2016屆高三物理一輪復習學案：電磁感應
【例題14】如圖所示，當磁鐵豎直向下穿向水平面上的回路中央時（未達到導軌所在平面），架在導軌上的導體棒p、q將會怎樣運動？（設導軌m、n光滑）p、q對導軌m、n的壓力等于p、q受的重力嗎？
師：除了直接用楞次定律判斷外，請用阻礙相對運動來分析。（經(jīng)過上面幾題的指導，學生肯定會判斷。）
生：由于磁鐵靠近回路使回路中φ↑，則為使阻礙φ增加，p、q一定向回路內(nèi)側運動，即回路面積會縮小。另一方面，欲使回路阻礙磁鐵向下靠近，回路應向下后退，但因“無路可退”而使回路與支承面，p、q與導軌之間都壓得更緊！因此p、q對導軌施加的壓力大于p、q受的重力。
【例題15】如圖所示，mn是一根固定的通電長直導線，電流方向向上。今將一金屬線框abcd放在導線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь�的左邊，兩者彼此絕緣，當導線中的電流i突然增大時，線框整體受力情況為：
a.受力向右 b.受力向左 c.受力向上 d.受力為零
分析：首先判斷由于電流i增大使穿過回路abcd的磁通量u增大還是減小。由于線框位置偏向?qū)Ь�左邊，使跨在導線左邊的線圈面積大于右邊面積，線圈左邊部分內(nèi)磁感線穿出，右邊部分內(nèi)磁感線穿入，整個線框中的合磁通量是穿出的，并且隨電流增大而增大。
再用“阻礙磁通量變化”來考慮線框受磁場力而將要發(fā)生運動的方向。顯然線框只有向右發(fā)生運動，才與阻礙合磁通量增加相符合，因此線框受的合磁場力應向右。正確選項為a。
說明；以上5個例題都可以按楞次定律的應用步驟去分析。而我們特意采用了楞次定律含義的推廣：“阻礙使u變化的原因”去判斷，意圖是讓大家縮簡思維活動程序，提高做題速度，加深對楞次定律中“阻礙”含義的理解。但同時需注意的是，絕不能用簡化方法代替基本方法，基本方法能使我們對電磁感應的發(fā)生過程了解得更細致，而簡化方法只能快速地看到電磁感應的結果，在答題時顯示出簡捷性和靈活性。
楞次定律中的“阻礙”作用也導致了電磁感應過程中能量的轉化，因而電磁感應過程就是能量轉化的過程。因此，運用楞次定律也可判斷能量的轉化。
【例題16】如圖所示，在o點正下方有一個具有理想邊界的磁場，將銅環(huán)從a點由靜止釋放，向右擺至最高點b，不計空氣阻力，則以下說法正確的是
a.a、b兩點等高 b.a點高于b點
c.a點低于b點 d.銅環(huán)將做等幅擺動
師：銅環(huán)進入磁場又離開磁場的兩個過程，銅環(huán)中的磁通量φ都是變化的，故產(chǎn)生感應電流�，F(xiàn)進一步分析，銅環(huán)在擺動中機械能守恒嗎？（學生回答。）
師；此題的思維過程為：由于銅環(huán)進入、離開磁場的過程中都有磁通量φ的變比，一定會產(chǎn)生感應電流，一定會使銅環(huán)受到安培力作用，而安培力一定阻礙銅環(huán)相對磁場的進、出運動。正因銅環(huán)需克服安培力做功→使銅環(huán)的機械能轉化為電能→銅環(huán)做減幅振動。因而正確答案為b。
同學們還可思考：若將銅環(huán)改為銅片或球，答案不同嗎？（答案一樣）只要將銅片或銅球看成是許多并聯(lián)在一起的銅環(huán)即可，它們都會產(chǎn)生感應電流（渦流），使自身發(fā)熱，機械能損失。這種由于電磁感應而使振動的機械能減小的因素叫電磁阻尼。在磁電式儀表中，為防止儀表通電后指針偏轉到某處后來回振動，就利用了這種電磁阻尼原理。反之，若不希望振動的機械能由于電磁阻尼而損失，則需采取使鋼環(huán)不閉合（留有小缺口），將銅片上開許多缺口以使之不產(chǎn)生感應電流，或產(chǎn)生的感應電流很小的措施。