高二43楞次定律.docx
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高二43楞次定律
§4.3楞次定律
1.探究感应电流的方向
(1)用“试触法”判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系:
电流从左接线柱流入,指针向偏转;电流从右接线柱流入,指针向偏转;
(2)观察螺线管上漆包线的绕向,从上往下看,漆包线是按(顺时针、逆时针)绕制的。
据此在图4.3-1、图4.3-2中画出螺线管的绕向,将图补充完整;
(3)按图
(1)连接好电路;
(4)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指针偏转方向,然后根据步骤
(1)的结论,判定出感应电流方向,根据以上记录,在以下图2中画出四种情况下磁铁的磁场方向和感应电流的磁场方向。
据实验结果,填表:
磁铁运动情况
N极下插
S极下插
N极上拔
S极上拔
磁铁产生的磁场方向
线圈磁通量的变化
感应电流的方向
【思考】根据以上实验,能否说出感应电流的方向跟穿过螺线管的磁通量的变化有什么关系?
当我们很难概括感应电流的方向跟磁通量的变化有何关系时,是否可以用一个“中介”——“感应电流的磁场”来表述这种关系?
试在以上表格中,添加感应电流的磁场一项并补充完整,你能找出感应电流的方向遵从什么规律吗?
再添加感应电流的磁场方向与磁铁产生的磁场方向的关系,你发现什么规律了吗?
当磁铁插入或拔出螺线管时,穿过螺线管的磁通量怎么变?
感应电流的磁场方向与原磁场方向什么关系?
能否根据以上分析概括出感应电流的方向遵从什么规律?
2.楞次定律的应用
【例题1】教材P11例题1。
在下面框中画出判断感应电流方向的框图:
【例题2】教材P12例题2。
3.右手定则
【例题3】教材P12《思考与讨论》。
【基础训练】
1.关于楞次定律,下列说法中正确的是:
A.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反
B.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同
C.感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小
D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化
2.下图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是:
3.
如图4.3-3所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。
则:
A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C.当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
4.如图4.3-4所示,当变阻器R的滑动触头向右滑动时,流过电阻R′的电流方向是_______.
5.
M和N是绕在一个环形铁芯上的两个线圈,绕法和线路如图4.3-5所示.现将开关S从a处断开,然后合向b处,在此过程中,通过电阻R2的电流方向是:
A.先由c流向d,后又由c流向d
B.先由c流向d,后又由d流向c
C.先由d流向c,后又由d流向c
D.先由d流向c,后又由c流向d
6.
奥斯特发现了电流的磁效应后,法拉第仔细地分析了电流的磁效应。
他认为,既然磁铁可以使靠近它的铁块具有磁性,静电荷可以使靠近它的导体带电,那么电流也应当使靠近它的线圈感应出电流。
1822年法拉第在日记中记载着“把磁转变成电”的光辉思想,后来,法拉第对这一课题进行了系统的实验研究.1831年8月法拉第把两个线圈绕在一个铁环上(如图4.3-6所示),线圈A接直流电源,线圈B接电流表.他发现,当线圈A的电路接通或断开的瞬间,线圈B中产生瞬时电流.分析这个实验,下列说法中正确的是:
A.此实验说明线圈B的的感应电流是由线圈A的磁场变化引起的
B.开关S闭合瞬间,
中的电流方向是a→b
C.若将其中的铁环拿走,再做这个实验,S闭合瞬间,
中没有电流
D.若将其中的铁环拿走,再做这个实验,S闭合瞬间,
中仍有电流
7.
如图4.3-7所示,在条形磁铁N极附近,将闭合线圈abcd由位置Ⅰ经位置Ⅱ平移至Ⅲ,线圈中感应电流的方向:
A.始终沿abcd方向B.始终沿adcb方向C.先沿abcd方向,后沿adcb方向D.先沿adcb方向,后沿abcd方向
8.
