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高考物理楞次定律知識總結(jié)
X4.3楞次定律
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.知道楞次定律的內(nèi)容,理解感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化的含義
2.會利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向
3.會利用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向
[自主學(xué)習(xí)]
注意:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,是“阻礙”“變化”,不是阻止變化,阻礙的結(jié)果是使磁通量逐漸的變化。如果引起感應(yīng)電流的磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場就跟引起感應(yīng)電流的磁場方向相反,如果引起感應(yīng)電流的磁通量減少,感應(yīng)電流的磁場方向就跟引起感應(yīng)電流的磁場方向相同。楞次定律也可理解為“感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙相對運動”。
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化如圖1所示,磁場方向垂直閉合線圈所在的平面,以垂直紙面向里為正方向。t1時刻感應(yīng)電流沿 方向,t2時刻 感應(yīng)電流,t3時刻 感應(yīng)電流;t4時刻感應(yīng)電流的方向沿 。
2.如圖2所示,導(dǎo)體棒在磁場中垂直磁場方做切割磁感線運動,則a、b兩端的電勢關(guān)系是 。
[典型例題]
例1 如圖3所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)A的軸線上,A環(huán)在螺線管的正中間;當(dāng)螺線管中電流減小時,A環(huán)將:
(A)有收縮的趨勢 (B)有擴(kuò)張的趨勢
(C)向左運動 (D)向右運動
分析:螺線管中的電流減小,穿過A環(huán)的磁通量減少,由楞次定律感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減少,以后有兩種分析:(1)感應(yīng)電流的磁場與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同,感應(yīng)電流的磁感線也向左,由安培定則,感應(yīng)電流沿逆時針方向(從左向右看);但A環(huán)導(dǎo)線所在處的磁場方向向右(因為A環(huán)在線圈的中央),由左手定則,安培力沿半徑向里,A環(huán)有收縮的趨勢。(2)阻礙磁通量減少,只能縮小A環(huán)的面積,因為面積越小,磁通量越大,故A環(huán)有收縮的趨勢。A正確
例2 如圖4所示,在O點懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán),拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入,判斷導(dǎo)線環(huán)在磁鐵插入過程中如何運動?
分析:磁鐵向?qū)Ь環(huán)運動,穿過環(huán)的磁通量增加,由楞次定律感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加,導(dǎo)線環(huán)向右運動阻礙磁通量的增加,導(dǎo)線環(huán)的面積減小也阻礙磁通量的增加,所以導(dǎo)線環(huán)邊收縮邊后退。此題也可由楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,再由左手定則判斷導(dǎo)線環(huán)受到的安培力,但麻煩一些。
[針對訓(xùn)練]
1.下述說法正確的是:
(A)感應(yīng)電流的磁場方向總是跟原磁場方向相反
(B)感應(yīng)電流的磁場方向總是跟原的磁場方向相同
(C)當(dāng)原磁場減弱時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同
(D)當(dāng)原磁場增強(qiáng)時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同
2.關(guān)于楞次定律,下列說法中正確的是:
(A)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的增強(qiáng)
(B)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱
(C)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化
(D)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化
3. 如圖5所示的勻強(qiáng)磁場中,有一直導(dǎo)線ab在一個導(dǎo)體框架上向左運動,那么ab導(dǎo)線中感應(yīng)電流方向(有感應(yīng)電流)及ab導(dǎo)線所受安培力方向分別是:
(A)電流由b向a,安培力向左
(B)電流由b向a,安培力向右
(C)電流由a向b,安培力向左
。―)電流由a向b,安培力向右
4.如圖6所示,若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ,則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)是:
(A)有順時針方向的感應(yīng)電流
。˙)有逆時針方向的感應(yīng)電流
(C)先 逆時針后順時針方向的感應(yīng)電流
(D)無感應(yīng)電流
5.如圖7所示,螺線管中放有一根條形磁鐵,當(dāng)磁鐵突然向左抽出時,A點的電勢比B點的電勢 ;當(dāng)磁鐵突然向右抽出時,A點的電勢比B點的電勢 。
6.對楞次定律的理解:從磁通量變化的角度看,感應(yīng)電流總是 ;從導(dǎo)體和磁體相對運動的角度看,感應(yīng)電流總是要 ;從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中 能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成 電能.
