2016电磁感应现象楞次定律.ppt

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1、选修3-2第九章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律考考纲考情考情三年三年9 9考高考指数：考高考指数：1.1.磁通量磁通量 2.2.电磁感磁感应现象象 3.3.楞次定律楞次定律 【知【知识梳理】梳理】知知识点点1 1 磁通量磁通量1.1.概念：在磁感概念：在磁感应强度度为B B的的_中中,与磁与磁场方向方向_的面的面积S S和和B B的乘的乘积。2.2.公式：公式：=_=_。3.3.单位：位：1Wb=_1Wb=_。4.4.物理意物理意义：相当于穿：相当于穿过某一面某一面积的的_的条数。的条数。匀匀强磁磁场垂直垂直BSBS1 Tm1 Tm2 2磁感磁感线知知识点点2 2 电磁感磁感应现象象1.1

2、.电磁感磁感应现象：当象：当闭合合电路的磁通量路的磁通量_时,电路中有路中有_产生的生的现象。象。2.2.产生感生感应电流的两种情况：流的两种情况：(1)(1)闭合合电路的磁通量路的磁通量_。(2)(2)闭合合电路的一部分路的一部分导体切割体切割_运运动。发生生变化化感感应电流流发生生变化化磁感磁感线3.3.电磁感磁感应现象的象的实质：电路中路中产生生_,_,如果如果电路路闭合合则有感有感应电流流产生。生。4.4.能量能量转化：化：发生生电磁感磁感应现象象时,是机械能或其他形式的能量是机械能或其他形式的能量转化化为_。感感应电动势电能能知知识点点3 3 楞次定律楞次定律1.1.楞次定律：楞次定

3、律：(1)(1)内容：感内容：感应电流的磁流的磁场总要要_引起感引起感应电流的流的_的的变化。化。(2)(2)适用范适用范围：适用于一切回路：适用于一切回路_变化的情况。化的情况。阻碍阻碍磁通量磁通量磁通量磁通量2.2.右手定右手定则：(1)(1)使用方法。使用方法。让磁感磁感线穿入穿入_手手心。手手心。使大拇指指向使大拇指指向_的方向。的方向。则其余四指指向其余四指指向_的方向。的方向。(2)(2)适用范适用范围：适用于：适用于_切割磁感切割磁感线的情况。的情况。右右导体运体运动感感应电流流部分部分导体体【思【思维诊断】断】(1)(1)磁通量磁通量虽然是然是标量量,但有正、但有正、负之分。之

4、分。()(2)(2)当当导体切割磁感体切割磁感线运运动时,导体中一定体中一定产生感生感应电流。流。()(3)(3)穿穿过线圈的磁通量与圈的磁通量与线圈的匝数无关。圈的匝数无关。()(4)(4)电路中磁通量路中磁通量发生生变化化时,就一定会就一定会产生感生感应电流。流。()(5)(5)感感应电流的磁流的磁场总是与原磁是与原磁场方向相反。方向相反。()(6)(6)由楞次定律可直接判断出感由楞次定律可直接判断出感应电流的方向。流的方向。()提示：提示：(1)(1)。当磁感线穿过线圈的一面时规定磁通量为正。当磁感线穿过线圈的一面时规定磁通量为正,则从另一则从另一面穿过线圈时磁通量为负面穿过线圈时磁通量

5、为负,计算磁通量的变化时计算磁通量的变化时,要把要把“+”“-”“+”“-”号代号代入计算。入计算。(2)(2)。电路不闭合时。电路不闭合时,不能产生感应电流。不能产生感应电流。(3)(3)。穿过。穿过n n个线圈的磁感线条数与穿过一个线圈中的磁感线条数相个线圈的磁感线条数与穿过一个线圈中的磁感线条数相同同,磁通量相同。磁通量相同。(4)(4)。产生感应电流时。产生感应电流时,电路还必须是闭合的。电路还必须是闭合的。(5)(5)。当磁通量减少时。当磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。感应电流的磁场与原磁场方向相同。(6)(6)。用楞次定律只能判断出感应电流的磁场方向。用楞次定律只能判

6、断出感应电流的磁场方向,还得借助于安培还得借助于安培定则才能判断出感应电流的方向。定则才能判断出感应电流的方向。【小【小题快快练】1.1.如如图所示所示,ab,ab是水平面上一个是水平面上一个圆的直径的直径,在在过abab的的竖直面内有一根通直面内有一根通电直直导线cd,cd,且且cdcd平行于平行于ab,ab,当当cdcd竖直向上平移直向上平移时,穿穿过圆面面积的磁通的磁通量将量将()A.A.逐逐渐变大大 B.B.逐逐渐减小减小C.C.始始终为终为零零 D.D.不不为为零零,但始但始终终保持不保持不变变 【解析】【解析】选选C C。由安培定则可知。由安培定则可知,通电导线通电导线cdcd在空

