圈中無感應電流，對條形磁鐵無阻礙作用，條形磁鐵自由下落，故a＝g；當開關閉合時，線圈中有感應電流，對條形磁鐵有阻礙作用，故a＜g，所以t1＜t2，v1＞v2，D正確。]
8．某課外研究性學習小組研究如何防止電梯墜落，所設計的防止電梯墜落的應急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設線圈，該學習小組認為能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關于該裝置，下列說法正確的是(　　)
A．該小組設計原理有問題，當電梯突然墜落時，該裝置不可能起到阻礙電梯下落的作用
B．當電梯突然墜落時，該安全裝置可使電梯停在空中
C．當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，閉合線圈A、B中電流方向相反
D．當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，已經穿過A閉合線圈，所以線圈A不會阻礙電梯下落，只有閉合線圈B阻礙電梯下落
C　[若電梯突然墜落時，線圈內的磁感應強度發(fā)生變化，將在線圈中產生感應電流，感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應急避險作用，故A錯誤；感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，故B錯誤；當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應電流的方向從上向下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應電流方向相反，故C正確；結合A的分析可知，當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D錯誤。]
9．如圖所示，導體棒ab在勻強磁場中沿金屬導軌向右加速運動，c為銅制圓線圈，線圈平面與螺線管中軸線垂直，圓心在螺線管中軸線上，則(　　)
A．導體棒ab中的電流由b流向a
B．螺線管內部的磁場方向向左
C．銅制圓線圈c被螺線管吸引
D．銅制圓線圈c有收縮的趨勢
D　[由右手定則可知導體棒ab中的電流由a流向b，故A錯誤；由安培定則可知螺線管內部的磁場方向向右，故B錯誤；螺線管電流增大，銅制圓線圈c磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知會被螺線管排斥，銅制圓線圈c有收縮的趨勢，故C錯誤，D正確。]
10．(多選)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅動來實現(xiàn)的，電磁驅動原理如圖所示，在固定線圈左右兩側對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關S的瞬間(　　)
A．鋁環(huán)向左運動，銅環(huán)向右運動
B．兩個金屬環(huán)都向右運動
C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力
D．從左側向右看，鋁環(huán)中感應電流沿順時針方向
AD　[合上開關S的瞬間，穿過兩個金屬環(huán)的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的增大，鋁環(huán)向左運動，銅環(huán)向右運動，故A正確，B錯誤；由于銅環(huán)和鋁環(huán)的形狀、大小相同，銅的電阻率較小，故銅環(huán)的電阻較小，兩環(huán)對稱地放在固定線圈兩側，閉合S瞬間，穿過兩環(huán)的磁通量的變化率相同，兩環(huán)產生的感應電動勢大小相同，銅環(huán)電阻較小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，銅環(huán)中產生的感應電流較大，再根據(jù)安培力公式可知，銅環(huán)受到的安培力較大，故C錯誤；閉合S瞬間，由右手螺旋定則可知，穿過鋁環(huán)的磁通量向左且增大，根據(jù)楞次定律可知，從左側向右看，鋁環(huán)中感應電流沿順時針方向，故D正確。]
11．(多選)如圖所示，通電螺線管N置于閉合金屬環(huán)M的軸線上，當N中的電流突然減小時，則(　　)
A．金屬環(huán)M有縮小的趨勢
B．金屬環(huán)M有擴張的趨勢
C．螺線管N有縮短的趨勢
D．螺線管N有伸長的趨勢
AD　[對通電螺線管，當通入的電流突然減小時，螺線管每匝間的相互吸引力也減小，所以匝間距有增大趨勢；對金屬環(huán)M，穿過的磁通量也隨之減少，由于它包含內外磁場，只有減小面積才能阻礙磁通量的減少，金屬環(huán)M有縮小的趨勢，A、D正確。]
