楞次定律的应用(12个经典例题).ppt

1.4 楞次定律的应用楞次定律的应用一一.楞次定律：楞次定律：表述一：表述一：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（通量的变化。（即增即增“反反”减减“同同”）表述二：表述二：感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。（即来即来“拒拒”去去“留留”）表述三：表述三：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因。（因。（结果结果“反抗反抗”原因原因）例例1 例例2 例例3例例4 例例5 例例6 例例7 例例8 例例9 例例10 例例11 对楞次定律的理解：对楞次定律的理解：1、从磁通量变化的角度看从磁通量变化的角度看：总要阻碍磁通量的变化总要阻碍磁通量的变化从导体和磁体的相对运动的角度来看：从导体和磁体的相对运动的角度来看：总要阻碍相对运动总要阻碍相对运动2、楞次定律中、楞次定律中“阻碍阻碍”的含意：的含意：阻碍不是阻止；也不是相反：可理解为阻碍不是阻止；也不是相反：可理解为“增反、减同增反、减同”3.应用楞次定律解题的步骤：应用楞次定律解题的步骤：（1）明确原磁场方向）明确原磁场方向（2）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化（3）由楞次定律确定感应电流的磁场方向）由楞次定律确定感应电流的磁场方向（4）利用安培定则确定感应电流的方向利用安培定则确定感应电流的方向 例例1.在在同同一一铁铁芯芯上上绕绕着着两两个个线线圈圈，单单刀刀双双掷掷开开关关原原来来接接在在点点1，现现把把它它从从1扳扳向向2，试试判判断断在在此此过过程程中中，在电阻在电阻R上的电流方向是：上的电流方向是：(如图所示如图所示)()(A)先由先由PQ，再由再由QP；(B)先由先由QP，再由再由PQ；(C)始终由始终由QP；(D)始终由始终由PQ。A21BPQC例例2.导线框导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中通与直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流有恒定电流I，当线框自左向右匀速通过直导线的过程当线框自左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流如何流动？中，线框中感应电流如何流动？解：画出磁场的分布情况如图示：解：画出磁场的分布情况如图示：开始运动到开始运动到A位置，向外的磁位置，向外的磁通量增加，通量增加，I 的方向为的方向为顺时针顺时针；当当dc边进入直导线右侧，直到边进入直导线右侧，直到线框在正中间位置线框在正中间位置B时，向外的磁通时，向外的磁通量减少到量减少到0，I 的方向为的方向为逆时针逆时针；接着运动到接着运动到C，向里的磁通量增加，向里的磁通量增加，I 的方向为的方向为逆时针逆时针；ab边离开直导线后，向里的磁通量减少，边离开直导线后，向里的磁通量减少，I 的方向为的方向为顺时针顺时针。所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针，所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针，然后又为顺时针。然后又为顺时针。AB CvIabcd 例例3.如如图图所所示示，一一水水平平放放置置的的圆圆形形通通电电线线圈圈I固固定定，有有另另一一个个较较小小的的线线圈圈II从从正正上上方方下下落落，在在下下落落过过程程中中线线圈圈II的的平平面面保保持持与与线线圈圈I的的平平面面平平行行且且两两圆圆心心同同在在一一竖竖直直线线上上，则则线线圈圈II从从正正上上方方下下落落到到穿穿过过线线圈圈I直直至至在在下方运动的过程中，从上往下看线圈下方运动的过程中，从上往下看线圈II：()(A)无感应电流；无感应电流；(B)有顺时针方向的感应电流；有顺时针方向的感应电流；(C)有先顺时针后逆时针的感应电流；有先顺时针后逆时针的感应电流；(D)有先逆时针后顺时针的感应电流。有先逆时针后顺时针的感应电流。IIIC例例4 .如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是列说法正确的是：（）A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于在下方时大于g，B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于在下方时也小于g，C.圆环在磁铁的上方时，加速度小于圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于在下方时等于g，D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于在下方时小于g.SNB例例5.如如图图所所示示，两两个个相相同同的的铝铝环环套套在在一一根根无无限限长长的的光光滑滑杆杆上上，将将一一条条形形磁磁铁铁向向左左插插入入铝铝环环(未未穿穿出出)的的过过程程中，两环的运动情况是：中，两环的运动情况是：()(A)同时向左运动，距离增大；同时向左运动，距离增大；(B)同时向左运动，距离不变；同时向左运动，距离不变；(C)同时向左运动，距离变小；同时向左运动，距离变小；(D)同时向右运动，距离增大。同时向右运动，距离增大。SNvC例例6.金属圆环的圆心为金属圆环的圆心为O，金属棒金属棒Oa、Ob可可绕绕O在环上在环上转动，如图示，当外力使转动，如图示，当外力使Oa逆时逆时针方向转动时，针方向转动时，Ob将：将：（）A.不动不动B.逆时针方向转动逆时针方向转动C.顺时针方向转动顺时针方向转动D.无法确定无法确定aOb解解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因，：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因，即阻碍相对运动。即阻碍相对运动。