7、间形成磁场的磁感线在空间形成磁场的磁感线为同心圆环为同心圆环,则穿过水平面上圆的直径则穿过水平面上圆的直径abab两侧的磁感线方向相反。由两侧的磁感线方向相反。由对称性可知对称性可知,圆内的磁通量始终为零圆内的磁通量始终为零,故本题选故本题选C C。2.2.下列下列图中能中能产生感生感应电流的是流的是()【解析】【解析】选选B B。选项。选项A A中的回路不闭合中的回路不闭合,不能产生感应电流不能产生感应电流;选项选项C C、D D中中回路中的磁通量不变化回路中的磁通量不变化,也不能产生感应电流也不能产生感应电流;B;B选项中的磁通量在增选项中的磁通量在增加加,又是闭合回路又是闭合回路,能产生

8、感应电流能产生感应电流,故本题选故本题选B B。3.3.如如图所示所示,当磁当磁场的磁感的磁感应强度度B B增增强时,内、外金属上的感内、外金属上的感应电流的流的方向方向应为()A.A.内内环顺时针,外外环逆逆时针B.B.内内环逆逆时针,外外环顺时针C.C.内、外内、外环均均为顺时针D.D.内、外内、外环均均为逆逆时针【解析】【解析】选选A A。磁场增强。磁场增强,则穿过回路的磁通量增大则穿过回路的磁通量增大,故感应电流的磁故感应电流的磁场向外场向外,由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向,即外环逆即外环逆时针时针,内环顺时针内环顺时针,A,A

9、正确。正确。4.(4.(多多选)下列各下列各图是是验证楞次定律楞次定律实验的示意的示意图,各各图中分中分别标出了磁出了磁铁的极性、磁的极性、磁铁相相对线圈的运圈的运动方向以及方向以及线圈中圈中产生的感生的感应电流的方流的方向等情况向等情况,其中与事其中与事实相符的是相符的是()【解析】【解析】选选C C、D D。A A图中磁铁向下运动图中磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量在向下增加穿过线圈的磁通量在向下增加,由楞次定律知感应电流的磁场阻碍原磁场的增加由楞次定律知感应电流的磁场阻碍原磁场的增加,方向向上方向向上,再由安培再由安培定则可以判断定则可以判断A A中感应电流的方向与图中相反中感应电流的方向

10、与图中相反,所以所以A A错错,同理得同理得B B错错,C,C、D D正确。正确。5.5.匀匀强磁磁场区域区域宽为d,d,一正方形一正方形线框框abcdabcd的的边长为l,且且ld,d,线框以速度框以速度v v通通过磁磁场区域区域,如如图所示所示,从从线框框进入到完全离开磁入到完全离开磁场的的时间内内,线框框中没有感中没有感应电流的流的时间是是()【解析】【解析】选选B B。只有在线框进入磁场的过程中。只有在线框进入磁场的过程中(bc(bc边未出磁场边未出磁场)和线框和线框出磁场的过程中出磁场的过程中(仅仅adad边在磁场中运动边在磁场中运动),),穿过线框的磁通量才发生变穿过线框的磁通量才

11、发生变化化,产生感应电流。产生感应电流。adad边和边和bcbc边都在磁场外时穿越磁场的过程中边都在磁场外时穿越磁场的过程中,没有没有感应电流感应电流,则则t=t=。考点考点1 1 电磁感磁感应现象的判断象的判断1.1.穿穿过闭合合电路的磁通量路的磁通量发生生变化化,大致有以下几种情况：大致有以下几种情况：(1)(1)磁感磁感应强度度B B不不变,线圈面圈面积S S发生生变化。化。(2)(2)线圈面圈面积S S不不变,磁感磁感应强度度B B发生生变化。化。(3)(3)磁感磁感应强度度B B和回路面和回路面积S S同同时发生生变化化,此此时可由可由=1 1-0 0计算算并判断磁通量是否并判断磁通

12、量是否变化。化。(4)(4)线圈面圈面积S S不不变,磁感磁感应强度度B B也不也不变,但二者之但二者之间夹角角发生生变化。化。2.2.判断判断电磁感磁感应现象能否象能否发生的一般流程：生的一般流程：【典例【典例1 1】如如图所示所示,一个一个U U形金属形金属导轨水平放置水平放置,其上放其上放有一个金属有一个金属导体棒体棒ab,ab,有一个磁感有一个磁感应强度度为B B的匀的匀强磁磁场斜向上穿斜向上穿过轨道平面道平面,且与且与竖直方向的直方向的夹角角为。在下列。在下列过程中程中,一定能在一定能在轨道回路里道回路里产生感生感应电流的是流的是()A.abA.ab向右运向右运动,同同时使使减小减小

