813 楞次定律副本Word格式.docx

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这好比一个电源：

不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。

但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。

二、楞次定律

1．楞次定律

感应电流总具有这样的方向，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。

楞次定律解决的是感应电流的方向问题。

它关系到两个磁场：

感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场）。

前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。

2．对“阻碍”意义的理解：

（1）阻碍原磁场的变化。

“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转．

（2）阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流．

（3）阻碍不是相反．当原磁通减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；

当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动．

（4）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．

3．楞次定律的具体应用

（1）从“阻碍磁通量变化”的角度来看，由磁通量计算式Φ=BSsinα可知，磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：

①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔBSsinα

②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔSBsinα

③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS（sinα2-sinα1）

当B、S、α中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1了。

（2）从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：

既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。

又由于是由相对运动引起的，所以只能是机械能减少转化为电能，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。

（3）从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。

在应用楞次定律时一定要注意：

“阻碍”不等于“反向”；

“阻碍”不是“阻止”。

4．右手定则。

对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。

这时，用右手定则更方便一些。

5．楞次定律的应用步骤

楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：

①确定原磁场方向；

②判定原磁场如何变化（增大还是减小）；

③确定感应电流的磁场方向（增反减同）；

④根据安培定则判定感应电流的方向。

6．解法指导：

（1）楞次定律中的因果关联

楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键.

（2）运用楞次定律处理问题的思路

（a）判断感应电流方向类问题的思路

运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：

“一原、二感、三电流”，即为：

①明确原磁场：

弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.

②确定感应磁场：

即根据楞次定律中的"

阻碍"

原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向.

③判定电流方向：

即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向.

（b）判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略

在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动.（如例2）对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：

①常规法：

据原磁场（B原方向及ΔΦ情况）

确定感应磁场（B感方向）

判断感应电流（I感方向）

导体受力及运动趋势.

②效果法

由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义.据"

原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速.

【例1】

（1996年全国）一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为

位置Ⅰ位置Ⅱ

（A）逆时针方向逆时针方向

（B）逆时针方向顺时针方向

（C）顺时针方向顺时针方向

（D）顺时针方向逆时针方向

【例2】如图所示，有两个同心导体圆环。

内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。

当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？

方向如何？

【例3】如图，线圈A中接有如图所示电源，线圈B有一半面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触，则当开关S闭和瞬间，线圈B中的感应电流的情况是：

（）

A．无感应电流B．有沿顺时针的感应电流

C．有沿逆时针的感应电流D．无法确定

【例4】如图所示，闭合导体环固定。

条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？

【例5】如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有匀强磁场。

以下哪些情况下abcd中有感应电流产生？

A.将abcd向纸外平移B.将abcd向右平移

C.将abcd以ab为轴转动60°

D.将abcd以cd为轴转动60°

【例6】如图所示装置中，cd杆原来静止。

当ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动？

A.向右匀速运动B.向右加速运动

C.向左加速运动D.向左减速运动

【例7】如图所示，当磁铁绕O1O2轴匀速转动时，矩形导线框（不考虑重力）将如何运动？

【例8】如图所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。

当条形磁铁如图向下移动时（不到达导轨平面），a、b将如何移动？

【例9】如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。

将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面），a、b将如何移动？

【例10】如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°

的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？

【例11】如图所示，a、b灯分别标有“36V40W”和“36V25W”，闭合电键调节R，能使a、b都正常发光。

断开电键后重做实验：

电键闭合后看到的现象是什么？

稳定后那只灯较亮？

再断开电键，又将看到什么现象？

【例12】如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。

金属环的摆动会很快停下来。

试解释这一现象。

若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？

三、电磁感应在实际生活中的应用例析

【例13】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。

铁芯上有两个线圈A和B。

线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路。

在拉开开关S的时候,弹簧k并不能立即将衔铁D拉起，从而使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开；

延时继电器就是这样得名的。

试说明这种继电器的工作原理。

【例14】如图所示是家庭用的“漏电保护器“的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线”（火线和零线）采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器。

Q是一个脱扣开关的控制部分（脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断），Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电。

