楞次定律的理解和應用

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1、本章優(yōu)化總結(jié)本章優(yōu)化總結(jié)本章優(yōu)化總結(jié)本章優(yōu)化總結(jié)知識網(wǎng)絡構(gòu)建知識網(wǎng)絡構(gòu)建專題歸納整合專題歸納整合章末綜合檢測章末綜合檢測知識網(wǎng)絡構(gòu)建知識網(wǎng)絡構(gòu)建專題歸納整合專題歸納整合楞次定律的理解和應用楞次定律的理解和應用1對楞次定律的理解對楞次定律的理解感應電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應電流的感應電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應電流的原因：原因：(1)從磁通量角度，阻礙原磁通量的變化，感應電從磁通量角度，阻礙原磁通量的變化，感應電流的磁場與原磁場方向的關(guān)系可概括為流的磁場與原磁場方向的關(guān)系可概括為“增反減增反減同同”(2)從相對運動角度，阻礙相對運動，可理解從相對運動角度，阻礙相對運動，可理解為為“來拒

2、去留來拒去留”(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢使線圈面積有擴大或縮小的趨勢(4)阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象)楞次定律可廣義地表示為：感應電流的磁場楞次定律可廣義地表示為：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化和相總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化和相對運動對運動2楞次定律的四個推論及其應用楞次定律的四個推論及其應用一般，磁通量的變化與相對運動具有等效性：磁一般，磁通量的變化與相對運動具有等效性：磁通量增加相當于回路與磁場接近，感應電流的磁通量增加相當于回路與磁場接近，感應電流的磁場與原磁場方向相反；磁通量減少相當于回路與場與原磁場方向相反；磁通量減少相當于回

3、路與磁場遠離，感應電流的磁場與原磁場方向相磁場遠離，感應電流的磁場與原磁場方向相同所以，根據(jù)楞次定律及能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，同所以，根據(jù)楞次定律及能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，還可以得出四個簡捷實用的推論還可以得出四個簡捷實用的推論(1)動態(tài)規(guī)律動態(tài)規(guī)律當回路與磁場接近或者回路的磁通量增加時，一當回路與磁場接近或者回路的磁通量增加時，一定相互排斥或者向磁通量減少的方向運動；反之，定相互排斥或者向磁通量減少的方向運動；反之，一定相互吸引或者向磁通量增加的方向運動一定相互吸引或者向磁通量增加的方向運動(2)靜態(tài)規(guī)律靜態(tài)規(guī)律當回路兩側(cè)的磁感線對稱分布，即不論向什么方當回路兩側(cè)的磁感線對稱分布，即不論向什么方向運

4、動，都不能阻礙磁通量的變化或者磁通量變向運動，都不能阻礙磁通量的變化或者磁通量變化都相同時，回路將靜止不動化都相同時，回路將靜止不動(3)“因反果同因反果同”規(guī)律規(guī)律正方向穿過回路的磁通量增加正方向穿過回路的磁通量增加(或減少或減少)與反方向穿與反方向穿過回路的磁通量減少過回路的磁通量減少(或增加或增加)，引起的感應電流方，引起的感應電流方向相同向相同(2011年渭南高二檢測年渭南高二檢測)如圖如圖11所示，粗糙所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈當一豎的銅質(zhì)矩形線圈當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速正上方等高快速經(jīng)過時，

5、若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力力N及在水平方向運動趨勢的判斷正確的是及在水平方向運動趨勢的判斷正確的是()圖圖11AN先小于先小于mg后大于后大于mg，運動趨勢向左，運動趨勢向左BN先大于先大于mg后小于后小于mg，運動趨勢向左，運動趨勢向左CN先小于先小于mg后大于后大于mg，運動趨勢向右，運動趨勢向右DN先大于先大于mg后小于后小于mg，運動趨勢向右，運動趨勢向右【精講精析】【精講精析】條形磁鐵從線圈正上方等高快速條形磁鐵從線圈正上方等高快速經(jīng)過時，通過線圈的磁通量先增加后減小當通經(jīng)過時，通過線圈的磁通量先增加后減小當通過線圈的磁通量增加

6、時，為阻礙其增加，在豎直過線圈的磁通量增加時，為阻礙其增加，在豎直方向上線圈有向下運動的趨勢，所以線圈受到的方向上線圈有向下運動的趨勢，所以線圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右運動的支持力大于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢；當通過線圈的磁通量減小時，為阻礙其減趨勢；當通過線圈的磁通量減小時，為阻礙其減小，在豎直方向上線圈有向上運動的趨勢，所以小，在豎直方向上線圈有向上運動的趨勢，所以線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢綜上所述，線圈受到的支持力向右運動的趨勢綜上所述，線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，運動趨勢總是

