2016屆高三物理一輪復習學案:電磁感應
楞次定律的應用應該嚴格按以下四步進行:①確定原磁場方向;②判定原磁場如何變化(增大還是減小);③確定感應電流的磁場方向(增反減同);④根據(jù)安培定則判定感應電流的方向。
【例題1】如圖所示,有兩個同心導體圓環(huán)。內環(huán)中通有順時針方向的電流,外環(huán)中原來無電流。當內環(huán)中電流逐漸增大時,外環(huán)中有無感應電流?方向如何?
解:由于磁感線是閉合曲線,內環(huán)內部向里的磁感線條數(shù)和內環(huán)外部向外的所有磁感線條數(shù)相等,所以外環(huán)所圍面積內(這里指包括內環(huán)圓面積在內的總面積,而不只是環(huán)形區(qū)域的面積)的總磁通量向里、增大,所以外環(huán)中感應電流磁場的方向為向外,由安培定則,外環(huán)中感應電流方向為逆時針。
【例題2】如圖所示,閉合導體環(huán)固定。條形磁鐵s極向下以初速度v0¬沿過導體環(huán)圓心的豎直線下落過程,導體環(huán)中的感應電流方向如何?
解:從“阻礙磁通量變化”來看,當條形磁鐵的中心恰好位于線圈m所在的水平面時,磁鐵內部向上的磁感線都穿過了線圈,而磁鐵外部向下穿過線圈的磁通量最少,所以此時刻穿過線圈m的磁通量最大。因此全過程中原磁場方向向上,先增后減,感應電流磁場方向先下后上,感應電流先順時針后逆時針。
從“阻礙相對運動”來看,線圈對應該是先排斥(靠近階段)后吸引(遠離階段),把條形磁鐵等效為螺線管,該螺線管中的電流是從上向下看逆時針方向的,根據(jù)“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”,感應電流方向應該是先順時針后逆時針的,與前一種方法的結論相同。
【例題3】如圖所示,o1o2是矩形導線框abcd的對稱軸,其左方有垂直于紙面向外的勻強磁場。以下哪些情況下abcd中有感應電流產生?方向如何?
a.將abcd以cd為軸轉動60° b.將abcd向右平移
c.將abcd以ab為軸轉動60° d.將abcd 向紙外平移
解: a、b兩種情況下原磁通量向外,減少,感應電流磁場向外,感應電流方向為abcd。c、d兩種情況下穿過abcd的磁通量沒有發(fā)生變化,無感應電流產生。
【例題4】如圖所示裝置中,cd桿原來靜止。當ab 桿做如下那些運動時,cd桿將向右移動?
a.向右勻速運動 b.向右加速運動
c.向左加速運動 d.向左減速運動
解:.ab 勻速運動時,ab中感應電流恒定,l1中磁通量不變,穿過l2的磁通量不變化,l2中無感應電流產生,cd保持靜止,a不正確;ab向右加速運動時,l2中的磁通量向下,增大,通過cd的電流方向向下,cd向右移動,b正確;同理可得c不正確,d正確。選b、d
【例題5】如圖所示,當磁鐵繞o1o2軸勻速轉動時,矩形導線框(不考慮重力)將如何運動?
解:本題分析方法很多,最簡單的方法是:從“阻礙相對運動”的角度來看,導線框一定會跟隨條形磁鐵同方向轉動起來。如果不計一切摩擦阻力,最終導線框將和磁鐵轉動速度無限接近到可以認為相同;如果考慮摩擦阻力,則導線框的轉速總比條形磁鐵轉速小些(線框始終受到安培力矩的作用,大小和摩擦力的阻力矩相等)。如果用“阻礙磁通量變化”來分析,結論是一樣的,但是敘述要復雜得多。可見這類定性判斷的題要靈活運用楞次定律的各種表達方式。