13、B.B.使磁感使磁感应强度度B B减小减小,角同角同时也减小也减小C.abC.ab向左运向左运动,同同时增大磁感增大磁感应强度度B BD.abD.ab向右运向右运动,同同时增大磁感增大磁感应强度度B B和和角角(090)(090)【破【破题关关键】关关键信息信息思考方向思考方向与与竖直方向的直方向的夹角角为不是不是B B与与S S的的夹角角,=BScos,=BScosabab向左运向左运动,同同时增大磁感增大磁感应强度度B B磁通量可能不磁通量可能不变,也可能增加或减也可能增加或减少少【解析】【解析】选选A A。设开始时闭合回路的面积为。设开始时闭合回路的面积为S,S,据题意可知穿过该回路据题

14、意可知穿过该回路的磁通量表达式为的磁通量表达式为=BScos=BScos。A A选项中选项中S S增大增大,减小减小,故故coscos增大增大,则则增大增大,回路中能产生感应电流回路中能产生感应电流,选项选项A A正确。正确。B B选项中磁感应强度选项中磁感应强度B B减小减小,减小减小,cos,cos增大增大,则则可能不变可能不变,故故B B选项错误。选项错误。C C选项中选项中S S减小减小,B,B增大增大,也可能不变也可能不变,故故C C错误。错误。D D选项中选项中S S增大增大,B,B增大增大,增大增大,cos,cos减小减小,也可能不变也可能不变,故故D D错误。错误。【总结提升】

15、提升】正确判断磁通量的正确判断磁通量的变化情况化情况(1)(1)通通过对穿穿过回路磁感回路磁感线条数的分析和条数的分析和计算算,可以确定磁通量是否可以确定磁通量是否变化。化。(2)(2)依据公式依据公式=BSsin(=BSsin(是是B B与与S S的的夹角角)确定磁通量与哪些因素有关。确定磁通量与哪些因素有关。【变式式1+11+1】1.(20141.(2014新新课标全国卷全国卷)在法拉第在法拉第时代代,下列下列验证“由磁由磁产生生电”设想想的的实验中中,能能观察到感察到感应电流的是流的是()A.A.将将绕在磁在磁铁上的上的线圈与圈与电流表流表组成一成一闭合回路合回路,然后然后观察察电流表的

16、流表的变化化B.B.在一通在一通电线圈旁放置一圈旁放置一连有有电流表的流表的闭合合线圈圈,然后然后观察察电流表的流表的变化化C.C.将一房将一房间内的内的线圈两端与相圈两端与相邻房房间的的电流表流表连接接,往往线圈中插入条圈中插入条形磁形磁铁后后,再到相再到相邻房房间去去观察察电流表的流表的变化化D.D.绕在同一在同一铁环上的两个上的两个线圈圈,分分别接接电源和源和电流表流表,在在给线圈通圈通电或或断断电的瞬的瞬间,观察察电流表的流表的变化化【解析】【解析】选选D D。本题考查了感应电流的产生条件。产生感应电流的条。本题考查了感应电流的产生条件。产生感应电流的条件是只要穿过闭合电路的磁通量发生

17、变化件是只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电流电路中就会产生感应电流,本题中的本题中的A A、B B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化选项都不会使得电路中的磁通量发生变化,并不满足产并不满足产生感应电流的条件生感应电流的条件,都不正确。都不正确。C C选项中磁铁插入线圈时选项中磁铁插入线圈时,虽有短暂电虽有短暂电流产生流产生,但未能及时观察但未能及时观察,C,C项错误。在给线圈通电、断电瞬间项错误。在给线圈通电、断电瞬间,会引起会引起闭合电路磁通量发生变化闭合电路磁通量发生变化,产生感应电流产生感应电流,因此因此D D项正确。项正确。2.(2.(多多选)如如图所示所示,光滑

18、光滑导电圆环轨道道竖直固定在匀直固定在匀强磁磁场中中,磁磁场方方向与向与轨道所在平面垂直道所在平面垂直,导体棒体棒abab的两端可始的两端可始终不离开不离开轨道无摩擦地道无摩擦地滑滑动,当当abab由由图示位置示位置释放放,直到滑到右直到滑到右侧虚虚线位置的位置的过程中程中,关于关于abab棒棒中的感中的感应电流情况流情况,正确的是正确的是()A.A.因因abab切割磁感切割磁感线,故故abab棒上有感棒上有感应电流流B.B.尽管尽管abab切割磁感切割磁感线,但但abab棒上无感棒上无感应电流流C.C.磁磁场穿穿过圆环与与abab构成的回路的磁通量没有构成的回路的磁通量没有变化化D.D.磁磁