7、向右先大于重力后小于重力，運動趨勢總是向右【答案】【答案】D感應電動勢大小的計算及方向的確定感應電動勢大小的計算及方向的確定2感應電動勢和感應電流方向的確定感應電動勢和感應電流方向的確定右手定則和楞次定律是用來判斷電磁感應現(xiàn)象中感右手定則和楞次定律是用來判斷電磁感應現(xiàn)象中感應電動勢和感應電流方向的對于導體做切割磁感應電動勢和感應電流方向的對于導體做切割磁感線的運動以及判斷電勢高低時，常常使用右手定線的運動以及判斷電勢高低時，常常使用右手定則對于磁通量發(fā)生變化而引起感應電動勢、感應則對于磁通量發(fā)生變化而引起感應電動勢、感應電流方向的判斷，則需使用楞次定律，在電源內(nèi)部，電流方向的判斷，則需使用楞次

8、定律，在電源內(nèi)部，感應電流的方向由電源的負極指向正極，這是確定感應電流的方向由電源的負極指向正極，這是確定感應電動勢方向的依據(jù)感應電動勢方向的依據(jù)如圖如圖12所示，兩條平行且足夠長的金所示，兩條平行且足夠長的金屬導軌置于磁感應強度為屬導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中，的勻強磁場中，B的方向垂直導軌平面，兩導軌間距為的方向垂直導軌平面，兩導軌間距為L，左端，左端接一電阻接一電阻R，右端接一電容器，右端接一電容器C，其余電阻不，其余電阻不計，長為計，長為2L的導體棒的導體棒ab如圖所示放置，從如圖所示放置，從ab與導軌垂直開始，在以與導軌垂直開始，在以a為圓心沿順時針方向為圓心沿順時針方向以角速

9、度以角速度勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動90的過程中，通過電阻的過程中，通過電阻R的電荷量是的電荷量是_圖圖12電磁感應中的圖像問題電磁感應中的圖像問題圖像問題是一種半定量分析，電磁感應中常涉及圖像問題是一種半定量分析，電磁感應中常涉及磁感應強度磁感應強度B、磁通量、磁通量、感應電動勢、感應電動勢E和感應電和感應電流流I隨時間隨時間t變化的圖像，即變化的圖像，即Bt圖像、圖像、t圖像、圖像、Et圖像和圖像和It圖像對于導體切割磁感線產(chǎn)生圖像對于導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的情況，還常涉及感應電感應電動勢和感應電流的情況，還常涉及感應電動勢動勢E和感應電流和感應電流I隨導體位移隨導體位移x變化的圖像

10、，即變化的圖像，即Ex圖像和圖像和Ix圖像這些圖像問題，大體上可圖像這些圖像問題，大體上可分為兩類：分為兩類：1由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像圖像對于這類問題，要抓住磁通量的變化是否均勻，對于這類問題，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應電動勢從而推知感應電動勢(電流電流)大小是否恒定用大小是否恒定用楞次定律判斷出感應電動勢楞次定律判斷出感應電動勢(電流電流)的方向，從的方向，從而確定其正負，以及在坐標系中的范圍而確定其正負，以及在坐標系中的范圍2由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應過程，求由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應過程，求解相應物理量解相應物理量不

11、論何種類型，都要應用法拉第電磁感應定律、不論何種類型，都要應用法拉第電磁感應定律、楞次定律或右手定則等規(guī)律來分析解決楞次定律或右手定則等規(guī)律來分析解決3分析圖像問題時應特別關(guān)注的四點事項分析圖像問題時應特別關(guān)注的四點事項(1)圖像中兩個坐標軸各代表什么意義；圖像中兩個坐標軸各代表什么意義；(2)圖像中縱坐標的正、負表示什么意義；圖像中縱坐標的正、負表示什么意義；(3)畫圖像時應注意初始狀態(tài)如何以及正方向畫圖像時應注意初始狀態(tài)如何以及正方向的選??；的選取；(4)注意圖像橫軸、縱軸截距以及圖線斜率、注意圖像橫軸、縱軸截距以及圖線斜率、圖線覆蓋面積的物理意義圖線覆蓋面積的物理意義 (2011年濟寧高