（1）用户正常用电时，a、b之间有没有电压？

（2）如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？

为什么？

【例15】在有线电话网中，电话机是通过两条导线和电信局的交换机传送和接收电信号。

如果不采取措施，发话者的音频信号必会传到自己的受话器中，使自己听到自己的讲话声音，这就是“侧音”。

较大的侧音会影响接听对方的讲话，故必须减小或消除。

如图所示是一电话机的消“侧音”电路与交换机的连接示意图。

图中的两个变压器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六个线圈的匝数相同。

打电话时，对着话筒发话，把放大后的音频电压加到变压器的线圈a，从线圈c和b输出大小相等但随声频变化的电压，c两端的电压产生的电流IL通过线圈e和两导线L、电信局的交换机构成回路，再通过交换机传到对方电话机,对方就听到发话者的声音。

同时由于线圈e中有电流通过，在线圈f中也会有电压输出，放大后在自己的电话机的受话器上发出自己的讲话声，这就是上面讲的“侧音”。

为了消除这个侧音，可以把线圈b的电压加在线圈d上，并通过R调节d中的电流Id。

那么为达到消侧音的目的，1应与（）相接；

4应与（）相接，并使Id（）IL（填“小于”、“大于”、或“等于”）。

对方讲话时，音频电压通过交换机和两条导线L加到本机，那么通过R的电流为多少？

四、针对训练

（一）基础性练习

1．1820年丹麦的物理学家　　　发现了电流能够产生磁场；

之后，英国的科学家　　　经过十年不懈的努力终于在1831年发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台感应发电机．

2．下列图中能产生感应电流的是（　　　　）

3．在某星球上的宇航员，为了确定该星球是否存在磁场，他手边有一根表面绝缘的长导线和一个灵敏电流计，现请你指导他如何操作．

4．下列说法中正确的是：

感应电动势的大小跟（　　　　）有关：

A．穿过闭合电路的磁通量．

B．穿过闭合电路的磁通量的变化大小．

C．穿过闭合电路的磁通量的变化快慢．

D．单位时间内穿过闭合电路的磁通量的变化量．

5．如图所示，试根据已知条件确定导线中的感应电流方向（图中的导线是闭合电路中的一部分）：

（二）提高性练习

6．（99全国）如图所示，为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的坚直分量向下。

飞机在我国上空匀逐巡航。

机翼保持水平，飞行高度不变。

由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。

设飞行员左方机翼未端处的电势为U1，右方机翼未端处的电势力U2，则

A.若飞机从西往东飞，U1比U2高

B.若飞机从东往西飞，U2比U1高

C.若飞机从南往北飞，U1比U2高

D.若飞机从北往南飞，U2比U1高

7．如图所示，在两根平行长直导线中，通以同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。

在运动过程中，导线框中感应电流的方向（）

A．沿ABCD方向不变。

B．沿ADCB方向不变。

C．由ABCD方向变成ADCB方向。

D．由ADCB方向变成ABCD方向。

8．如图所示，两个线圈绕在同一圆筒上，A中接有电源，B中导线ab短路。

当把磁铁迅速插入A线圈中时，A线圈中的电流将（填减少，增大，不变），B线圈中的感应电流的方向在外电路中是由到的；

如线圈B能自由移动，则它将向移动（左，右，不）。

9．如图所示，闭合金属铜环从高为h的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则（）

A．若是匀强磁场，环上升的高度小于h

B．若是匀强磁场，环上升的高度大于h

C．若是非匀强磁场，环上升的高度等于h

D．若是非匀强磁场，环上升的高度小于h

10．一根磁化的钢棒以速度v射入水平放置的固定的铜管内，v的方向沿管中心轴，不计棒的重力和空气阻力，则在入射过程中（）

A.铜管的内能增加B.钢棒的速率减小C.钢棒的速率不变D.钢棒的速率增大

11．如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则

A.t1时刻N＞G

B.t2时刻N＞G

C.t3时刻N＜G

D.t4时刻N=G

12．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将

A.保持静止不动

B.逆时针转动

C.顺时针转动

D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向

参考答案

1～5略6．AC

7．B

8．减小ba左

9．D解析若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流产生，环也就受不到磁场力，所以环仍保持机械能守恒，上升的高度等于h。

若是非匀强磁场，闭合环的磁通量发生变化，有感应电流产生，环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动，使环损失一部分机械能向电能转化，所以环上升的高度小于h。

因此答案D正确。

10．AB当磁化的钢棒射入铜管时，铜管中因磁通量增加而产生感应电流，铜管与钢棒间的磁场力会阻碍其相对运动，使钢棒的机械能向电能转化，进而使铜管的内能增加。

所以答案AB正确。

11．AD12．C