19、场穿穿过圆环与与abab构成的回路的磁通量构成的回路的磁通量发生了生了变化化【解析】【解析】选选B B、C C。由题意可知。由题意可知,导体棒在运动过程中与圆环构成的回导体棒在运动过程中与圆环构成的回路的磁通量没有发生变化路的磁通量没有发生变化,根据电磁感应产生的条件可判知回路中没根据电磁感应产生的条件可判知回路中没有产生感应电流有产生感应电流,故本题故本题A A、D D错误错误,B,B、C C正确。正确。【加固【加固训练】如如图所示的条形磁所示的条形磁铁的上方放置一矩形的上方放置一矩形线框框,线框平面框平面水平且与条形磁水平且与条形磁铁平行平行,则线框在由框在由N N端匀速平移到端匀速平移到

20、S S端的端的过程中程中,线框框中的感中的感应电流的情况是流的情况是()A.A.线框中始框中始终无感无感应电流流B.B.线框中始框中始终有感有感应电流流C.C.线框中开始有感框中开始有感应电流流,当当线框运框运动到磁到磁铁中部上方中部上方时无感无感应电流流,以后又有了感以后又有了感应电流流D.D.开始无感开始无感应电流流,当运当运动到磁到磁铁中部上方中部上方时有感有感应电流流,后来又没有后来又没有感感应电流流【解析】【解析】选选B B。条形磁铁中部磁性较弱。条形磁铁中部磁性较弱,两极磁性最强两极磁性最强,线圈从左向右线圈从左向右移动过程中移动过程中,线圈中磁通量先减小后反方向增大线圈中磁通量先

21、减小后反方向增大,因此线圈中始终有感因此线圈中始终有感应电流应电流,故选故选B B。考点考点2 2 楞次定律的理解及楞次定律的理解及应用用1.1.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含的含义：(1)(1)谁阻碍阻碍谁：感：感应电流的磁通量阻碍引起感流的磁通量阻碍引起感应电流的磁流的磁场(原磁原磁场)的的磁通量磁通量变化。化。(2)(2)阻碍什么：阻碍的是磁通量阻碍什么：阻碍的是磁通量变化化,而不是阻碍磁通量本身。而不是阻碍磁通量本身。(3)(3)如何阻碍：当磁通量增加如何阻碍：当磁通量增加时,感感应电流的磁流的磁场方向与原磁方向与原磁场方向相方向相反反;磁通量减少磁通量减少时,感感应电流的磁流的

22、磁场方向与原磁方向与原磁场方向相同方向相同,即即“增反减增反减同同”。(4)(4)阻碍效果：阻碍并不是阻止阻碍效果：阻碍并不是阻止,只是延只是延缓了磁通量的了磁通量的变化化,这种种变化将化将继续进行。行。2.2.楞次定律与能量守恒：楞次定律在本楞次定律与能量守恒：楞次定律在本质上就是能量守恒在上就是能量守恒在电磁感磁感应现象中的体象中的体现,发生生电磁感磁感应现象象时,感感应电流所受安培力会阻碍流所受安培力会阻碍产生生感感应电流的原因流的原因,因此必因此必须有外力克服安培力做功有外力克服安培力做功,而克服安培力做功而克服安培力做功的的过程就是将其他形式的能量程就是将其他形式的能量转化成化成电能

23、的能的过程。程。3.3.应用楞次定律判断感用楞次定律判断感应电流方向的步流方向的步骤：(1)(1)明确研究明确研究对象：确定研究的是哪一个象：确定研究的是哪一个闭合回路。合回路。(2)(2)分析原因：分析分析原因：分析该回路中原磁通量的回路中原磁通量的变化情况。化情况。(3)(3)增反减同：根据感增反减同：根据感应电流的磁流的磁场总阻碍原磁通量的阻碍原磁通量的变化判定感化判定感应电流磁流磁场的方向。的方向。(4)(4)方向判定：根据安培定方向判定：根据安培定则由感由感应电流磁流磁场方向判定感方向判定感应电流方向。流方向。【典例【典例2 2】长直直导线与矩形与矩形线框框abcdabcd处在同一平

