高中物理 《楞次定律》文字素材4 新人教版选修3-2
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111楞次定律两个推论的妙用 在电磁感应现象中,感应电流的方向可用楞次定律来判断。即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。在实际应用中可把楞次定律理解为两个重要的推论:1阻碍相对运动,即“来拒去留”;2使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“近亲远疏”。下面结合本人的教学实践,介绍如何利用这两个推论来解决问题。以供参考。利用楞次定律判断感应电流方向的问题一般可有以下几类:N NS一、 永磁体插入或拔出线圈例一:如图一所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环中感应电流的方向怎样?解析:当条形磁铁靠近铜环时,铜环内会产生感应电流,这样铜环就类似一个小磁体。根据“来拒去留”,小铜环的磁场要阻碍条形磁铁向下运动,这样小铜环上 面应该是N极。则由右手螺旋定则可判断出感应电流的方向应为逆时针方向。如果把条形磁铁从铜环中拔出,则上面应是S极,感应电流方向为顺时针方向。 二、 闭合线圈平行于直导线运动 (图一)EF例二:如图二所示,空间有一矩形线圈abcd和一根无限长通电直导线EF。ab及cd边与导线平行,在纸面内线圈从导线的左边运动到右边的整个过程中,线圈中感应电流的方向为:( )A:先为abcda,然后adcba,再abcda;B:先为adcba,然后abcda。再adcba; a bC:始终abcda; D:始终adcba。 I解析:本题直接可用“来拒去留”来判断。 v在判断时遵循“就近不就远”的原则。在直导线 d c的左边直线电流产生的磁场的方向是垂直纸面向 外的,右边垂直纸面向里。当线圈从左边靠近直导线时,导线阻碍它靠近,则只需考虑bc边, (图二)bc边中感应电流受到直线电流磁场的安培力是向左的,则感应电流应从b流向c,故整个线圈中感应电流方向为abcda;当bc边跨过导线时,ad和bc分别在导线两边,以ad边和bc边来判断均可。对ad边应向导线靠近,对bc边应远离导线。故ad边中和bc边中感应电流所受安培力均向左。感应电流在ad边中由a向d,在bc边中由c向b。即整个线圈中感应电流方向变为adcba;当整个线圈运动到导线右边远离导线时,只需考虑ad边,则ad边中感应电流所受安培力应向左,ad边中感应电流的方向由d向a,故整个线圈中感应电流方向又变为abcda。综合以上分析,本题应选A。例三:如图三所示,两条平行导线M、N中通过同方向同强度的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动。那幺在移动过程中线框中感应电流的方向如何?解析:本题可从两个角度考虑均可。如以M为对象,则可认为ad只在M直线电流的磁场中,ad靠近M;如以N为对象,则可认为bc只在N直线电流的磁场中,bc远离 a bN。按照上题的方法均可判断感应电流的方向始终为逆时针方向。 I V I三、 永磁体靠近或远离可移动线圈 d c例四:如图四所示,光滑导轨MN水平固定, M N两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合 (图三)回路。当一条形磁铁从上方落下未到达导轨平面的过程中,导体棒P、Q的运动情况是:( )A、P、Q相互靠拢; B、P、Q相互远离;C、P、Q均静止 D、因磁铁极性不明,无法确定。解析:因本题磁铁极性不明,若按常规解法需分情况讨论,显然较繁。可直接利用推论2。因磁铁向下运动,向可动棒P、Q靠近,则它们会变得 M更亲近,故P、Q相互靠拢。即本题选A。如果磁铁从下方离开导轨平面,则可动棒与磁铁远离,它 N们会变得更疏远,故P、Q棒远离。 P Q通过以上分析可见,在运用楞次定律解题时,如 ( 图四 )能灵活运用它的这两个推论,就避免了判断磁通量变化这一繁琐过程,分析过程变得简单方便。111- 配套讲稿:
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