高中物理人教版 (新课标)选修33 楞次定律教案

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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：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)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。