4.3　 楞次定律

★新课标要求

2、书面完成P₈“问题与练习”第5、6、7题；思考并回答第1、2、3、4题

★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

1、学习兴趣小组课下按照课本第8页“做一做”栏目描述的实验《摇绳能发电吗？》，并对实验结果进行讨论，写出实验报告，各小组互相交流、讨论。

7.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。图16-1-9中，最能符合这样要求的一幅图是　 (　 )

解析：线圈有电流通过时产生磁场，对其他线圈有无影响实质是是否引起电磁感应现象--即看穿过邻近线圈的磁通量有无变化.通过分析知D图中一个线圈产生的磁场很少穿过另一个线圈，因而是最符合要求的.答案：D

★课余作业

6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程

A．物体克服阻力做功

B．物体的动能转化为其他形式的能量

C．物体的势能转化为其他形式的能量

D．物体的机械能转化为其他形式的能量

解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式--机械能的减少，相应转化为其他形式能(如内能、电能)。能的转化过程也就是做功的过程。答案：AD

5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将　(　　 )

A．增大　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 B．减小

C．不变　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 D．无法确定如何变化

解析：弹簧所包围的面积内既有条形磁铁的内部向左的磁感线，又有条形磁铁外部向右的磁感线，因此，磁通量为向左与向右的磁感线条数之差.因为磁感线是闭合的，所以条形磁铁内部磁感线条数与外部总的磁感线条数相等，显然，环的面积越大，返回的磁感线条数越多，因此，磁通量减小.

答案：B

4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直，长直导线通过环的中心)，当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是　(　　 )

A．保持电流不变，使导线环上下移动

B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小

C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动

D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动

解析：画出电流周围的磁感线分布情况。答案：C

3.关于感应电流，下列说法中正确的是　(　　 )

A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流

B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流

C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流

D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应　 电流

答案：D

2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是　(　　 )

A．Wb/m²　　　　　　　　　　 B．N/A·m　

C．kg/A·s²　　　　　　　　　 D．kg/C·m

解析：物理量间的公式关系，不仅代表数值关系，同时也代表单位.答案：ABC

☆关于磁通量的计算

[例1]如图所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab边为轴转180°，求此过程磁通量的变化？

错解：初态，末态，故。

错解分析：错解中忽略了磁通量的正、负。

正确解法：初态中，末态，故

☆☆关于电磁感应现象产生的条件

[例2]在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是(　　 )

解析：产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，引起磁通量变化的原因有：(1)磁感应强度B发生变化(2)线圈的面积S发生变化；(3)磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。对于A选项因为线圈平面平行于磁感线，在以为轴转动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零；B选项中，线框平面也与磁感线平行，磁通量为零，竖直向上运动过程中，线框平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中，线框边与磁感线平行，与B选项同，故无感应电流产生；D选项随着线框的转动，B与S都不变，B又垂直于 S，所以始终不变，故D不对；而E选项，图示状态，转过90°时，因此产生感应电流。F选项螺线管内通入交流电，电流大小方向在变，因此磁场强弱、方向也在变，所以穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流。

答案：EF

[例3](综合性思维点拨)如图(甲)所示，有一通电直导线MN水平放置，通入向右的电流I，另有一闭合线圈P位于导线正下方且与导线位于同

一竖直平面，正竖直向上运动。问在线圈P到达MN上方的过程中，穿过P的磁通量是如何变化的？在何位置时P中会产生感应电流？

解：根据直流电流磁场特点，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱。把线圈P从MN下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图(乙)所示，可知Ⅰ→Ⅱ磁通量增加，Ⅱ→Ⅲ磁通量减小，Ⅲ→Ⅳ磁通量增加，Ⅳ→Ⅴ磁通量减小，所以整个过程磁通量变化经历了增加→减小→增加→减小，所以在整个过程中P中都会有感应电流产生。

☆☆☆关于电磁感应现象的实际应用

[例4]如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，因而不能使触头C(连接工作电路)立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。

解析：线圈A与电源连接，线圈A中有恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B的磁通量不变化，线圈 B中无感应电流。断开开关S时，线圈A中电流迅速减减小为零，穿过线圈B的磁通量也迅速减少，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用，触头C不离开；经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D的吸引力减小，当弹簧E的作用力比磁场力大时，才将衔铁D拉起，触头C离开．

点评：这是一道解释型论述题，关键是分析清楚题中有哪些过程及过程与过程间有哪些联系，分析清楚从现象的产生、发展、到结果，引起了哪几个物理量的变化以及怎样变化。本题中当S闭合时，线圈A的磁场对衔铁D的吸引，使工作电路正常工作。断开S时，线圈B中的感应电流的磁场，继续对衔铁D发生吸引力作用，但作用力逐渐减小直至弹簧将衔铁拉起，工作电路断开。电磁感应现象与生活、生产、联系非常紧密，解答这种题的关键是从实际问题中提炼出我们所学过的物理模型，然后按相应方法求解。

★巩固练习

1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是　(　　 )

A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大

B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=可知磁通密度为零

C．磁通密度越大，磁感应强度越大

D．磁感应强度在数值上等于1 m²的面积上穿过的最大磁通量

解析：B答案中“磁通量为零”的原因可能是磁感应强度(磁通密度)为零，也可能是线圈平面与磁感应强度平行。答案：CD