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第四章电磁感应专题课1楞次定律的应用第四章电磁感应1.应用楞次定律判断感应电流的方向．2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别．3．能够从能量的角度理解楞次定律．巧用“结论”判断感应电流的方向1．“增反减同”法感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化．(1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反．(2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．口诀记为“增反减同”．(2019·甘肃高二检测)如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向的电流．当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是()A．穿过线框的磁通量不变B．线框中产生顺时针方向的感应电流C．线框中产生逆时针方向的感应电流D．穿过线框的磁通量增大[解析]当电流逐渐减弱时，磁感应强度减小，磁通量减小，故A、D错误；穿过线框的磁通量减小，由“增反减同”知，线框中的感应电流的磁场方向与原磁场同向，由安培定则可知框中电流为顺时针，B正确，C错误．[答案]B2．来拒去留由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流受到磁场的安培力，这种安培力会“阻碍”相对运动，口诀记为“来拒去留”．(多选)如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．p、q将互相靠拢B．p、q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g[解析]根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题中的“原因”是回路中的磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，即来拒去留，所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g，故选项A、D正确．[答案]AD3．增缩减扩当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势)．(1)若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用．(2)若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用．口诀记为“增缩减扩”．注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况．(多选)(2019·重庆一中高二期末)如图所示，一软导线回路静置于光滑水平面上，其正上方一定高度有一条形磁铁，由于磁铁的运动，回路扩张为圆形，则关于磁铁的运动情况可能是()A．N级朝下，快速靠近B．N级朝下，快速远离C．S级朝下，快速靠近D．S级朝下，快速远离[解析]当磁铁的N极或S极快速靠近时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流有阻碍穿过线圈的磁通量增大的趋势，所以回路的面积有缩小的趋势，故A、C错误；磁铁的N极或S极快速远离时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流有阻碍穿过线圈的磁通量减小的趋势，所以回路的面积有扩大的趋势，可能使回路扩张为圆形，故B、D正确．[答案]BD“三定则一定律”的综合应用1．楞次定律与右手定则的区别及联系楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象联系右手定则是楞次定律的特例2.右手定则和左手定则的区别比较项目右手定则左手定则作用判断感应电流方向判断通电导体所受磁场力的方向已知条件已知导体运动方向和磁场方向已知电流方向和磁场方向图例因果关系运动→电流电流→运动应用实例发电机电动机(多选)如图所示，甲图中线圈A的a、b端加上如图乙所示的电压时，在0～t0时间内，线圈B中感应电流的方向及线圈B的受力方向情况是()A．感应电流方向不变B．受力方向不变C．感应电流方向改变D．受力方向改变[解析]根据题意可知，当Uab＞0时，电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，磁场方向水平向右，由于电压减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，线圈B的感应电流顺时针(从左向右看)．当Uab＜0时，电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，磁场方向水平向左，电压增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，线圈B的感应电流顺时针(从左向右看)．故电流方向不变，选项A正确，C错误；由“增远减靠”可知受安培力的方向改变，选项D正确，B错误．[答案]AD(多选)(2019·重庆巴蜀中学高二期末)如图，纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线，虚线范围内有垂直纸面向里的均匀磁场，AB右侧有圆线圈C；为了使C中产生顺时针方向的感应电流，贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况可能是()A．向左加速运动B．向左减速运动C．向右加速运动D．向右减速运动[思路点拨](1)导线MN运动时，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断出感应电流的方向．(2)感应电流流过AB时，产生磁场，就有磁通量穿过线圈C，根据安培定则可判断感应电流产生的磁场方向．(3)再根据楞次定律判断线圈C中产生的电流方向．[解析]导线MN加速向右运动时，导线MN中产生的感应电动势和感应电流都增大，由右手定则判断出来MN中感应电流方向由N→M，根据安培定则判断可知：AB在C处产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过C的磁通量增大，由楞次定律判断得知：线圈C产生顺时针方向的感应电流．同理，MN向左减速运动时，线圈C中也产生顺时针方向的感应电流；MN向左加速或者向右减速运动时，线圈C中产生逆时针方向的感应电流；故B、C正确，A、D错误．[答案]BC三定则一定律的应用技巧(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则．(2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定．从能量的角度理解楞次定律感应电流的产生并不是创造了能量．导体做切割磁感线运动时，产生感应电流，感应电流受到安培力作用，导体克服安培力做功从而实现其他形式的能向电能的转化，所以楞次定律的“阻碍”是能量转化和守恒的体现．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大[解析]小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故可知落到底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误．[答案]C如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始水平下落，在下落过程中，下列判断正确的是()A．金属环在下落过程中的机械能守恒B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C．金属环的机械能先减小后增大D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力[解析]金属环在下落过程中，磁通量发生变化产生感应电流，金属环受到磁场力的作用，机械能不守恒，A错误；由能量守恒，金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和，B正确；金属环下落的过程中，机械能不停地转变为电能，机械能一直减少，C错误；当金属环下落到磁铁中央位置时，无感应电流，环和磁铁间无作用力，磁铁对桌面的压力大小等于磁铁的重力，D错误．[答案]B