24、面中静止不在同一平面中静止不动,如如图甲甲所示。所示。长直直导线中通以大小和方向都随中通以大小和方向都随时间做周期性做周期性变化的交流化的交流电：i=Ii=Im msint,i-tsint,i-t图像如像如图乙所示。乙所示。规定沿定沿长直直导线向上的向上的电流流为正方正方向。关于最初一个周期内矩形向。关于最初一个周期内矩形线框中感框中感应电流的方向流的方向,下列下列说法正确法正确的是的是()A.A.由由顺时针方向方向变为逆逆时针方向方向B.B.由逆由逆时针方向方向变为顺时针方向方向C.C.由由顺时针方向方向变为逆逆时针方向方向,再再变为顺时针方向方向D.D.由逆由逆时针方向方向变为顺时针方向方

25、向,再再变为逆逆时针方向方向【解【解题探究】探究】本本题可可结合表格分合表格分时段分析：段分析：时段段磁通量磁通量变化化感感应电流方向流方向向里增加向里增加_时针_时针向外增加向外增加_时针_时针逆逆向里减小向里减小顺顺向外减小向外减小逆逆【解析】【解析】选选D D。和和 过程中电流向上增加和向下减小过程中电流向上增加和向下减小,穿过穿过线框的磁通量向里增加和向外减小线框的磁通量向里增加和向外减小,由楞次定律知感应电流的磁场都由楞次定律知感应电流的磁场都是向外的。根据安培定则是向外的。根据安培定则,产生的感应电流都为逆时针方向产生的感应电流都为逆时针方向,同理同理 过程中感应电流都为顺时针方向

26、过程中感应电流都为顺时针方向,所以选所以选D D。【变式式训练】如如图,在一水平、固定的在一水平、固定的闭合合导体体圆环上方上方,有一条形磁有一条形磁铁(N(N极朝上极朝上,S,S极朝下极朝下)由静止开始下落由静止开始下落,磁磁铁从从圆环中穿中穿过且不与且不与圆环接触。关于接触。关于圆环中感中感应电流的方向流的方向(从上向下看从上向下看),),下列下列说法正确的是法正确的是()A.A.总是是顺时针 B.B.总是逆是逆时针C.C.先先顺时针后逆后逆时针 D.D.先逆先逆时针后后顺时针【解析】【解析】选选C C。条形磁铁穿过圆环的过程中。条形磁铁穿过圆环的过程中,圆环中的磁通量先向上增圆环中的磁通

27、量先向上增加加,后向上减少后向上减少,根据楞次定律：增反减同根据楞次定律：增反减同,感应电流产生的磁场方向感应电流产生的磁场方向先向下再向上先向下再向上,结合安培定则结合安培定则,产生的感应电流的方向先顺时针再逆时产生的感应电流的方向先顺时针再逆时针针,故选故选C C。【加固【加固训练】如如图所示所示为一个一个圆环形形导体体,圆心心为O,O,有一个有一个带正正电的的粒子沿粒子沿图中的直中的直线从从圆环表面匀速表面匀速飞过,则环中的感中的感应电流的情况是流的情况是 ()A.A.沿逆沿逆时针方向方向B.B.沿沿顺时针方向方向C.C.先沿逆先沿逆时针方向后沿方向后沿顺时针方向方向D.D.先沿先沿顺时

28、针方向后沿逆方向后沿逆时针方向方向【解析】【解析】选选D D。由于带正电的粒子没有沿圆环的直径运动。由于带正电的粒子没有沿圆环的直径运动,所以它产生所以它产生的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消,所以穿过圆环的磁通量开始时所以穿过圆环的磁通量开始时向外增加向外增加,然后向外减少然后向外减少,根据楞次定律根据楞次定律,圆环中感应电流的方向先沿圆环中感应电流的方向先沿顺时针方向顺时针方向,后沿逆时针方向后沿逆时针方向,故只有选项故只有选项D D正确。正确。考点考点3 3 楞次定律、右手定楞次定律、右手定则、左手定、左手定则、安培定、安培定则1.“1.“三个定三个定则、一

29、个定律、一个定律”的的应用用对比：比：名称名称基本基本现象象因果关系因果关系应用的定用的定则或定律或定律电流的磁流的磁效效应运运动电荷、荷、电流流产生磁生磁场因因电生磁生磁安培定安培定则洛洛伦兹力、力、安培力安培力磁磁场对运运动电荷、荷、电流有作用力流有作用力因因电受力受力左手定左手定则电磁感磁感应部分部分导体做切体做切割磁感割磁感线运运动因因动生生电右手定右手定则闭合回路磁合回路磁通量通量变化化因磁生因磁生电楞次定律楞次定律2.“2.“三个定三个定则、一个定律、一个定律”的相互的相互联系：系：(1)(1)应用楞次定律用楞次定律时,一般要用到安培定一般要用到安培定则。(2)(2)研究感研究感应

