高二物理寒假精品课(人教版2019)第17天楞次定律(原卷版+解析)

这是一份高二物理寒假精品课(人教版2019)第17天楞次定律(原卷版+解析)，共16页。试卷主要包含了“阻碍”的表现形式等内容，欢迎下载使用。

1.理解楞次定律，会用楞次定律判断感应电流的方向.2.理解右手定则，会用右手定则判断感应电流的方向．
一、楞次定律
1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的
2．从能量角度理解楞次定律
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是 定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使 能转化为感应电流的电能．
二、右手定则
伸开右手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使 指向导线运动的方向，这时 所指的方向就是感应电流的方向．
一、对楞次定律的理解
例题1. 关于楞次定律，下列说法正确的是 ( )
A．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化
解题归纳：对楞次定律的理解
1．楞次定律中的因果关系
楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果．
2．对“阻碍”的理解
3.“阻碍”的表现形式
从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．
从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．
二、右手定则的理解和应用
例题2. 如图所示，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽度为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B，则( )
A．整个过程，线圈中始终有感应电流
B．整个过程，线圈中始终没有感应电流
C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，有感应电流，方向都是逆时针方向
D．线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；离开磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向
解题归纳：右手定则的理解和应用
1．右手定则适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断．
2．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：
(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动．
(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源．
3．楞次定律与右手定则的比较
1. 绕在圆柱形铁芯上的线圈通过导线与电流计连接组成闭合回路。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内,铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置,使其沿QP方向靠近线圈。若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转,在如下情形中,能观察到明显的电磁感应现象且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是( )
A B C D
2. 如图,导体棒MN垂直放置在光滑水平导轨ad和bc上(a、b点是导轨与棒的交点),与电阻R形成闭合回路。在abcd区域内存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场,以下有关感应电流的说法正确的是( )
A.若导体棒MN水平向左运动,通过电阻R的电流方向是d→R→c
B.若导体棒MN水平向左运动,通过电阻R的电流方向是c→R→d
C.若导体棒MN水平向右运动,通过电阻R的电流方向是d→R→c
D.若导体棒MN水平向右运动,通过电阻R的电流方向是c→R→d
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1．如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN接通图示方向电流的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．线框中磁通量始终为定值B．线框中无感应电流
C．线框中感应电流的方向C→B→AD．线框中感应电流的方向A→B→C
2．如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在0~这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则下列说法正确的是（ ）
A．0~这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小
B．从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针
C．时铝环中无感应电流
D．从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针
3．如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（ ）
A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．a、b两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端电势高
D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
4．如图，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端a、b断开，金属杆L垂直导轨放置。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁两磁极之间的磁场方向向上
B．若给金属杆向左的初速度，则a点电势高于b点
C．若a、b间接导线，向下移动滑片P，则金属杆向左运动
D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动
二、多选题
5．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是( )
A．向右加速运动B．向左加速运动
C．向右减速运动D．向左减速运动
6．金属圆环P中通有逆时针电流，将另一直径可变、通有逆时针电流的圆环Q放在圆环P的不同位置处，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中Q有向左运动并扩大的趋势B．乙图中Q有向左运动并缩小的趋势
C．丙图中Q有扩大的趋势D．丁图中Q有扩大的趋势
三、解答题
7．在如图中，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M的电路中串联着电池、开关与滑动变阻器，线圈N的电路中串联着电流表。若电流从左侧（右侧）流入电流表则电流表指针向左（右）偏转，根据楞次定律判定以下几个过程中电流表指针的偏转情况。
（1）开关S闭合后的短暂过程；
（2）开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程。