B例例7.在水平面上有一固定的在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一形金属框架，框架上置一金属杆金属杆ab，如图示（纸面即水平面），在垂直纸面方如图示（纸面即水平面），在垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是：（向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是：（）abA.若磁场方向垂直纸面向外并增加时，若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆杆ab将向右移动。将向右移动。B.若磁场方向垂直纸面向外并减少时，若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆杆ab将向右移动。将向右移动。C.若磁场方向垂直纸面向里并增加时，若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆杆ab将向右移动。将向右移动。D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时，若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆杆ab将向右移动。将向右移动。点拨点拨：=BS，杆，杆ab将向右移动将向右移动 ，S增大，增大，增大，增大，说明阻碍原说明阻碍原的减少。的减少。B D 例例8：如如图图，a、b、c、d为为四四根根相相同同的的铜铜棒棒，c、d固固定定在在同同一一水水平平面面上上，a、b对对称称地地放放在在c、d棒棒上上，它它们们接接触触良良好好，O点点为为四四根根棒棒围围成成的的矩矩形形的的几几何何中中心心，一条形磁铁沿竖直方向向一条形磁铁沿竖直方向向O点落下，点落下，则则ab可能发生的情况是：可能发生的情况是：()(A)保持静止保持静止；(B)分别远离分别远离O点；点；(C)分别向分别向O点靠近；点靠近；(D)无法判断。无法判断。vcdabOC思考：思考：1.下图中，若磁场不变，使下图中，若磁场不变，使a 向右运动，向右运动，则则b将向将向 运动。运动。cdabB右右2.若若B 减少，减少，ab将如何运动？将如何运动？答：分别向两边远离答：分别向两边远离 例例9、一个弹性闭合线圈的平面与纸面平行且处在、一个弹性闭合线圈的平面与纸面平行且处在一匀强磁场中，当由于磁通量发生变化而引起线圈所一匀强磁场中，当由于磁通量发生变化而引起线圈所围的面积增大时，可判断磁场的方向和磁感应强度围的面积增大时，可判断磁场的方向和磁感应强度B 的大小变化情况可能是：的大小变化情况可能是：（）A.磁场方向垂直于线圈向里，磁场方向垂直于线圈向里，B不断减弱不断减弱B.磁场方向垂直于线圈向里，磁场方向垂直于线圈向里，B不断增强不断增强C.磁场方向垂直于线圈向外，磁场方向垂直于线圈向外，B不断减弱不断减弱D.磁场方向平行于线圈向左，磁场方向平行于线圈向左，B不断减弱不断减弱解：解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 若磁场方向垂直于线圈，由若磁场方向垂直于线圈，由=BS ，S增大则增大则 B要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。若磁场方向平行于线圈，不管若磁场方向平行于线圈，不管B是减弱还是增强，是减弱还是增强，则磁通量始终为则磁通量始终为0。A C 例例10、如图，通电直导线、如图，通电直导线cd右侧有一个金属框与导右侧有一个金属框与导线在同一平面内，金属棒线在同一平面内，金属棒ab放在框架上，放在框架上，ab 受磁场受磁场力向左，则力向左，则cd 中电流变化的情况是：（中电流变化的情况是：（）A.cd中通有由中通有由d c 方向逐渐减小的电流方向逐渐减小的电流B.cd中通有由中通有由d c 方向逐渐增大的电流方向逐渐增大的电流C.cd中通有由中通有由c d 方向逐渐增大的电流方向逐渐增大的电流D.cd中通有由中通有由c d 方向逐渐减小的电流方向逐渐减小的电流dcba解：解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因,ab 受磁场力向左则闭合电路的面积要减小，受磁场力向左，则闭合电路的面积要减小，由由=BS ，S减小则减小则 B要要增大才能阻碍磁通量的变化，增大才能阻碍磁通量的变化，所以所以cd中的电流增大，与电中的电流增大，与电流的方向无关。流的方向无关。B C 例例11、如图，一足够长的绝缘滑杆如图，一足够长的绝缘滑杆SS上套一质量上套一质量m 的的光滑弹性金属环，在滑杆的正下方放一很长的光滑水平光滑弹性金属环，在滑杆的正下方放一很长的光滑水平轨道，并穿过金属环的圆心轨道，并穿过金属环的圆心O，现将质量为现将质量为M的条形磁的条形磁铁以铁以v0的初速度在轨道上向右运动，则的初速度在轨道上向右运动，则 （）A.N极或极或S极接近金属环时金属环都缩小极接近金属环时金属环都缩小B.磁铁靠近滑环将推动滑环一起运动磁铁靠近滑环将推动滑环一起运动C.磁铁穿过滑环后二者先后停下来磁铁穿过滑环后二者先后停下来D.滑环得到的电能为滑环得到的电能为Mv02/2v0SSmMO解：解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 磁铁靠近滑环，滑环中磁通量要增大，金属环面积磁铁靠近滑环，滑环中磁通量要增大，金属环面积缩小才能阻碍磁通量的增大；磁铁靠近滑环，有相对缩小才能阻碍磁通量的增大；磁铁靠近滑环，有相对运动，滑环向右移动才能阻碍相对运动。运动，滑环向右移动才能阻碍相对运动。由动量守恒定律，二者不由动量守恒定律，二者不可能停下来。可能停下来。C D 错错A B思考思考.今将一条形磁铁缓慢或迅速地插入今将一条形磁铁缓慢或迅速地插入闭合的螺线管中，这两个过程中，不发闭合的螺线管中，这两个过程中，不发生变化的是生变化的是()A、磁通量的变化率；磁通量的变化率；B、磁通量的变化量；磁通量的变化量；C、产生的焦耳热；产生的焦耳热；D、流过导线截面的电量流过导线截面的电量.BD