12．如圖所示，在一固定水平放置的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵從離地面高h處由靜止開始下落，最后落在水平地面上。磁鐵下落過程中始終保持豎直，并從圓環(huán)中心穿過，而不與圓環(huán)接觸。若不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是(　　)
A．在磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應電流方向先逆時針后順時針(從上向下看)
B．磁鐵在整個下落過程中，受圓環(huán)對它的作用力先豎直向上后豎直向下
C．磁鐵在整個下落過程中，它的機械能不變
D．磁鐵落地時的速率一定等于
A　[當磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量增加，圓環(huán)中感應電流方向為逆時針(從上向下看)，當磁鐵遠離圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量減少，圓環(huán)中感應電流方向為順時針(從上向下看)，A正確；“來拒去留”，可判斷磁鐵在整個下落過程中，受圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上，B錯誤；磁鐵在整個下落過程中，由于受到圓環(huán)對它的作用力，機械能不守恒，C錯誤；磁鐵穿過導體圓環(huán)，電磁感應產生焦耳熱，落地速度一定小于自由落體運動的落地速度，D錯誤。](共43張PPT)
素養(yǎng)培優(yōu)課(三)　楞次定律的應用
第二章　電磁感應及其應用
關鍵能力·情境探究達成
考點1　“增離減靠”法的應用
1．若原磁通量增加，則通過遠離磁場源起到阻礙的作用(“增離”)。
2．若原磁通量減小，則通過靠近磁場源起到阻礙的作用(“減靠”)。
【典例1】　如圖所示，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落。保持bc邊在紙外，ad邊在紙內。如圖中的位置Ⅰ經過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個過程中，線圈中感應電流(　　)
A．沿abcd流動
B．沿dcba流動
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動
√
A　[線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中，穿過線圈的向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，產生感應電流的磁場方向向上，由右手定則知電流沿abcd方向；線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ的過程中，線圈內穿過的向下的磁通量增加，則感應電流的磁場方向向上，由右手定則知感應電流方向沿abcd方向，故A正確。]
√
[跟進訓練]
1．如圖所示，要使金屬環(huán)C向線圈A運動，導線ab在金屬導軌上應
(　　)



A．向右做減速運動
B．向左做勻速運動
C．向右做勻速運動
D．向左做加速運動
A　[導線ab向右減速運動時，導線ab中產生的感應電動勢和感應電流減小，線圈A產生的磁場減弱，穿過環(huán)C中的磁通量減小，則根據(jù)楞次定律可知環(huán)C將靠近線圈A，以阻礙磁通量的減小，故A正確；導線ab做勻速運動時，導線ab中產生的感應電動勢和感應電流恒定不變，線圈A產生的磁場恒定，穿過環(huán)C中的磁通量不變，不產生感應電流，不受到安培力，則環(huán)C不動，故B、C錯誤；導線ab向左加速運動時，導線ab中產生的感應電動勢和感應電流增加，線圈A產生的磁場增大，穿過環(huán)C中的磁通量增大，則根據(jù)楞次定律可知環(huán)C遠離線圈A，以阻礙磁通量的增加，故D錯誤。]
考點2　“來拒去留”法的應用
由于磁場與導體的相對運動產生電磁感應現(xiàn)象時，產生感應電流的導體受到磁場的安培力，這種安培力會“阻礙”相對運動，用一句口訣就是“來拒去留”。
【典例2】　如圖所示，一個閉合矩形金屬線框abcd，與一根絕緣輕桿相連，輕桿上端O點是一個固定轉動軸，轉動軸與線框平面垂直，線框靜止時恰位于蹄形磁鐵的正中間，線框平面與磁感線垂直、現(xiàn)將線框從左側某一高度處由靜止釋放，在線框左右擺動過程中，線框受到磁場力的方向是(　　)
√
A．向左擺動的過程中，受力方向向左；向右擺動的過程中，受力方向向右
B．向左擺動的過程中，受力方向向右；向右擺動的過程中，受力方向向左
C．向左擺動的過程中，受力方向先向左后向右；向右擺動的過程中，受力方向先向右后向左
D．向左、向右擺動過程中始終不受力
