专题4.2 楞次定律的理解及应用
1. 楞次定律中“阻碍”的含义
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引起感应电流的原因,列表说明如下:
内容
阻碍原磁通量变化—“增
反减同”
磁铁靠近线圈,B感与B原反向
例证
阻碍相对运动——“来拒
去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
B减小,线圈扩张
阻碍原电流的变化
合上S,B先亮
——“增反减同”
2. 利用楞次定律判断感应电流的方向
题型1 楞次定律的理解及应用【典例1】大小不等的两导电圆环
P、Q均固定于水平桌面,
B,则(
)
Q环位于P环内。在两环间的范围内存在方向
竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场
A.Q环内有顺时针方向的感应电流B.Q环内有逆时针方向的感应电流C.P环内有顺时针方向的感应电流D.P环内有逆时针方向的感应电流【答案】【解析】
D
由楞次定律可知
P环内有逆时针方向的感应电流,Q环内没有感应电流产生,故选项A、B、C错
误,D正确。
【典例2】如图所示,一水平放置的通以恒定电流的圆形线圈上方下落,在下落过程中由线圈
1的正上方下落到线圈
1固定,另一较小的圆形线圈
2从线圈1的正
)
1的正下方的过程中,从上往下看,线圈2中(
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.有先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流D.有先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流
【答案】【解析】
C
线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示.
当线圈2从线圈1的正上方下落,并处于线圈1的上方时,磁感线向上,且磁通量增大,根据楞次定律知,
2中感应电流应为顺时针方向;同
2中
线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下,由右手螺旋定则,俯视线圈
时,线圈2落至线圈1的正下方时,磁通量向上且是减小的,由楞次定律和右手螺旋定则,俯视线圈感应电流应为逆时针方向.【跟踪训练】
1.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,及电流计
A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S
G组成另一个回路。如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该
(
)
实验下列说法正确的是
A.闭合S的瞬间,G中有a→b的感应电流B.闭合S的瞬间,G中有b→a的感应电流C.闭合S后,R的滑片向左移动的过程,D.闭合S后,R的滑片向左移动的过程,【答案】
D
G中有a→b的感应电流G中有b→a的感应电流
2.(多选)一个水平固定的金属大圆环A,通有恒定的电流,方向如图所示,现有一小金属环
A环共轴,那么在
B环下落过程中(
B自A环上方落
)
下并穿过A环,B环在下落过程中始终保持水平,并与
A.B环中感应电流方向始终与B.B环中感应电流方向与
A环中电流方向相反
A环中电流方向先相反后相同
B环中感应电流最大B环中感应电流为零
C.经过A环所在平面的瞬间,D.经过A环所在平面的瞬间,【答案】
BD
题型2 楞次定律推论的应用【典例3】如图所示,光滑固定导轨路,一条形磁铁从高处下落接近回路时
M、N水平放置,两根导体棒
(
)
P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回
A.P、Q将相互靠近 BC.磁铁的加速度仍为【答案】【解析】
AD 方法一:
.P、Q将相互远离.磁铁的加速度小于
g Dg
设磁铁的下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出
P、Q中的感应电流方向,根据左手定则可判断、P
Q所受安培力的方向,可见,P、Q将相互靠近。由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律知,磁
铁将受到向上的反作用力,从而使加速度小于论。故选项A、D正确。
g。当磁铁的下端为
S极时,根据类似的分析可得到相同的结
方法二:根据楞次定律的另一种表述:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近。所以,
P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g,故选项A、D正确。
当一条形磁铁向左运动靠近两环时,
【典例4】如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,两环的运动情况是
(
)
A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大【答案】
C
【跟踪训练】
1. 如图所示,绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环达该平面),a、b将如何移动(
)
a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到
A.a、b将相互远离B.a、b将相互靠近C.a、b将不动D.无法判断【答案】【解析】
A
根据Φ=BS,磁铁向下移动过程中
B增大,所以穿过每个环中的磁通量都增大,a、b中产生同