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高中物理 | 正确理解楞次定律的含义

楞次定律是用来判断产生感应电流的方向的,正确理解楞次定律的含义是应用的关键。

 

一、从原磁场与感应电流的磁场的方向角度理解为“增反减同”

定律中的“阻碍”不是“相反”,原磁场的磁通量增大时,两磁场方向相反;原磁场的磁通量减小时,两磁场方向相同;“阻碍”也不是“阻止”,回路中的磁通量还是会变化的,所以楞次定律可以表述为“增反减同”.


1、某磁场磁感线如图1所示,有一铜线圈自图示A位置落至B位置,在下落过程中,自上往下看,线圈中感应电流方向是(    

A. 始终顺时针

B. 始终逆时针

C. 先顺时针再逆时针

D. 先逆时针再顺时针

解析:当线圈从位置A运动到位置B时,穿过线圈向上的磁通量先增大后减小,线圈中产生感应电流,由“增反减同”可知,线圈中产生的感应电流的磁场先向下后向上,由安培定则可知感应电流方向为先顺时针再逆时针,故正确选项为C.

二、从力的角度理解为“来拒去留”

由能量观点可知,当产生磁场的物体靠近闭合线圈时,线圈中产生电能,而物体能量必减少,故受斥力作用,反之有引力作用,所以楞次定律也可表述为“来拒去留”.


2、如图2中线圈放在桌面上,当磁铁自由下落过程中,线圈对桌面的压力为(    

A. 增大

B. 减小

C. 不变

D. 无法判断

解析:初状态时线圈对桌面的压力N=mg,磁铁下落过程中,由“来拒去留”知,线圈受到向下的斥力F作用,故线圈对桌面的压力为

,所以增大,故A正确.

 

三、从能量角度理解为“能量守恒”

能量守恒是自然界的普遍规律,能的转化是通过做功来量度的,这一点正是楞次定律的根本所在,实质上楞次定律是能量转化和守恒在电磁感应现象中的具体体现,所以楞次定律又可表述为“能量守恒”.


3、如图3所示,一边长为L、电阻为R、质量为m的正方形线框abcd从离地面H高处自由下落下落过程中线框恰能匀速穿过水平的方向向里的匀强磁场,若空气阻力不计,求(1)线框落地时的速度大小;(2)线框穿过磁场过程中产生的热量.

解析:(1)线框匀速通过磁场区,说明磁场区的高度与线圈的边长相等也为L,线圈进入磁场时匀速通过磁场区下降的高度为2L,由于动能不变,所以机械能减小2mgL,根据功能关系可得:

2)根据能量守恒定律可知:Q=2mgL.


由上可知,有时应用楞次定律的几种表述方式解题,比用定律本身直接解题要方便.


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