B　[從阻礙相對運動的角度來看，由于磁通量的變化是線框相對磁場運動引起的，因此感應電流的磁場總是阻礙線框相對磁場的運動。要阻礙相對運動，磁場對線框中感應電流的作用力一定和相對運動的方向相反，即線框向左擺動時受力方向向右，線框向右擺動時受力方向向左，故B正確，A、C、D錯誤。]
解題技巧　
[跟進訓練]
2．如圖所示，右端為N極的磁鐵置于粗糙水平桌面上并與輕質彈簧相連，彈簧一端固定在豎直墻面上，當彈簧處于原長時，磁鐵的中心恰好是接有一盞小燈泡的豎直固定線圈的圓心。用力將磁鐵向右拉到某一位置，撤去作用力后磁鐵穿過線圈來回振動，有關這個振動過程，以下說法正確的是(　　)
A．燈泡的亮暗不會發(fā)生變化
B．磁鐵接近線圈時，線圈對磁鐵產生排斥力
C．從左往右看線圈中的電流一直沿逆時針方向
D．若忽略摩擦力和空氣阻力，磁鐵振動的幅度不會減小
√
B　[以S極靠近線圈分析，速度增大，且靠近線圈時磁感應強度增大，則穿過線圈的磁通量變化率增大，感應電流增大，燈泡會變亮，故A錯誤；根據(jù)楞次定律“來拒去留”可知磁鐵接近線圈時，線圈對磁鐵產生排斥力，故B正確；當S極靠近線圈時，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的電流沿逆時針方向，當S極向右運動遠離線圈時，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的電流沿順時針方向，故C錯誤；磁鐵的振幅越來越小，因為彈簧和磁鐵的機械能逐漸轉化為燈泡發(fā)光的能量，故D錯誤。]
考點3　“增縮減擴”法的應用
當閉合電路中有感應電流產生時，電路的各部分導線就會受到安培力作用，會使電路的面積有變化(或有變化趨勢)。
1．若原磁通量增加，則通過減小有效面積起到阻礙的作用(“增縮”)。
2．若原磁通量減小，則通過增大有效面積起到阻礙的作用(“減擴”)。
【典例3】　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向上滑動，下面說法中正確的是(　　)
A．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中將產生俯視順時針方向的感應電流
D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大
√
C　[P向上滑動，回路電阻增大，電流減小，磁場減弱，穿過線圈a的磁通量變小，根據(jù)楞次定律，線圈a的面積有增大趨勢，A、B錯誤；由于線圈a中磁通量減小，根據(jù)楞次定律知線圈a中感應電流應為俯視順時針方向，C正確；由于線圈a中磁通量減小，可以用“等效法”，即將線圈a和b看作兩個條形磁鐵，不難判斷此時兩磁鐵相互吸引，故線圈a對水平桌面的壓力FN減小，D錯誤。]
解題技巧　
[跟進訓練]
3．如圖所示，在載流直導線旁固定有兩平行光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內，在導軌上有兩可自由滑動的導體ab和cd。當載流直導線中的電流逐漸增強時，導體ab和cd的運動情況是(　　)
A．一起向左運動
B．一起向右運動
C．ab和cd相向運動，相互靠近
D．ab和cd相背運動，相互遠離
C　[直導線中電流增強時，回路abdc中磁通量增大產生感應電流，根據(jù)“增縮減擴”原則知，回路abdc的面積減小，故C正確。]
√
考點4　“三定則一定律”的綜合應用
安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用情況如下表。
比較項目 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律
適用場合 通電導線、圓環(huán)產生磁場時，磁場方向、電流方向關系 通電導線在磁場中所受的安培力方向、電流方向、磁場方向的關系 導體切割磁感線時速度方向、磁場方向、感應電流方向的關系 回路中磁通量變化產生感應電流時，原磁場方向、感應電流磁場方向的關系
綜合運用這幾個規(guī)律的關鍵是分清各個規(guī)律的適用情況，不能混淆。
【典例4】　(多選)如圖所示裝置中，cd桿光滑且原來靜止。當ab桿做如下哪些運動時，cd桿將向右移動(導體棒切割磁感線速度越大，感應電流越大)(　　)



A．向右勻速運動 　 B．向右加速運動
C．向左加速運動 　 D．向左減速運動
√
√
BD　[ab桿向右勻速運動，在ab桿中產生恒定的電流，該電流在線圈L1中產生恒定的磁場，在L2中不產生感應電流，所以cd桿不動，故A錯誤；ab桿向右加速運動，根據(jù)右手定則，知在ab桿上產生增大的由a到b的電流，根據(jù)安培定則，在L1中產生方向向上且增強的磁場，該磁場向下通過L2，由楞次定律，在cd桿上產生c到d的感應電流，根據(jù)左手定則，cd桿受到向右的安培力，cd桿將向右運動，故B正確；同理可得C錯誤，D正確。]
規(guī)律方法　左判“力”，右判“電”，安培定則“磁感線”。
[跟進訓練]
