2022-2023年高考物理一轮复习 楞次定律的应用课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 楞次定律的应用课件，共19页。
一、楞次定律的重要结论
1.“增反减同”法感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反.(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.口诀记为“增反减同”.
例1　如图1所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈的感应电流 A.沿abcda流动B.沿dcbad流动C.先沿abcda流动,后沿dcbad流动D.先沿dcbad流动,后沿abcda流动
解析　由条形磁铁的磁场分布可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小,为零,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcda.
2.“来拒去留”法由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动.口诀记为“来拒去留”.
例2　如图2所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是图2A.向右摆动　　　B.向左摆动C.静止　　　D.无法判定
解析　当磁铁突然向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,为阻碍磁通量的增加,铜环远离磁铁向右摆动,故选A.
3.“增缩减扩”法就闭合电路的面积而言,收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化.若穿过闭合电路的磁通量增加,面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少,面积有扩张趋势.口诀记为“增缩减扩”.说明：此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况.
例3　如图3所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两个可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增大时,导体ab和cd的运动情况是 A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离
解析　由于在闭合回路abdc中,ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增大时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路的磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增大的目的.故选C.
4.“增离减靠”法当磁场变化且线圈回路可移动时,由于磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加,线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之,由于磁场减弱使线圈中的磁通量减少时,线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少.口诀记为“增离减靠”.
例4　如图4所示,一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,能观察到N向左运动的是A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时
解析　金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减小,则线圈M中的电流在减小,只有选项C符合.
[学科素养]　以上四种情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化,拨开现象看本质,体现了“科学思维”的学科素养.
二、“三定则一定律”的综合应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用场合及因果关系如下表：
综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合,不能混淆.
例5　(多选)如图5所示装置中,cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)图5A.向右匀速运动　　　B.向右加速运动C.向左加速运动 　　　D.向左减速运动
解析　ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误；ab杆向右加速运动,根据右手定则知,在ab杆上产生增大的由a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,由楞次定律,cd杆中的电流由c到d,根据左手定则,cd杆受到向右的安培力,向右运动,故B正确；同理可得C错误,D正确.
[学科素养]　本题通过对ab杆的各种运动情况进行分析,利用楞次定律或右手定则判断出ab杆中感应电流的方向,再利用安培定则确定L1、L2中磁场方向,然后利用楞次定律确定cd杆中电流方向,最后利用左手定则判断cd杆所受安培力方向,从而判断出cd杆的运动情况,这样的综合分析,较好地体现了物理“科学思维”的学科素养.
1.(楞次定律的重要结论)如图6甲所示,有一闭合导线环,磁场方向垂直于环面向里,当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时,顺着磁场方向看,导线环中感应电流的方向是A.一直顺时针B.一直逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针
解析　由题图乙可知,0～t0内,穿过导线环的磁通量增加,由楞次定律的结论——“增反减同”可知,感应电流产生的磁场方向垂直环面向外,所以感应电流方向为逆时针；同理可得t0～2t0内感应电流方向为顺时针,D正确.
2.(楞次定律的重要结论)如图7所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬间,A、C两环A.都被B吸引B.都被B排斥C.A被吸引,C被排斥D.A被排斥,C被吸引
解析　在接通电源的瞬间,通过B环的电流从无到有,电流产生的磁场从无到有,穿过A、C两环的磁通量从无到有,A、C两环产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流阻碍原磁通量的增加,A、C两环都被B环排斥而远离B环,故A、C、D错误,B正确.
3.(楞次定律的重要结论)(多选)如图8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(不计空气阻力)A.p、q将互相靠拢B.p、q将互相远离C.磁铁下落的加速度仍为gD.磁铁下落的加速度小于g
解析　在磁铁下落接近回路的过程中,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律的结论——“增缩减扩”,可知p、q将互相靠拢；利用“来拒去留”可知磁铁受到向上的阻力,磁铁的加速度小于g,A、D正确.
4.(“三定则一定律”的综合应用)(多选)如图9所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大,感应电流越大)A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动