《习题课：楞次定律的应用》

《4.3：习题课：楞次定律的应用》导学案编制：郭智鹏审核：彭彩萍学生：〖课前预习案〗1.学习目标定位①学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.②理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.2.核心知识梳理一．应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：（1）明确所研究的，判断的方向；（2）判断闭合电路内原磁场的的变化情况；（3）由判断感应电流的磁场方向；（4）由根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向. 二．安培定则（右手螺旋定则）、右手定则、左手定则（1）判断电流产生的磁场方向用定则. （2）判断磁场对通电导体及运动电荷的作用力方向用定则. （3）判断导体切割磁感线运动产生的感应电流方向定则.〖预习检测题〗1.如图所示，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，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（）A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动规律总结：感应电流的磁场，总是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”.2.如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()A．向右摆动B．向左摆动C．静止D．无法判定规律总结：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，简称口诀“来拒去留”.3.如图所示，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，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，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，相互远离规律总结：当闭合电路有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化（或有变化趋势）.(1）若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用.(2) 若原磁通量减小，则通过增加有效面积起到阻碍的作用.4.一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，可观测到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的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时规律总结：发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定，可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.即：（1）若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用.（2）若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.口诀记为“增离减靠”.5.如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中( )(提示：MN向右加速滑动，垂直切割磁感线，产生的感应电流增加)A．有感应电流，且B被A吸引B．无感应电流C．可能有，也可能没有感应电流D．有感应电流，且B被A排斥规律总结：一.右手定则是楞次定律的特殊情况（1）楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.（2）右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导体在磁场中做切割磁感应运动.二.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系（1）因电而生磁（I B）安培定则.（判断电流周围磁感线的方向）（2）因动而生电（v、B I感）右手定则.（导体切割磁感线产生感应电流）（3）因电而受力（I、B F安）左手定则.（磁场对电流有作用力）〖随堂训练题〗1. 1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言存在只有一个磁极的粒子，称“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过图示的超导线圈，那么，如图所示，从上向下看，超导线圈上将出现（）A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流C．顺时针方向持续流动的感应电流D．逆时针方向持续流动的感应电流2.如图所示，螺线管CD的导线绕法不明．当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生．下列关于螺线管极性的判断正确的是（）A．C端一定是N极B．C端一定是S极C．C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D．无法判断极性的关系，因螺线管的绕法不明3.如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时()A．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大4.如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是()A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大5.如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是( )A.电键S闭合瞬间B.电键S由闭合到断开的瞬间C.电键S已经是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动D.电键S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动6.如图所示，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在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，PQ所做的运动可能是（）(提示：PQ加速运动，垂直切割磁感线，产生的感应电流增加，反之减少)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〖课后练习题〗1.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中（）A．始终有感应电流自a向b通过电流表B．始终有感应电流自b向a流过电流表C．先有a→→b方向的感应电流，后有b→→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流2.如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i，i－t图象如图乙所示，规定图甲中箭头所指的方向为电流正方向，则在最初一个周期内，矩形线框中感应电流的方向，下列判断正确的是（）A．由顺时针方向变为逆时针方向B．由逆时针方向变为顺时针方向C．由顺时针方向变为逆时针方向，再由逆时针方向变为顺时针方向D．由逆时针方向变为顺时针方向，再由顺时针方向变为逆时针方向3.如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是( )A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动4.如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过.现将环从位置I释放，环经过磁铁到达位置II .设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张和T2，重力加速度大小为g，则（）力分别为TA．T1>mg，T2>mgB．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mgD．T1<mg，T2>mg5.如图所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处于静止状态．当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是（）A.同时向左运动，两环间距变大B．同时向左运动，两环间距变小C．同时向右运动，两环间距变大D．同时向右运动，两环间距变小6.如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A．F N先小于mg后大于mgB．F N先大于mg后小于mgC．运动趋势向左D．运动趋势向右7.如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场．则（）A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向左移动B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向左移动8.如图，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增加，则（）A．环A有扩张的趋势B．环A有缩小的趋势C．螺线管B有缩短的趋势D．螺线管B有伸长的趋势9.如图所示，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将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g10.如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环.导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按图乙中哪一图线所表示的方式随时间变化时，可使导体圆环对桌面的压力减小. （）（提示：当线圈中磁感应强度的变化率增加时，产生的感应电流增加，反之减少. 而当线圈中磁感应强度的变化率不变时，产生的感应电流恒定.）11.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO/重合.现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（）A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大12.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（）A．同时向两侧推开B．同时向螺线管靠拢C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断13.如图所示，处于匀强磁场中的平行金属导轨跟大线圈P相接，导轨上放一导线ab，大线圈P内有同圆心的闭合小线圈M，要使M中产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动是()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(提示：ab加速运动，垂直切割磁感线，产生的感应电流增加，反之减少，ab匀速运动，垂直切割磁感线，产生的感应电流恒定)14.如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,ab直导线与M、N相连接,线圈A与直导线cd连接，线圈A内有如图乙所示变化的磁场,且规定向左为磁场B的正方向,则下列叙述正确的是()A.0～1s内ab、cd导线互相排斥B.1～2s内ab、cd导线互相吸引C. 2～3s内ab、cd导线互相吸引D. 3～4s内ab、cd导线互相排斥15.如图所示，导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通．当导体棒AB向左移动时()A．AB中感应电流的方向为A到BB．AB中感应电流的方向为B到AC．CD向左移动D．CD向右移动。