30、电流受到的安培力流受到的安培力,一般先用右手定一般先用右手定则确定确定电流方向流方向,再用再用左手定左手定则确定安培力的方向确定安培力的方向,有有时也可以直接也可以直接应用楞次定律的推用楞次定律的推论确确定。定。【典例【典例3 3】(多多选)(2014)(2014山山东高考高考)如如图,一端接有定一端接有定值电阻的平行金属阻的平行金属轨道固定在水平面内道固定在水平面内,通有恒定通有恒定电流的流的长直直绝缘导线垂直并垂直并紧靠靠轨道道固定固定,导体棒与体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通道垂直且接触良好。在向右匀速通过M M、N N两区的两区的过程中程中,导体棒所受安培力分体棒所受安培力分别用

31、用F FM M、F FN N表示。不表示。不计轨道道电阻阻,以下叙述正以下叙述正确的是确的是()A.FA.FM M向右向右 B.F B.FN N向左向左C.FC.FM M逐逐渐增大增大 D.F D.FN N逐逐渐减小减小【解【解题探究】探究】解答本解答本题时可从以下角度可从以下角度进行探究：行探究：探究方向探究方向探究探究结果果电流流I I形成磁形成磁场的方的方向、大小向、大小M M区域区域_N N区域区域_靠近靠近导线,磁磁场_垂直垂直轨道面向外道面向外垂直垂直轨道面向里道面向里强探究方向探究方向探究探究结果果导体棒体棒产生的生的电流方流方向、大小向、大小M M区域区域_N N区域区域_靠近

32、靠近导线,电流流_导体棒受到的安培力体棒受到的安培力方向、大小方向、大小F FM M向向_逐逐渐_F FN N向向_逐逐渐_向下向下向上向上大大左左增大增大左左减小减小【解析】【解析】选选B B、C C、D D。由于绝缘导线紧贴导轨。由于绝缘导线紧贴导轨,根据安培定则判断电流根据安培定则判断电流I I在在M M区的磁场方向应垂直轨道面向外区的磁场方向应垂直轨道面向外,且从左向右且从左向右,磁感线逐渐变密磁感线逐渐变密,导体棒匀速穿越该区时导体棒匀速穿越该区时,由右手定则可判断棒中产生的感应电流方向由右手定则可判断棒中产生的感应电流方向竖直向下竖直向下,且逐渐增大。再由左手定则可知棒所受的安培力

33、水平向左且逐渐增大。再由左手定则可知棒所受的安培力水平向左,且逐渐增大且逐渐增大,故选项故选项A A错误错误,C,C正确正确;同理可得同理可得,导体棒在穿越导体棒在穿越N N区的过程区的过程中中,棒所受的安培力水平向左棒所受的安培力水平向左,且逐渐减小且逐渐减小,故选项故选项B B、D D均正确。均正确。【易【易错提醒】提醒】解答本解答本题时易出易出现的的错误有：有：(1)(1)误认为绝缘导线产生的磁生的磁场为匀匀强磁磁场,从而从而错误地地认为F FM M、F FN N均不均不变,漏漏选C C、D D。(2)(2)用安培定用安培定则判断出判断出电流的磁流的磁场方向后方向后错误地使用左手定地使用

34、左手定则去判断去判断导体棒中的感体棒中的感应电流方向流方向,从而从而误选A A。【变式式训练】(多多选)如如图所示所示,光滑平行金属光滑平行金属导轨PPPP和和QQQQ都都处于同一水平面内于同一水平面内,P,P和和Q Q之之间连接一接一电阻阻R,R,整个装置整个装置处于于竖直向下的匀直向下的匀强磁磁场中。中。现垂直于垂直于导轨放置一根放置一根导体棒体棒MN,MN,用一水平向右的力用一水平向右的力F F拉拉动导体棒体棒MN,MN,以下关于以下关于导体棒体棒MNMN中感中感应电流流方向和它所受安培力方向的方向和它所受安培力方向的说法正确的是法正确的是()A.A.感感应电流方向是流方向是NM B.N

35、M B.感感应电流方向是流方向是MNMNC.C.安培力水平向左安培力水平向左 D.D.安培力水平向右安培力水平向右【解析】【解析】选选A A、C C。方法一：由右手定则知。方法一：由右手定则知,MN,MN中感应电流方向是中感应电流方向是NM,NM,再由左手定则可判知再由左手定则可判知,MN,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左。所受安培力方向垂直导体棒水平向左。方法二：由楞次定律知方法二：由楞次定律知,感应电流的产生必须阻碍引起感应电流的原感应电流的产生必须阻碍引起感应电流的原因。本题中感应电流是由于因。本题中感应电流是由于MNMN相对于磁场向右运动引起的相对于磁场向右运动引起的,则安培力则安