12、二檢測年濟寧高二檢測)如圖如圖13甲所示，甲所示，正三角形導線框正三角形導線框abc放在勻強磁場中靜止不動，放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，的變化關(guān)系如圖乙所示，t0時刻，磁感應強時刻，磁感應強度的方向垂直紙面向里圖丙中能表示線框的度的方向垂直紙面向里圖丙中能表示線框的ab邊受到的磁場力邊受到的磁場力F隨時間隨時間t變化關(guān)系的是變化關(guān)系的是(力的力的方向規(guī)定向左為正方向方向規(guī)定向左為正方向)()丙丙圖圖13【答案】【答案】A電磁感應中的綜合問題電磁感應中的綜合問題1電磁感應中的綜合問題電磁感應中的

13、綜合問題電磁感應中的綜合問題有兩種基本類型：一是電磁感應中的綜合問題有兩種基本類型：一是電磁感應與電路、電場的綜合；二是電磁感應電磁感應與電路、電場的綜合；二是電磁感應與磁場、導體的受力和運動的綜合；或是這兩與磁場、導體的受力和運動的綜合；或是這兩種基本類型的復合這類問題中電磁感應現(xiàn)象、種基本類型的復合這類問題中電磁感應現(xiàn)象、力和運動現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互影響、相互制力和運動現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互影響、相互制約其基本形式如下：約其基本形式如下：2分析思路分析思路電磁感應中的綜合問題，一般綜合程度高，涉及電磁感應中的綜合問題，一般綜合程度高，涉及的知識面廣，而且這類題目一般都伴隨著能量的的知識面廣，而且

14、這類題目一般都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，有時要用到功能關(guān)系來解題解決轉(zhuǎn)化和守恒，有時要用到功能關(guān)系來解題解決這類綜合問題時可將問題分解為兩部分這類綜合問題時可將問題分解為兩部分電學電學部分和力學部分部分和力學部分(1)電學部分電學部分將產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路等效為電源，分將產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路等效為電源，分析內(nèi)外電路結(jié)構(gòu)，應用閉合電路歐姆定律和部分析內(nèi)外電路結(jié)構(gòu)，應用閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律理順各電學量之間的關(guān)系電路歐姆定律理順各電學量之間的關(guān)系3電磁感應中的動力學問題電磁感應中的動力學問題這類問題覆蓋面廣，題型也多種多樣解決這這類問題覆蓋面廣，題型也多種多樣解決這類問題的關(guān)

15、鍵在于通過對運動狀態(tài)的分析來尋類問題的關(guān)鍵在于通過對運動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等其基本思路如下：值或最小值的條件等其基本思路如下：4電磁感應中的能量問題電磁感應中的能量問題 無論是使閉合回路的磁通量發(fā)生變化，還是使無論是使閉合回路的磁通量發(fā)生變化，還是使閉合回路的部分導體切割磁感線，都要消耗其他閉合回路的部分導體切割磁感線，都要消耗其他形式的能量，轉(zhuǎn)化為回路中的電能這個過程不形式的能量，轉(zhuǎn)化為回路中的電能這個過程不僅體現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，而且保持守恒，使我們進僅體現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，而且保持守恒，使我們進一步認識包

16、含電和磁在內(nèi)的能量的轉(zhuǎn)化和守恒定一步認識包含電和磁在內(nèi)的能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍性律的普遍性分析問題時，應當牢牢抓住能量守恒這一基本定分析問題時，應當牢牢抓住能量守恒這一基本定律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化，然后利用能量守恒定式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化，然后利用能量守恒定律列出方程求解律列出方程求解如圖如圖14所示，在平行虛線范圍內(nèi)有所示，在平行虛線范圍內(nèi)有B1 T、高度、高度h1 m、方向垂直紙面向里的勻強、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，線框質(zhì)量磁場區(qū)域，線框質(zhì)量m0.1 kg、電阻、電阻R1，框面跟紙面平行，邊長框

17、面跟紙面平行，邊長L1 m，原來，原來cd邊跟磁場邊跟磁場下邊緣相距為下邊緣相距為H，用一豎直向上的恒力，用一豎直向上的恒力F21 N提線框，由靜止開始從提線框，由靜止開始從“I”位置向上運動穿過磁位置向上運動穿過磁場區(qū)，最后經(jīng)過場區(qū)，最后經(jīng)過“”位置位置(ab邊恰好穿出磁場邊恰好穿出磁場)，線框平面在運動中始終保持在豎直平面內(nèi)，如果線框平面在運動中始終保持在豎直平面內(nèi)，如果cd邊剛進入磁場時，恰好做勻速運動，求在上述邊剛進入磁場時，恰好做勻速運動，求在上述整個過程中外力做的功及線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳整個過程中外力做的功及線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱熱(g取取10 m/s2)圖圖14【答案】【答案】63 J40 J