楞次定律的应用(12个经典例题)

1.4楞次定律的应用一.楞次定律：表述一：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（即增“反”减“同”）表述二：感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。（即来“拒”去“留”）表述三：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因。（结果“反抗”原因）例1例2例3例4例5例6例7例8例9例10例11对楞次定律的理解：1、从磁通量变化的角度看：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：总要阻碍相对运动2、楞次定律中“阻碍”的含意：阻碍不是阻止；也不是相反：可理解为“增反、减同”3.应用楞次定律解题的步骤：（1）明确原磁场方向（2）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（4）利用安培定则确定感应电流的方向例1.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是：(如图所示)()(A)先由PQ，再由QP；(B)先由QP，再由PQ；(C)始终由QP；(D)始终由PQ。A21BPQC例2.导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，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？解：画出磁场的分布情况如图示：开始运动到A位置，向外的磁通量增加，I的方向为顺时针；当dc边进入直导线右侧，直到线框在正中间位置B时，向外的磁通量减少到0，I的方向为逆时针；接着运动到C，向里的磁通量增加，I的方向为逆时针；ab边离开直导线后，向里的磁通量减少，I的方向为顺时针。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。ABCvIabcd例3.如图所示，一水平放置的圆形通电线圈I固定，有另一个较小的线圈II从正上方下落，在下落过程中线圈II的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一竖直线上，则线圈II从正上方下落到穿过线圈I直至在下方运动的过程中，从上往下看线圈II：()(A)无感应电流；(B)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；(D)有先逆时针后顺时针的感应电流。IIIC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：（）A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g，B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g，C.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g，D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g.SNB例5.如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动情况是：()(A)同时向左运动，距离增大；(B)同时向左运动，距离不变；(C)同时向左运动，距离变小；(D)同时向右运动，距离增大。SNvC例6.金属圆环的圆心为O，金属棒Oa、Ob可绕O在环上转动，如图示，当外力使Oa逆时针方向转动时，Ob将：（）A.不动B.逆时针方向转动C.顺时针方向转动D.无法确定aOωb解：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。B例7.在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，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：（）abA.若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆ab将向右移动。B.若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向右移动。C.若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆ab将向右移动。D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动。点拨：Φ=BS，杆ab将向右移动，S增大，Φ增大，说明阻碍原Φ的减少。BD例8：如图，a、b、c、d为四根相同的铜棒，c、d固定在同一水平面上，a、b对称地放在c、d棒上，它们接触良好，O点为四根棒围成的矩形的几何中心，一条形磁铁沿竖直方向向O点落下，则ab可能发生的情况是：()(A)保持静止；(B)分别远离O点；(C)分别向O点靠近；(D)无法判断。vcdabO·C思考：1.下图中，若磁场不变，使a向右运动，则b将向运动。cdabB右2.若B减少，ab将如何运动？答：分别向两边远离例9、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：（）A.磁场方向垂直于线圈向里，B不断减弱B.磁场方向垂直于线圈向里，B不断增强C.磁场方向垂直于线圈向外，B不断减弱D.磁场方向平行于线圈向左，B不断减弱解：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Φ=BS，S增大则B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B是减弱还是增强，则磁通量始终为0。AC例10、如图，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线在同一平面内，金属棒ab放在框架上，ab受磁场力向左，则cd中电流变化的情况是：（）A.cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流B.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流C.cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流D.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流dcba解：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，由Φ=BS，S减小则B要增大才能阻碍磁通量的变化，所以cd中的电流增大，与电流的方向无关。BC例11、如图，一足够长的绝缘滑杆SS′上套一质量m的光滑弹性金属环，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O，现将质量为M的条形磁铁以v0的初速度在轨道上向右运动，则（）A.N极或S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C.磁铁穿过滑环后二者先后停下来D.滑环得到的电能为Mv02/2v0S′SmMO解：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。由动量守恒定律，二者不可能停下来。CD错AB思考.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，不发生变化的是()A、磁通量的变化率；B、磁通量的变化量；C、产生的焦耳热；D、流过导线截面的电量.BD