36、培力必然阻碍这种相对运动必然阻碍这种相对运动,由安培力既垂直于电流又垂直于磁场方向可由安培力既垂直于电流又垂直于磁场方向可判知判知,MN,MN所受安培力方向必须垂直于所受安培力方向必须垂直于MNMN水平向左水平向左,再由左手定则再由左手定则,容易容易判断出感应电流的方向是判断出感应电流的方向是NMNM。故正确选项为。故正确选项为A A、C C。【加固【加固训练】(多多选)如如图所示所示,在匀在匀强磁磁场中中,放有一与放有一与线圈圈D D相相连接的接的平行平行导轨,要使放在要使放在线圈圈D D中的中的线圈圈A(AA(A、D D两两线圈同心共面圈同心共面)各各处受到沿受到沿半径方向指向半径方向指向

37、圆心的力心的力,金属棒金属棒MNMN的运的运动情况可能是情况可能是()A.A.匀速向右匀速向右 B.B.加速向左加速向左C.C.加速向右加速向右 D.D.减速向左减速向左【解析】【解析】选选B B、C C。若金属棒。若金属棒MNMN匀速向右运动匀速向右运动,则线圈则线圈D D与与MNMN组成回路组成回路,产生恒定电流产生恒定电流,穿过线圈穿过线圈A A的磁通量不变的磁通量不变,线圈线圈A A不受安培力作用不受安培力作用,故选故选项项A A错误错误;若金属棒若金属棒MNMN加速向左运动加速向左运动,则线圈则线圈D D与与MNMN组成回路中的电流不组成回路中的电流不断增强断增强,故穿过线圈故穿过线

38、圈A A的磁通量不断增强的磁通量不断增强,根据楞次定律根据楞次定律,为阻碍磁通量为阻碍磁通量的增强的增强,线圈线圈A A有收缩的趋势有收缩的趋势,受到沿半径方向指向圆心的安培力受到沿半径方向指向圆心的安培力,选项选项B B正确正确;同理可得同理可得,当金属棒当金属棒MNMN加速向右运动时加速向右运动时,线圈线圈A A有收缩的趋势有收缩的趋势,受受到沿半径方向指向圆心的安培力到沿半径方向指向圆心的安培力,选项选项C C正确正确;当金属棒当金属棒MNMN减速向左运减速向左运动时动时,线圈线圈A A有扩张的趋势有扩张的趋势,受到沿半径方向背离圆心的安培力受到沿半径方向背离圆心的安培力,选项选项D D

39、错误。所以本题选错误。所以本题选B B、C C。【资源平台】源平台】备选角度：角度：电磁感磁感应中的二次感中的二次感应问题(多多选)如如图所示所示,水平放置的两条光滑水平放置的两条光滑轨道上有可自道上有可自由移由移动的金属棒的金属棒PQPQ、MN,MNMN,MN的左的左边有一有一闭合合电路路,当当PQPQ在外力的作用下运在外力的作用下运动时,MN,MN向右运向右运动。则PQPQ所做的运所做的运动可能是可能是()A.A.向右加速运向右加速运动 B.B.向左加速运向左加速运动C.C.向右减速运向右减速运动 D.D.向左减速运向左减速运动【规范解答】【规范解答】选选B B、C C。MNMN向右运动向

40、右运动,说明说明MNMN受到向右的安培力受到向右的安培力,因为因为abab在在MNMN处产生的磁场垂直纸面向里处产生的磁场垂直纸面向里 MN MN中的感应电流由中的感应电流由MN MN L L1 1中感应电流的磁场方向向上中感应电流的磁场方向向上 L L2 2中磁场方向向上减弱中磁场方向向上减弱或磁场方向向下增强或磁场方向向下增强;若若L L2 2中磁场方向向上减弱中磁场方向向上减弱 PQ PQ中电流为中电流为QPQP且减小且减小 向右减速运动向右减速运动;若若L L2 2中磁场方向向下增强中磁场方向向下增强PQPQ中电流为中电流为PQPQ且增大且增大 向左加速运动向左加速运动,故故B B、C

41、 C正确。正确。思想方法之思想方法之7 7楞次定律中的楞次定律中的“因果分析法因果分析法”1.1.方法概述：任何结果都是由一定的原因引起的方法概述：任何结果都是由一定的原因引起的,因果分析法是指在因果分析法是指在解题过程中解题过程中,依据事物之间的前后联系、因果关系去分析原因或结果依据事物之间的前后联系、因果关系去分析原因或结果的一种思维方法。的一种思维方法。2.2.选用思路：楞次定律中用思路：楞次定律中“阻碍阻碍”的含的含义可以推广可以推广为感感应电流的效果流的效果(结果果)总是要阻碍是要阻碍产生感生感应电流的原因：流的原因：(1)(1)阻碍原磁通量的阻碍原磁通量的变化化“增反减同增反减同”