如图4.3-8所示,线圈与电流表组成闭合电路。
当条形磁铁插入线圈或从线圈中拔出时,电路中都会产生感应电流。
以下判断正确是是:
A.当N极插入线圈经过位置1时,流过电流表的电流方向为由a到b
B.当N极插入线圈经过位置1时,流过电流表的电流方向为由b到a
C.当S极离开线圈经过位置2时,流过电流表的电流方向为由a到b
D.当S极离开线圈经过位置2时,流过电流表的电流方向为由b到a
9.一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图4.3-9所示的匀强磁场中运动。
已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为:
A.逆时针方向逆时针方向
B.逆时针方向顺时针方向
C.顺时针方向顺时针方向
D.顺时针方向逆时针方向
10.
如图4.3-10所示,电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,下端为N极。当磁铁自由下落,N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是:
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
11.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图4.3-11连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以推断:
A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转
B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转
C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向
【拓展训练】
12.如图4.3-12所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是:
A.先顺时针后逆时针
B.先逆时针后顺时针
C.先顺时针后逆时针,然后再顺时针
D.先逆时针后顺时针,然后再逆时针
13.如图4.3-13所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A和B.将线圈B的两端与漆包线CD相连,使CD平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N极的偏转情况?
线圈A电流稳定后,小磁针又怎样偏转?
要点一楞次定律的理解
楞次定律的关键词是“阻碍变化”,那么到底是“谁在阻碍”、“阻碍什么”、“如何阻碍”、“为何阻碍”、“是否阻止”?
详细分析见下表:
谁在阻碍
“感应电流的磁场”在阻碍.
阻碍什么
阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化”,而不是阻碍的引起感应电流的磁场、也不是阻碍的引起感应电流的磁通量.
如何阻碍
磁通量增加时,阻碍其增加,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,起抵消作用;磁通量减少时,阻碍其减少,感应电流的磁场与原磁场方向一致,起补偿作用.
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化.
是否阻止
“阻碍”不是“阻止”,只是延缓了磁通量变化的快慢,但这种变化仍继续进行,最终结果不受影响.
要点二如何区分左手定则和右手定则
1.列表比较
2.左手定则与右手定则在使用时易相混,可采用“字形记忆法”,通电导线在磁场中受安培力的作用,“力”字的最后一撇“
”向左,用左手定则:
导体切割磁感线产生感应电流,“电”字最后一竖折钩“
”向右偏折,用右手定则.总之,可简记为“力左电右”.
§4专题一楞次定律的简单应用
楞次定律所提示的电磁感应过程中有两个最基本的因果关系,一是感应电流产生的磁场(结果)与原磁场磁通量变化(原因)之间的阻碍与被阻碍的关系;二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系。
抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决问题的关键。
楞次定律中的“阻碍”作用,正是能量转化和守恒定律的反映,在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能。
从这个角度看,楞次定律可广义的描述为:
感应电流的“效果”总是反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有四种:
(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”(“敌”进“我”退、“敌”逃“我”追);
(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”。
【例题1】如图4.3-1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:
A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g
【练习1】如图4.3-2所示,MN、PQ为同一水平面的两平行导轨,导轨间有垂直于导轨平面向内的磁场,导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当ab杆沿轨道向右滑动时,根据楞次定律判断感应电流方向的一般步骤判断cd将:
A.右滑 B.不动 C.左滑 D.无法确定
【例题2】如图4.3-3甲所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图4.3-3乙所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。
对于线圈B,下列说法正确的是:
A.在0~t1时间内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.在0~t1时间内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.在t1~t2时间内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
D.在t1~t2时间内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
【练习2】如图4.3-4所示,水平桌面上放一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁,当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时,下列判断正确的是:
A.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力增大
B.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力增大
C.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力减小
D.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力减小
【例题3】如图4.3-5所示,水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是:
A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动
C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动
【练习3】如图4.3-6所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一导线ab,磁感线垂直导轨所在平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线ab的运动情况可能是:
A.匀速向右运动 B.加速向右运动
C.减速向右运动D.加速向左运动
【基础训练】
14.如图4.3-7所示,闭合金属线圈a悬挂在通电长直导线b的正上方,且和b在同一竖直平面内,当导线b中的电流突然减小时,下列说法中正确的是:
A.线圈a中产生顺时针方向的感应电流,悬线拉力变小
B.线圈a中产生顺时针方向的感应电流,悬线拉力增大
C.线圈a中产生逆时针方向的感应电流,悬线拉力增大
D.线圈a中产生逆时针方向的感应电流,悬线拉力变小
15.