7、楞次定律可以理解為以下幾種情況
。1)若因為相對運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流時,感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙相對運動
。2)若因為原磁場的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流時,感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙原磁場的變化
。3)若因為閉合回路的面積發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流時,感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙面積的變化
(4)若因為電流的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流時,感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙電流的變化
綜合以上分析,感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應(yīng)電流的 。
[能力訓(xùn)練]
1.如圖8所示,AB為固定的通電直導(dǎo)線,閉合導(dǎo)線框P與AB在同一平面內(nèi),當(dāng)P遠(yuǎn)離AB運動時,它受到AB的磁場力為:
(A)引力且逐漸減小 (B)引力且大小不變
(C)斥力且逐漸減小 (D)不受力
2.如圖9所示,當(dāng)條形磁鐵運動時,流過電阻的電流方向是由A流向B,則磁鐵的運動可能是:
(A)向下運動 (B)向上運動
(C)若N極在下,向下運動 (D)若S極在下,向下運動
3.如圖10所示,a、b兩個同心圓線圈處于同一水
平面內(nèi),在線圈a中通有電流I,以下哪些情況可以使
線圈b有向里收縮的趨勢?
(A)a中的電流I沿順時針方向并逐漸增大
(B)a中的電流I沿順時針方向并逐漸減小
(C)a中的電流沿逆時針方向并逐漸增大
(D)a中的電流沿逆時針方向并逐漸減小
4.如圖11所示,兩同心金屬圓環(huán)共面,其中大閉合圓環(huán)與導(dǎo)軌絕緣,小圓環(huán)的開口端點與導(dǎo)軌相連,平行導(dǎo)軌處在水平面內(nèi),磁場方向豎直向下,金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,為使大圓環(huán)中產(chǎn)生圖示電流,則ab應(yīng)當(dāng):
(A)向右加速運動 (B)向右減速運動
(C)向左加速運動 (D)向左減速運動
5.一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中,第一秒內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化關(guān)系如圖12所示,則第二秒內(nèi)線圈中感應(yīng)電流大小變化和方向是:
(A)逐漸增加逆時針 (B)逐漸減小順時針
(C)大小恒定順時針 (D)大小恒定逆時針
6.如圖13所示,Q為用毛皮摩擦過的橡膠圓盤,由于它的轉(zhuǎn)動,使得金屬環(huán)P中產(chǎn)生了逆時針方向的電流,則Q盤的轉(zhuǎn)動情況是:
(A)
A)順時針加速轉(zhuǎn)動
(B)逆時針加速轉(zhuǎn)動
(C)順時針減速轉(zhuǎn)動
(D)逆時針減速轉(zhuǎn)動
7.如圖14所示,三角形線圈abc與長直導(dǎo)線
彼此絕緣并靠近,線圈面積被分為相等的兩部分,導(dǎo)線N接通電流的瞬間,在abc中
(A)無感應(yīng)電流
(B)有感應(yīng)電流,方向a b c
(C)有感應(yīng)電流,方向 c b a
(D)不知N中電流的方向,不能判斷abc中電流的方向
8.如圖15所示,條形磁鐵從h高處自由下落,中途穿過一個固定的空心線圈,斷開時,落地時間為t1,落地速度為V1;閉合時,落地時間為t2,落地速度為V2,則: t1 t2,
V1 V2。
9、如圖16所示,在兩根平行長直導(dǎo)線、N中,通過同方向、同強(qiáng)度的電流,導(dǎo)線框ABCD和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)。線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向,自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動。在移動過程中,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向是()
A.沿ABCDA,方向不變。
B.沿ADCBA,方向不變。
C.由沿ABCDA方向變成沿ADCBA方向。
D.由沿ADCBA方向變成沿ABCDA方向。
10.如圖17所示,面積為0.2m2的100匝的線圈A處在磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,t=0時磁場方向垂直紙面向里.磁感強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律是B=(6-0.2t)T,已知R1=4Ω,R2=6Ω,電容C=3OμF.線圈A的電阻不計.求:
。1)閉合S后,通過R2的電流大小和方向.
。2)閉合S一段時間后再斷開,S斷開后通過R2的電量是多少?
[學(xué)后反思]_______________________________________________________
__________________________________________________ 。
參考答案
自主學(xué)習(xí) 1.逆時針 無 有 順時針 2.
針對訓(xùn)練 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻礙磁通量的變化
阻礙相對運動 是其它形式的 7.磁通量的變化
能力訓(xùn)練 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8.
9.B 10.(1)0.4A a b (2)
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