8．如图（a）所示是法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，A、B是套在同一铁芯上的两个线圈。试标出当开关S闭合的瞬间，与线圈B相连接的灵敏电流计中电流的方向。
问题
结论
谁阻碍谁
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化
阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍
当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”
结果如何
阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响
规律
比较内容
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
联系
右手定则是楞次定律的特例
第17天 运动的描述 （预习篇）
1.理解楞次定律，会用楞次定律判断感应电流的方向.2.理解右手定则，会用右手定则判断感应电流的方向．
一、楞次定律
1．内容：感应电流具有这样的方向，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．
2．从能量角度理解楞次定律
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能．
二、右手定则
伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．
一、对楞次定律的理解
例题1. 关于楞次定律，下列说法正确的是 ( )
A．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化
答案 A
解析 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，阻碍并不是阻止，只起延缓的作用，选项A正确，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；当原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场反向，当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场同向，选项D错误．
解题归纳：对楞次定律的理解
1．楞次定律中的因果关系
楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果．
2．对“阻碍”的理解
3.“阻碍”的表现形式
从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．
从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．
二、右手定则的理解和应用
例题2. 如图所示，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽度为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B，则( )
A．整个过程，线圈中始终有感应电流
B．整个过程，线圈中始终没有感应电流
C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，有感应电流，方向都是逆时针方向
D．线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；离开磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向
答案 D
解析 在线圈进入或离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，线圈完全在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，选项A、B错误；由右手定则可知，线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向，线圈离开磁场过程中，感应电流沿顺时针方向，选项C错误，D正确．
解题归纳：右手定则的理解和应用
1．右手定则适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断．
2．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：
(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动．
(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源．
3．楞次定律与右手定则的比较
1. 绕在圆柱形铁芯上的线圈通过导线与电流计连接组成闭合回路。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内,铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置,使其沿QP方向靠近线圈。若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转,在如下情形中,能观察到明显的电磁感应现象且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是( )
A B C D
答案 A
解析 A、B选项中,当磁铁向线圈靠近时,穿过线圈的磁通量向下增加,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流产生的磁场方向向上,则感应电流从电流计正接线柱流入,则电流计指针向右偏转,A正确,B错误;C、D选项中,当磁铁按题图所示的方式靠近线圈时,由对称性可知,穿过线圈的磁通量总是零,线圈中不会有感应电流,C、D错误。故选A。
2. 如图,导体棒MN垂直放置在光滑水平导轨ad和bc上(a、b点是导轨与棒的交点),与电阻R形成闭合回路。在abcd区域内存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场,以下有关感应电流的说法正确的是( )
A.若导体棒MN水平向左运动,通过电阻R的电流方向是d→R→c
B.若导体棒MN水平向左运动,通过电阻R的电流方向是c→R→d
C.若导体棒MN水平向右运动,通过电阻R的电流方向是d→R→c
D.若导体棒MN水平向右运动,通过电阻R的电流方向是c→R→d
答案 B
解析 根据右手定则可知,若导体棒MN水平向左运动,通过电阻R的电流方向是c→R→d,选项A错误,B正确;仅在abcd区域存在竖直向下的匀强磁场,若导体棒MN水平向右运动,电路中无电流,选项C、D错误。
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1．如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN接通图示方向电流的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．线框中磁通量始终为定值B．线框中无感应电流
C．线框中感应电流的方向C→B→AD．线框中感应电流的方向A→B→C
【答案】D
【解析】由安培定则可知，MN中的电流在导线框左处产生的磁场垂直于纸面向里，右处的磁场垂直纸面向外。虽然线框被导线分成面积相等的两部分，但离导线越远，磁场越弱，所以根据磁通量相互抵消一部分，可得在MN通电的瞬间，通过导线框的磁通量向里增大，由楞次定律可知，可判断ABC中电流的方向A-B-C。
故选D。
