学高中物理鲁科版选修楞次定律和自感现象专题突破感应电流的有无及方向判定.ppt

感应电流的有无及方向判定 一、楞次定律的理解 1．感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，只是在原磁场的磁通量增大时两者才相反；在磁通量减小时，两者方向相同．可简记为“增反减同”． 2.若由于相对运动导致电磁感应现象，则感应电流的效果阻碍该相对运动，简称“来拒去留”．如图1所示，若条形磁铁向闭合线圈靠近，则闭合线圈远离磁铁运动；若条形磁铁远离闭合线圈，则闭合线圈靠近磁铁运动． 3.若电磁感应有使回路的面积有收缩或扩张的趋势，则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化．磁通量增加时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势．如图2所示，当螺线管B中的电流减小时，穿过闭合圆环A的磁通量将减小，这时A环有收缩的趋势． 4．楞次定律中的阻碍作用正是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转化为电能． 【例1】 在光滑水平面上固定一个通电线圈，如图3所示，一铝块正由左向右滑动穿过线圈，那么下面正确的判断是 (　　)． A．接近线圈时做加速运动，离开时做减速运动 B．接近和离开线圈时都做减速运动 C．一直在做匀速运动 D. 在线圈中运动时是匀速的 解析　把铝块看成由无数多片横向的铝片叠成，每一铝片又由可看成若干闭合铝片框组成；如右图所示，当它接近或离开通电线圈时，由于穿过每个铝片框的磁通量发生变化，所以在每个闭合的铝片框内都要产生感应电流．产生感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈，所以在它接近或离开时都要做减速运动，所以A、C错，B正确．由于通电线圈内是匀强磁场，所以铝块在通电线圈内运动时无感应电流产生，故做匀速运动，D正确． 答案　BD 借题发挥　(1)感应电流产生的条件是闭合电路的磁通量发生变化，磁场变化或者面积变化都可能引起电磁感应． (2)感应电流的方向总是“阻碍”磁通量的变化． 二、右手定则的理解 1．右手定则与楞次定律的关系 导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例． (1)注意适用范围：楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况，右手定则只适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况，导体不动时不能用． (2)注意研究对象：楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合回路的一部分，即一段导体做切割磁感线运动． 2．右手定则与左手定则的关系 使用时左手定则和右手定则很容易混淆，从因果关系上加以区别：凡是因导体切割磁感线而产生感应电流情景的，无论是判断感应电流的方向还是导体运动的方向或磁场的方向，一律用右手定则，凡是因通电导体在磁场中受安培力作用的，无论判断安培力方向还是电流方向还是判断磁场方向，一律用左手定则，可简记为：“左电(动机)右发(电机)”． 【例2】 如图4所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和 它所受安培力的方向的说法正确的是(　　)． A．感应电流方向是N→M B．感应电流方向是M→N C．安培力水平向左 D．安培力水平向右 解析　磁场方向向下，导体棒MN的运动方向向右，由右手定则，感应电流方向是N→M，再由左手定则，安培力水平向左，所以A、C正确． 答案　AC 借题发挥　棒MN向右运动，切割磁感线产生感应电流，这是原因——运动，结果——电流，属于发电机情景．故使用右手定则．由于电路闭合，在整个回路产生感应电流．棒MN属于内电路，通电的导体棒MN在磁场中又会受到安培力的作用，这是原因——电流；结果——受力，属于发电机情景，故应用左手定则判断安培力的方向． 专题小练 1．如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形)，B图中线圈正绕a点在平面内旋转，C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是(　　)． 解析　选项A中线圈面积S变化；选项C、D中线圈面与磁感应强度B的夹角变化，都会导致穿过线圈的磁通量变化而产生感应电流．选项B中，B、S及两者夹角均不变，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流． 答案　B 2．如图5所示，一对大磁极，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场，一矩形导线框abcd保持水平，从两磁极间中心上方某处开始下落，并穿过磁场(　　)． A．线框中有感应电流，方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→d B．线框中有感应电流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→a C．受磁场的作用，线框要发生转动 D．线框中始终没有感应电流 解析　由于线框从两极间中心上方某处开始下落，根据对称性知，下落过程中穿过abcd的磁通量始终是零，没有变化，所以始终没有感应电