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    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.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"阻碍"原则.可直接对运动趋势作出判断.更简捷.迅速. [例1]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 命题意图:考查对楞次定律的理解应用能力及逻辑推理能力. 错解分析:由于空间想象能力所限.部分考生无法判定线圈经位置Ⅰ.Ⅱ时刻磁通量的变化趋势.从而无法依据楞次定律和右手螺旋定则推理出正确选项. 解题方法与技巧:线圈第一次经过位置Ⅰ时.穿过线圈的磁通量增加.由楞次定律.线圈中感应电流的磁场方向向左.根据安培定则.顺着磁场看去.感应电流的方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时.穿过线圈的磁通量减小.可判断出感应电流为顺时针方向.故选项B正确. [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? 解:由于磁感线是闭合曲线.内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等.所以外环所围面积内(应该包括内环内的面积.而不只是环形区域的面积)的总磁通向里.增大.所以外环中感应电流磁场的方向为向外.由安培定则.外环中感应电流方向为逆时针. [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 解:当开关S闭和瞬间.线圈A相当于环形电流.其内部磁感线方向向里.其外部磁感线方向向外.线圈B有一半面积处在线圈A中.则向里的磁场与向外的磁场同时增大.这时就要抓住主要部分.由于所有向里的磁感线都从A的内部穿过.所以A的内部向里的磁感线较密. A的外部向外的磁感线较稀.这样B一半的面积中磁感线是向里且较密.另一半面积中磁感线是向外且较稀.主要是以向里的磁感线为主.即当开关S闭和时.线圈B中的磁通量由零变为向里.故该瞬间磁通量增加.则产生的感应电流的磁场应向外.因此线圈B有沿逆时针的感应电流.答案为C. [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? 解:从“阻碍磁通量变化 来看.原磁场方向向上.先增后减.感应电流磁场方向先下后上.感应电流方向先顺时针后逆时针. 从“阻碍相对运动 来看.先排斥后吸引.把条形磁铁等效为螺线管.根据“同向电流互相吸引.反向电流互相排斥 .也有同样的结论. [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?方向如何? 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° 解:A.C两种情况下穿过abcd的磁通量没有发生变化.无感应电流产生.B.D两种情况下原磁通向外.减少.感应电流磁场向外.感应电流方向为abcd. [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 解:.ab 匀速运动时.ab中感应电流恒定.L1中磁通量不变.穿过L2的磁通量不变化.L2中无感应电流产生.cd保持静止.A不正确,ab向右加速运动时.L2中的磁通量向下.增大.通过cd的电流方向向下.cd向右移动.B正确,同理可得C不正确.D正确.选B.D [例7] 如图所示.当磁铁绕O1O2轴匀速转动时.矩形导线框将如何运动? 解:本题分析方法很多.最简单的方法是:从“阻碍相对运动 的角度来看.导线框一定会跟着条形磁铁同方向转动起来.如果不计摩擦阻力.最终导线框将和磁铁转动速度相同,如果考虑摩擦阻力导线框的转速总比条形磁铁转速小些. [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.a.b将如何移动? 解:若按常规用“阻碍磁通量变化 判断.则要根据下端磁极的极性分别进行讨论.比较繁琐.而且在判定a.b所受磁场力时.应该以磁极对它们的磁场力为主.不能以a.b间的磁场力为主(因为它们是受合磁场的作用).如果主注意到:磁铁向下插.通过闭合回路的磁通量增大.由Φ=BS可知磁通量有增大的趋势.因此S的相应变化应该使磁通量有减小的趋势.所以a.b将互相靠近.这样判定比较简便. [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.a.b将如何移动? 解:根据Φ=BS.磁铁向下移动过程中.B增大.所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势.由于S不可改变.为阻碍增大.导体环应该尽量远离磁铁.所以a.b将相互远离. [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? 解:无论条形磁铁的哪个极为N极.也无论是顺时针转动还是逆时针转动.在转动90°过程中.穿过闭合电路的磁通量总是增大的(条形磁铁内.外的磁感线条数相同但方向相反.在线框所围面积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向相同且增大.而该位置闭合电路所围面积越大.总磁通量越小.所以为阻碍磁通量增大金属棒ab将向右移动. [例11]如图所示.a.b灯分别标有“36V 40W 和“36V 25W .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? 解:闭合瞬间.由于电感线圈对电流增大的阻碍作用.a将慢慢亮起来.b立即变亮.这时L的作用相当于一个大电阻,稳定后两灯都正常发光.a的功率大.较亮.这时L的作用相当于一只普通的电阻,断开瞬间.由于电感线圈对电流减小的阻碍作用.通过a的电流将逐渐减小.a渐渐变暗到熄灭.而abRL组成同一个闭合回路.所以b灯也将逐渐变暗到熄灭.而且开始还会闪亮一下(因为原来有Ia>Ib).并且通过b的电流方向与原来的电流方向相反.这时L相当于一个电源. [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? 解:只有左边有匀强磁场.金属环在穿越磁场边界时.由于磁通量发生变化.环内一定会有感应电流产生.根据楞次定律将会阻碍相对运动.所以摆动会很快停下来.这就是电磁阻尼现象.当然也可以用能量守恒来解释:既然有电流产生.就一定有一部分机械能向电能转化.最后电流通过导体转化为内能.若空间都有匀强磁场.穿过金属环的磁通量反而不变化了.因此不产生感应电流.因此也就不会阻碍相对运动.摆动就不会很快停下来. 【查看更多】

     

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