42、。(2)(2)阻碍相阻碍相对运运动“来拒去留来拒去留”。(3)(3)使使线圈面圈面积有有扩大或大或缩小的小的趋势“增增缩减减扩”。(4)(4)阻碍原阻碍原电流的流的变化化(自感自感现象象)“)“增反减同增反减同”。【典例】【典例】(多多选)如如图所示所示,光滑固定光滑固定导轨m m、n n水平放置水平放置,两根两根导体棒体棒p p、q q平行放于平行放于导轨上上,形成一个形成一个闭合回路。当一条形磁合回路。当一条形磁铁从高从高处下落接近下落接近回路回路时()A.pA.p、q q将互相靠将互相靠拢 B.p B.p、q q将互相将互相远离离C.C.磁磁铁的加速度仍的加速度仍为g D.g D.磁磁铁

43、的加速度小于的加速度小于g g【精讲精析】【精讲精析】选选A A、D D。方法一：假设磁铁的下端为。方法一：假设磁铁的下端为N N极极,穿过回路的磁通量增加穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断出感应电流根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上的磁场方向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向时针方向(俯视俯视),),如图所示。再根据左手定则可判断如图所示。再根据左手定则可判断p p、q q所受的安培所受的安培力的方向力的方向,安培力使安培力使p p、q q相互靠拢。由于回路所受的安培力的合力向相互靠拢。由于回路所受的安培力的合

44、力向下下,根据牛顿第三定律知根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小从而加速度小于于g g。若磁铁的下端为。若磁铁的下端为S S极极,根据类似的分析可以得出相同的结果根据类似的分析可以得出相同的结果,所以所以A A、D D选项正确。选项正确。方法二：根据楞次定律的另一种表述方法二：根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要反抗感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因产生感应电流的原因,本题中的本题中的“原因原因”是回路中的磁通量增加是回路中的磁通量增加,归根归根结底是磁铁靠近回路结底是磁铁靠近回路,“,“效果效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近。

45、便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近。所以所以p p、q q将相互靠近且磁铁的加速度小于将相互靠近且磁铁的加速度小于g,g,故选项故选项A A、D D正确。正确。【变式式1+11+1】1.1.如如图所示所示,两个相同的两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑套在一根水平光滑绝缘杆上杆上,当一条当一条形磁形磁铁向左运向左运动靠近两靠近两环时,两两环的运的运动情况是情况是()A.A.同同时向左运向左运动,间距增大距增大 B.B.同同时向左运向左运动,间距减小距减小C.C.同同时向右运向右运动,间距减小距减小 D.D.同同时向右运向右运动,间距增大距增大【解析】【解析】选选B B。当条形磁铁向左靠近两环时。当

46、条形磁铁向左靠近两环时,两环中的磁通量均增加。两环中的磁通量均增加。根据楞次定律根据楞次定律,两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动,即阻碍即阻碍“靠近靠近”,”,那么两环都向左运动。又由于两环中的感应电流方向相同那么两环都向左运动。又由于两环中的感应电流方向相同,两环相两环相互吸引互吸引,所以两环间距离要减小所以两环间距离要减小,故只有选项故只有选项B B正确。正确。2.2.如如图所示所示,粗糙水平桌面上有一粗糙水平桌面上有一质量量为m m的的铜质矩形矩形线圈。当一圈。当一竖直直放置的条形磁放置的条形磁铁从从线圈中圈中线ABAB正上方等高快速正上方等高快速经过时

47、,若若线圈始圈始终不不动,则关于关于线圈受到的支持力圈受到的支持力F FN N及在水平方向运及在水平方向运动趋势的正确判断是的正确判断是 ()A.FA.FN N先小于先小于mgmg后大于后大于mg,mg,运运动趋势向左向左B.FB.FN N先大于先大于mgmg后小于后小于mg,mg,运运动趋势向左向左C.FC.FN N先小于先小于mgmg后大于后大于mg,mg,运运动趋势向右向右D.FD.FN N先大于先大于mgmg后小于后小于mg,mg,运运动趋势向右向右【解析】【解析】选选D D。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通过线圈的磁通量先增加后减

48、小。当通过线圈的磁通量增加时通量先增加后减小。当通过线圈的磁通量增加时,为阻碍其增加为阻碍其增加,在竖在竖直方向上线圈有向下运动的趋势直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势在水平方向上有向右运动的趋势;当通过线圈的磁通量减小时当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍为阻碍其减小其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力所以线圈受到的支持力小于其重力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力的支持力先大于重力后小于重力,在水平方向运动趋势总是向右。在水平方向运动趋势总是向右。