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高考热点专题复习 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用
在选择题中,近两年的理综考试的知识点分布都比较稳定,力学和电学的内容共有四道题,可能是两道力学,两 道电学,或者是力电综合的题目,而有关电磁学内容的选择题必定会涉及到安培定则、左手定则、右手定则、楞次 定律这些规律的使用,所以我们务必要弄清楚它们的区别,熟练掌握应用它们的步骤.
基本现象运动电荷、电流产生的磁场
基本现象
运动电荷、电流产生的磁场
磁场对运动电荷、电流的作用(安培
力)
应用的定则或定律
安培定则
左手定则
电
磁感应
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
闭合电路磁通量变化
楞次定律
右手定则与左手定则区别: 抓住“因果关系”分析才能无误.
“因电而动”——用左手,“力”字的最后一笔向左钩,可以联想到左手定则用来判断安培力! “因动而电”——用右手;“电”字的最后一笔向向右钩,可以联想到右手定则用来判断感应电流方向, (3)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.
(4)运用楞次定律处理问题的思路
★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:原磁通量增加,则感应磁场与原磁场方向相反;原磁通量减少,则感应磁场与原磁场方向相同——“增反减同”.
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.(见例 1)
★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. 对其运动趋势的分析判断可有两种思路:
①常规法:
据原磁场(B 方向及ΔΦ情况)
原
左?手?定?则?? 导体受力及运动趋势.
②效果法
确定感应磁场(B 方向) ?安?培?定?则?? 判断感应电流(I 方向)
感 感
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,可直接对运动趋势做出判断,更简捷、迅速.
★判断自感电动势的方向类问题
感应电流的效果总是阻碍原电流变化(自感现象)——当自感线圈的电流增大时,感应电流阻碍“原电流”的增大, 所以感应电流与原电流的方向相反;当自感线圈的电流减小时,感应电流阻碍“原电流”的减小,则感应电流与原 电流的方向相同!
原判断感应电动势的思路为:
原
据原电流(I
方向及 I
原
的变化 情况) 确定感应电流I
的方向(“增反减同”)
感
?电?流?从?电?动?势?的?正?极?流?出?? 判断感应电动势的方向解题范例:
例 1(1996 年全国,3)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16-3 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( )
图 16-3A.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
图 16-3
解析:考查对楞次定律的理解应用能力及逻辑推理能力, 要求有较强的空间想象能力!
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“增反减同”原则,线圈中感应电流的磁场方向 向左,根据右手定则,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,由楞次定律“增反减同”原则,线圈中感应电流的磁场方 向向右,可判断出感应电流为顺时针方向,故选项B 正确.
领悟:按照“一原、二感、三电流”的步骤进行思考,同时注意“还原”线圈、磁场和感应电流方向的空间位置 关系!假想你自己身处在磁场当中,视线与磁感线同向,线圈就在你的面前运动!——这就是空间想像能力了!
例 2 如图 16-4 甲所示,通电螺线管与电源相连,与螺线管同一轴线上套有三个轻质闭合铝环,b 在螺线管中央,
a 在螺线管左端,c 在螺线管右端.当开关 S 闭合时,若忽略三个环中感应电流的相互作用,则( )
A.a 向左运动,c 向右运动,b 不动
B.a 向右运动,c 向左运动,b 不动C.a、b、c 都向左运动
D.a、b、c 都向右运
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