如图4.3-8所示,在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N。
当两环均通以图示的相同方向的电流时,分析下列说法中,哪种说法正确:
A.两环静止不动B.两环互相靠近
C.两环互相远离D.两环同时向左运动
16.
如图4.3-9所示,通电螺线管左侧和内部分别静止吊一环a和b,当电键闭合或滑动变阻器的滑片移动时,下列的有关说法正确的是:
A.当电键闭合时,a向左摆,b不动
B.当电键闭合时,a向右摆,b不动
C.当滑动变阻器的滑片向左滑动时,a向左摆,b不动
D.当滑动变阻器的滑片向左滑动时,a向右摆,b不动
17.如图4.3-10所示,一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间,铝框可以绕竖直的转轴自由转动。
转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转,观察到铝框会随之转动,对这个实验现象的描述和解释,下列说法中正确的是:
A.铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
B.铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
C.铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时,铝框中的感应电流最大
D.铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时,铝框两个竖直边受到的磁场力均为零
18.
如图4.3-11所示,一绝缘细杆的两端吊着A、B都是很轻的铝环,分别调在绝缘细杆的两端,杆可绕中间竖直轴在水平面内转动,环A是闭合的,环B是断开的。
若用磁铁分别接近这两个圆环,则下面说法正确的是:
A.图中磁铁N极接近A环时,A环被吸引,而后被推开
B.图中磁铁N极远离A环时,A环被排斥,而后随磁铁运动
C.用磁铁N极接近B环时,B环被推斥,远离磁铁运动
D.用磁铁的任意一磁极接近A环时,A环均被排斥,环运动方向和磁铁移动方向相同
19.
如图4.3-12所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。
当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时,线圈始终保持不动。
则关于线圈在此过程中受到的支持力N和摩擦力f的情况,以下判断正确的是:
A.N先大于mg,后小于mgB.N一直大于mg
C.f先向左,后向右D.f一直向左
20.
如图4.3-13所示,螺线管置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流减小时:
A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势
C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势
【拓展训练】
21.
在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图4.3-14所示,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面。
当导线ab加速向右运动时,M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向,及所具有的形变趋势是:
A.N有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势
B.N有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
C.N有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势
D.N有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
22.如图4.3-15所示,c为闭合铜线圈,由绝缘细绳吊着处于螺线管的附近,螺线管的轴线垂直于线圈平面。
与螺线管的导线与金属导轨连接组成闭合回路,导体棒ab在方向垂直于纸面向外的匀强磁场中沿导轨运动,则:
A.若ab向右做匀速运动,线圈c中将有感应电流产生且被螺线管排斥
B.若ab向左做匀速运动,线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引
C.若ab向右做减速运动,线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引
D.若ab向右做加速运动,线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引
23.
如图4.3-16所示,线图C连接光滑平行导轨,导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,导轨上放着导体MN。为了使闭合线圈A产生图示方向的感应电流,可使导体MN:
A.向右加速运动
B.向右减速运动
C.向左加速运动
D.向左减速运动
§4.3楞次定律
【巩固练习】1.CD 2.CD3.ABC 4.a→R′→b 5.A 6.ABD 7.A 8.AD 9.B 10.A 11.B 12.D 13.在开关合上的瞬间,小磁针的N极向纸内偏转,当线圈A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置
§4专题一楞次定律的简单应用
【课堂学习】例题1.AD 练习1.A 例题2.BD 练习2.A 例题3.BC 练习3.CD
【巩固练习】1.C 2.B 3.B 4.A 5.D 6.AD 7.AD 8.C 9.C 10.AD
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