图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思路,同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感
三个因素的关系,只要知道了其中任意两个因素,就可以判定第三个因素。
律是判定感应电流、感应电动势方向的一般方法,适用于各种情况的电磁感应现象。
利用右手定则判断感应电流方向
则仅适用于导体切割磁感线产生感应电流(电动势)的情况,对这种情况用右手定则判断方向较
、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。
始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板
是( )
a到b,上极板带正电
a到b,下极板带正电
b到a,上极板带正电
b到a,下极板带正电
拨:由条形磁铁N极朝下可知原磁场的方向,再由运动方向可知磁通量的变化,然后利用楞次定
应电流磁场的方向,最后利用安培定则确定感应电流的方向,由电路知识可判出电容器极板的带
磁铁下落过程中,线圈中产生感应电动势,由楞次定律可知,其下端为电源的
电路如图所示。由此可知D正确。
华:
运用楞次定律判定感应电流的方向可归结为:“一原,二感,三电流”。即:①明确原磁场;②确
的磁场;③判定感应电流的方向。
B原方向及
△中情况)方向)。
确定感应磁场(
感方向)
流程为:根据原磁场(
判断感应电流(
】现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接,在开关闭合、
线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针和右
可以判断 ( )
圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转
圈A中铁芯和上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转
动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央
为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向
B
,当P向
由于变阻器滑动头P向左加速滑动时,可使B中磁通减少而引起的A中产生的电流为
,与
时B中磁通增加,引起的A中感应电流为方向相反,所以指针应向左偏,而线圈A向上
磁通减少,引起的A中感应电流与同向,指针向右偏,故A错;A中铁芯向上拔出或断开开关,
感应电流与同向,电流计指针向右偏转,B正确;C项中应有感应电流,指针应偏转,故C错。
确感应电流的具体方向,故D错。
—利用楞次定律的推广含义解题
感应现象中,由于穿过闭合回路的磁通量发生变化而产生感应电流,感应电流处在原磁场中必然
导线受力的结果:
阻碍原磁通量的变化——增反减同。
阻碍导体与磁体间的相对运动——来拒去留。
当回路发生形变时,感应电流的效果将阻碍回路发生形变。
当由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电流时,感应电流的效果将阻碍原电流的变化。
如果问题不涉及感应电流的方向,则从楞次定律的另一种表述出发分析问题更简便。
、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,
合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离
铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
拨:利用楞次定律的推广含义:阻碍导体与磁体间的相对运动——来拒去留。可以讯速解题。
AD
:设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向,根据左手定则
Q所受安培力的方向。可见,P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,
向上的反作用力,从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果。
应选A、D。
:根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果,总要反抗产生感应电流的原因,本题中“原因”
通量的增加,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。所以,P 、
近且磁铁的加速度小于g,应选A、D。
华:如果问题不涉及感应电流的方向,则从楞次定律的另一种表述出发分析问题更简便。
】某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。在线圈自 上而下穿过固定
的过程中,从上向下看,线圈中感应电流的方向是( )
顺时针方向,后逆时针方向 B.先逆时针方向,后顺时针方向
直是顺时针方向 D.一直是逆时针方向
A
在线圈从磁场上方到达磁铁的过程中,穿过线圈向上的磁感线在增加,由楞次定律的“增反减同”
中有顺时针方向的电流;同理,线圈在离开的过程中,产生逆时针方向的电流,选项A正确。
—安培定则、右手定则、左手定则和楞次定律的综合应用
类问题的关键是抓住因果关系:
因电而生磁(I→B)→安培定则;
)→右手定则; )→左手定则。
因动而生电(v、B→
因电而受力(I、B→
、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,当PQ在
运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
右加速运动 B.向左加速运动
右减速运动 D.向左减速运动
拨:
分析该类问题,首先要明确PQ运动是引起MN运动的原因,然后根据楞次定律和左手定则判断。
的磁通量向上且增加,由楞次定律和左手定则可判断MN向左运动,
定则PQ向右加速运动,穿过
向左加速运动,情况正好和A相反,故B对。
的磁通量向上且减小,由楞次定律和左手定则可判知MN向右
向右减速运动,由右手定则,穿过
对。
向左减速运动,情况恰好和C相反,故D错。
BC
华:解决此类问题往往多次运用楞次定律,并注意要想在下一级中有感应电流,导体棒一定做变
穿过闭合回路的磁通量非均匀变化,这样才可以产生变化的感应电流,这一变化的感应电流产生
化的,会在其他回路中再次产生感应电流。
】如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流
和bc的中点,当线框向右运动的瞬间( )
框中有感应电流,且按顺时针方向
框中有感应电流,且按逆时针方向
框中有感应电流,但方向难以判断
于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
B
本题可以用以下两种方法求解,借此区分右手定则和楞次定律。
:首先由安培定则判断通电导线周围的磁场方向(如图所示),由对称性可知合磁通量=0;其次
右运动时,穿过线框垂直纸面向里的磁通量增大,由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面
由安培定则判断感应电流为逆时针方向,故B选项正确。
:ab导线向右做切割磁感线运动时,由右手定则判断感应电流由a→b,同理可判断cd导线中的
向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的。
第二部分 法拉弟电磁感应定律互感、自感和涡流
梳理
——法拉弟电磁感应定律
梳理
动势
应电动势
感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。只要穿过回
发生改变,在回路中就产生感应电动势。
应电动势与感应电流的关系
流的大小由感应电动势和闭合回路的总电阻共同决定,三者的大小关系遵守闭合电路欧姆定律,
。
类
动势:由感生电场产生的感应电动势,叫感生电动势。
动势:由于导体运动而产生的感应电动势,叫动生电动势。
醒:
感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因。感应电场的方向同样可由楞次定律判断。
动生电动势原因分析:导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生动生电动势,它是由于导体中自由
兹力作用而引起的。
电磁感应定律