2．如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在0~这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则下列说法正确的是（ ）
A．0~这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小
B．从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针
C．时铝环中无感应电流
D．从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针
【答案】B
【解析】AC．M处于通电线圈的磁场中，磁通量变化取决于线圈中电流的变化：0~这段时间内线圈中电流减小，穿过铝环的磁通量在减小；~这段时间内线圈中电流反向增大，穿过铝环的磁通量在增大；时线圈中电流处于变化状态，铝环中磁通量处于变化状态，有感应电流。AC错误；
BD．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁场的方向水平向右，则穿过铝环的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环上的感应电流顺时针（从左向右看）；当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看），故电流方向不变始终为顺时针， B正确，D错误。
故选B。
3．如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（ ）
A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．a、b两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端电势高
D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
【答案】C
【解析】A．根据右手定则可知，ab中产生的感应电流方向为b到a，则通过电阻R的电流方向为M→R→P，故A错误；
B．金属导线ab相当于电源，ab两点间的电压是路端电压，即是R两端的电压。根据闭合电路欧姆定律得知，ab两点间的电压为
故B错误；
C．金属导线ab相当于电源，a端相当于电源的正极，电势较高，故C正确；
D．金属导线ab向右做匀速直线运动，根据能量守恒得知：外力F做的功等于电路中产生的焦耳热，大于电阻R上发出的焦耳热，故D错误。
故选C。
4．如图，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端a、b断开，金属杆L垂直导轨放置。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁两磁极之间的磁场方向向上
B．若给金属杆向左的初速度，则a点电势高于b点
C．若a、b间接导线，向下移动滑片P，则金属杆向左运动
D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动
【答案】C
【解析】A．俯视时线圈中电流沿顺时针方向，由安培定则判断知，电磁铁两磁极之间的磁场方向向下，故A错误。
B．若给金属杆向左的初速度，金属杆切割磁感线， 产生感应电动势，由右手定则判断知a点电势低于b点，故B错误。
C．若a、b间接导线，向下移动滑片P，变阻器接入电路的电阻减小，线圈中电流增大，产生的磁场增强，穿过金属杆所在回路的磁通量增加，根据楞次定律中“增缩减扩”知金属杆向左运动，故C正确。
D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，根据左手定则可知金属杆L所受的安培力向右，则L向右运动，故D错误。
故选C。
二、多选题
5．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是( )
A．向右加速运动B．向左加速运动
C．向右减速运动D．向左减速运动
【答案】BC
【解析】根据安培定则可知，ab在右侧产生的磁场方向为垂直向里，有因为MN向右运动，根据左手定则可判断MN中感应电流方向由M到N。由安培定则可知L1中感应电流产生的磁场方向向上，由楞次定律可知L2中感应电流产生的磁场方向向上并减弱或向下并增强。如果L2中磁场向上减弱，根据安培定则可知PQ中感应电流为Q到P且减小，再根据右手定则可知PQ向右减速运动；如果L2中磁场向下增强，根据安培定则可知PQ中感应电流为P到Q且增大，再根据右手定则可知PQ向左加速运动，AD错误，BC正确。
故选BC。
6．金属圆环P中通有逆时针电流，将另一直径可变、通有逆时针电流的圆环Q放在圆环P的不同位置处，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中Q有向左运动并扩大的趋势B．乙图中Q有向左运动并缩小的趋势
C．丙图中Q有扩大的趋势D．丁图中Q有扩大的趋势
【答案】AC
【解析】根据同向电流相互吸引和右手螺旋定则可以判断甲图中Q有向左运动并扩大的趋势，丙图中Q有扩大的趋势，AC正确，BD错误。
故选AC。
三、解答题
7．在如图中，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M的电路中串联着电池、开关与滑动变阻器，线圈N的电路中串联着电流表。若电流从左侧（右侧）流入电流表则电流表指针向左（右）偏转，根据楞次定律判定以下几个过程中电流表指针的偏转情况。
（1）开关S闭合后的短暂过程；
（2）开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程。
【答案】（1）向左偏转；（2）向右偏转
【解析】（1）在开关S闭合后的短暂过程中，线圈M中的电流从无到有，用安培定则判定，铁芯中水平向右的磁场增大，穿过线圈N的磁通量增加，由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向左，再由安培定则可判定可知，感应电流流过电流表使其指针向左偏转。
（2）开关闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中，其电阻变大，电流减小，故其在铁芯中水平向右的磁场减小，穿过线圈N的磁通量减小，由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向右，再由安培定则可判定可知，感应电流使得电流表指针向右偏转。
8．如图（a）所示是法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，A、B是套在同一铁芯上的两个线圈。试标出当开关S闭合的瞬间，与线圈B相连接的灵敏电流计中电流的方向。
【答案】见解析
【解析】根据右手螺旋定则，线圈A中的磁感线穿过线圈B的方向如图（b）中的实线所示
电路接通瞬间，线圈B中的磁场增强，磁通量也增大；根据楞次定律，线圈B中感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，即如图（b）中的虚线所示；再用右手螺旋定则判断感应电流的方向便可确定流过灵敏电流计的电流方向是。
问题
结论
谁阻碍谁
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化
阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍
当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”
结果如何
阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响
规律
比较内容
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
联系
右手定则是楞次定律的特例