4．圖中T是繞有兩組線圈的閉合鐵芯，線圈的繞向如圖所示，D是理想的二極管，金屬棒ab可在兩條平行的金屬導軌上沿導軌滑行，磁場方向垂直紙面向里，若電流計G中有電流通過，則ab棒的運動可能是(　　)
A．向左勻速運動 　 B．向右勻速運動
C．向左勻加速運動 　 D．向右勻加速運動
√
C　[ab棒若做勻速移動，ab棒產生穩(wěn)定的感應電動勢，在右邊的回路中產生穩(wěn)定的感應電流，則左邊線圈中產生穩(wěn)定的磁場，在左邊線圈中不產生感應電流，故A、B錯誤；導體棒向左加速移動，感應電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，感應電流的方向由a到b，根據(jù)右手螺旋定則，在右邊線圈中產生從上到下的磁場，則在左側線框中產生從下到上的磁場且不斷增強，根據(jù)楞次定律，通過電流計的電流方向從上到下，正好正向通過二極管，故C正確；導體棒向右加速移動，感應電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，感應電流的方向由b到a，根據(jù)右手螺旋定則，在右邊線圈中產生從下到上的磁場，則在左側線框中產生從上到下的磁場且不斷增強，根據(jù)楞次定律，通過電流計的電流方向應該從下到上，但是由二極管反向電阻很大，因此電路中無電流，故D錯誤。故選C。]
題號
素養(yǎng)培優(yōu)練(三)　楞次定律的應用
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
1．研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有獨特屬性的新型合金，只要略微提高其溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使它旁邊的線圈中產生感應電流。如圖所示，一圓形線圈放在圓柱形合金材料下方，現(xiàn)對合金材料進行加熱，則(　　)
A．線圈中將產生逆時針方向的電流
B．線圈中將產生順時針方向的電流
C．線圈將有收縮的趨勢
D．線圈將有擴張的趨勢
C　[提高溫度，這種合金會由非磁性合金變成強磁性合金，穿過線圈的磁通量增大，從而在線圈中產生電流，由于原磁場的方向未知，所以不能判斷出感應電流的方向，故A、B錯誤；當合金材料的磁場增大時，穿過線圈的磁通量增大，則線圈產生的感應電流磁場阻礙磁通量的增大，面積有縮小的趨勢，故C正確，D錯誤。]
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
題號
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
√
2．如圖所示，一輕質長桿兩側各固定一銅環(huán)，左環(huán)M開口，右環(huán)N閉合，橫桿可以繞中心自由轉動，用一條形磁鐵插向其中一個銅環(huán)，下列說法正確的是(　　)
A．若磁鐵插向M環(huán)，橫桿會發(fā)生轉動
B．若磁鐵插向N環(huán)，橫桿會發(fā)生轉動
C．無論磁鐵插向哪個環(huán)，橫桿都不會發(fā)生轉動
D．無論磁鐵插向哪個環(huán)，橫桿都會發(fā)生轉動
B　[左環(huán)不閉合，磁鐵插向M環(huán)時，不產生感應電流，環(huán)不受力，橫桿不轉動；右環(huán)閉合，磁鐵插向N環(huán)時，環(huán)內產生感應電流，環(huán)受到磁場的作用，橫桿轉動，故B正確，A、C、D錯誤。]
題號
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
1
√
3．如圖所示，兩輕質閉合金屬圓環(huán)，穿掛在一根光滑水平絕緣直桿上，原來處于靜止狀態(tài)。當條形磁鐵的N極自右向左插入圓環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是(　　)
A．同時向左運動，兩環(huán)間距變大
B．同時向左運動，兩環(huán)間距變小
C．同時向右運動，兩環(huán)間距變大
D．同時向右運動，兩環(huán)間距變小
題號
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
1
B　[將條形磁鐵向左插入金屬圓環(huán)的過程中，兩個環(huán)中均產生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流的效果是阻礙環(huán)與磁鐵間的相對運動，所以兩環(huán)均向左運動，靠近磁鐵的環(huán)所受的安培力大于另一個，可判斷兩環(huán)在靠近，B正確。]
題號
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
12
1
√
4．如圖所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管的過程中，則(　　)
A．小車將向右運動
B．使條形磁鐵向右插入時外力所做的功全部轉化為電能，最終轉化為螺線管的內能
C．條形磁鐵會受到向右的力
D．小車會受到向左的力
題號
4
2
3
5
6
8
7
9
10
11
12
1
A　[磁鐵向右插入螺線管中，根據(jù)楞次定律的擴展含義“來拒去留”，磁鐵與小車相互排斥，條形磁鐵會受到向左的力，小車在光滑水平面上受力向右運動，A正確，C、D錯誤；電磁感應現(xiàn)象中滿足能量守恒，由于小車動能增加，外力做的功轉化為小車的動能和螺線管中的內能，B錯誤。]
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
√
5．如圖所示，粗糙水平桌面上有一質量為m的銅質矩形線圈，重力加速度為g。當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是(　　)
A．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左
B．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向左
C．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向右
D．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
D　[條形磁鐵從線圈正上方等高快速經過時，通過線圈的磁通量先增加后減小。當通過線圈的磁通量增加時，為阻礙其增加，在豎直方向上線圈有向下運動的趨勢，所以線圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢；當通過線圈的磁通量減小時，為阻礙其減小，在豎直方向上線圈有向上運動的趨勢，所以線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢。綜上所述，線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，運動趨勢總是向右，故D正確。]
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
√
6．如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側，現(xiàn)使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時，ab和cd棒的運動情況是(　　)


A．ab向左，cd向右 　 B．ab向右，cd向左
C．ab、cd都向右運動 　 D．ab、cd保持靜止
題號
2
4
5
3
6
8
7
9
10
11
12
1
A　[當滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時，電路中的總電阻變小，流過螺線管的電流將增大，周圍的磁場變強，由楞次定律可知，感應電流的磁場應阻礙其變化，因此兩棒應分別向外運動，增大回路的面積，以增大螺線管外部的磁通量來阻礙內部磁場的磁通量的增大，故A正確。]
題號
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
1
√
7．如圖所示，條形磁鐵從高h處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈。開關斷開，條形磁鐵至落地用時t1，落地時
速度為v1；開關閉合，條形磁鐵至落地用時t2，落地
時速度為v2，則它們的大小關系正確的是(　　)
A．t1＞t2，v1＞v2 　 B．t1＝t2，v1＝v2
C．t1＜t2，v1＜v2 　 D．t1＜t2，v1＞v2
D　[開關斷開時，線圈中無感應電流，對條形磁鐵無阻礙作用，條形磁鐵自由下落，故a＝g；當開關閉合時，線圈中有感應電流，對條形磁鐵有阻礙作用，故a＜g，所以t1＜t2，v1＞v2，D正確。]
題號
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
12
1
√
8．某課外研究性學習小組研究如何防止電梯墜落，所設計的防止電梯墜落的應急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設線圈，該學習小組認為能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關于該裝置，下列說法正確的是(　　)
A．該小組設計原理有問題，當電梯突然墜落時，該裝置
不可能起到阻礙電梯下落的作用
B．當電梯突然墜落時，該安全裝置可使電梯停在空中
C．當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，閉合線圈A、B中電流方向相反
D．當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，已經穿過A閉合線圈，所以線圈A不會阻礙電梯下落，只有閉合線圈B阻礙電梯下落
題號
2
4
5
3
8
6
7
9
10
11
12
1
C　[若電梯突然墜落時，線圈內的磁感應強度發(fā)生變化，將在線圈中產生感應電流，感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應急避險作用，故A錯誤；感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，故B錯誤；當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應電流的方向從上向下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應電流方向相反，故C正確；結合A的分析可知，當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D錯誤。]
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
√
9．如圖所示，導體棒ab在勻強磁場中沿金屬導軌向右加速運動，c為銅制圓線圈，線圈平面與螺線管中軸線垂直，圓心在螺線管中軸線上，則(　　)

A．導體棒ab中的電流由b流向a
B．螺線管內部的磁場方向向左
C．銅制圓線圈c被螺線管吸引
D．銅制圓線圈c有收縮的趨勢
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
D　[由右手定則可知導體棒ab中的電流由a流向b，故A錯誤；由安培定則可知螺線管內部的磁場方向向右，故B錯誤；螺線管電流增大，銅制圓線圈c磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知會被螺線管排斥，銅制圓線圈c有收縮的趨勢，故C錯誤，D正確。]
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
√
10．(多選)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅動來實現(xiàn)的，電磁驅動原理如圖所示，在固定線圈左右兩側對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關S的瞬間(　　)
A．鋁環(huán)向左運動，銅環(huán)向右運動
B．兩個金屬環(huán)都向右運動
C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力
D．從左側向右看，鋁環(huán)中感應電流沿順時針方向
√
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
AD　[合上開關S的瞬間，穿過兩個金屬環(huán)的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的增大，鋁環(huán)向左運動，銅環(huán)向右運動，故A正確，B錯誤；由于銅環(huán)和鋁環(huán)的形狀、大小相同，銅的電阻率較小，故銅環(huán)的電阻較小，兩環(huán)對稱地放在固定線圈兩側，閉合S瞬間，穿過兩環(huán)的磁通量的變化率相同，兩環(huán)產生的感應電動勢大小相同，銅環(huán)電阻較小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，銅環(huán)中產生的感應電流較大，再根據(jù)安培力公式可知，銅環(huán)受到的安培力較大，故C錯誤；閉合S瞬間，由右手螺旋定則可知，穿過鋁環(huán)的磁通量向左且增大，根據(jù)楞次定律可知，從左側向右看，鋁環(huán)中感應電流沿順時針方向，故D正確。]
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
11．(多選)如圖所示，通電螺線管N置于閉合金屬環(huán)M的軸線上，當N中的電流突然減小時，則(　　)
A．金屬環(huán)M有縮小的趨勢
B．金屬環(huán)M有擴張的趨勢
C．螺線管N有縮短的趨勢
D．螺線管N有伸長的趨勢
√
√
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
AD　[對通電螺線管，當通入的電流突然減小時，螺線管每匝間的相互吸引力也減小，所以匝間距有增大趨勢；對金屬環(huán)M，穿過的磁通量也隨之減少，由于它包含內外磁場，只有減小面積才能阻礙磁通量的減少，金屬環(huán)M有縮小的趨勢，A、D正確。]
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
√
題號
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1

展開更多......

收起↑