2018-2019學年高中物理 第四章 電磁感應 第3節(jié) 楞次定律學案 新人教版選修3-2
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1、第3節(jié) 楞次定律 1.正確理解楞次定律的內容及其本質. 2.掌握右手定則,并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式. 3.能夠熟練運用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向. 一、實驗探究和楞次定律 1.實驗探究 (1)選舊干電池用試觸的方法明確電流方向與電流計指針偏轉方向之間的關系. (2)實驗裝置 將螺線管與電流計組成閉合電路,如圖所示. (3)實驗記錄 分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈,如圖所示,記錄感應電流的方向如下. (4)實驗分析 ①線圈內磁通量增加時的情況 圖號 磁場方向 感應電流的 方向(俯視) 感應電流的 磁場
2、方向 歸納總結 甲 向下 逆時針 向上 感應電流的磁場阻礙磁通量的增加 乙 向上 順時針 向下 ②線圈內磁通量減少時的情況 圖號 磁場方向 感應電流的 方向(俯視) 感應電流的 磁場方向 歸納總結 丙 向下 順時針 向下 感應電流的磁場阻礙磁通量的減少 丁 向上 逆時針 向上 (5)歸納結論 當線圈內磁通量增加時,感應電流的磁場阻礙磁通量的增加;當線圈內磁通量減少時,感應電流的磁場阻礙磁通量的減少. 2.楞次定律 感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化. 二、右手定則 1.適用范圍:適用于
3、閉合電路部分導體切割磁感線產生感應電流的情況. 2.使用方法:伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內;讓磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向. 判一判 (1)由楞次定律知,感應電流的磁場一定與引起感應電流的磁場方向相反.( ) (2)感應電流的磁場一定阻礙引起感應電流的磁場的磁通量的變化.( ) (3)導體棒不垂直切割磁感線時,也可以用右手定則判斷感應電流方向.( ) (4)凡可以用右手定則判斷感應電流方向的,均能用楞次定律判斷.( ) (5)右手定則即右手螺旋定則.( ) 提示:(1)× (2
4、)√ (3)√ (4)√ (5)× 做一做 (2018·北大附中高二月考)下列關于電磁感應現(xiàn)象的說法中正確的是( ) A.電磁感應現(xiàn)象是由奧斯特發(fā)現(xiàn)的 B.電磁感應現(xiàn)象中,感應電流的磁場方向總與引起感應電流的磁場方向相同 C.電磁感應現(xiàn)象中,感應電流的磁場方向總與引起感應電流的磁場方向相反 D.電磁感應現(xiàn)象中,感應電流的磁場方向可能與引起感應電流的磁場方向相同,也可能相反 提示:選D.電磁感應現(xiàn)象是由法拉第發(fā)現(xiàn)的;在電磁感應現(xiàn)象中,感應電流的磁場總阻礙引起感應電流的磁通量的變化,磁通量增加時,感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反,磁通量減少時,兩者方向相同.因此,A、
5、B、C說法錯誤,D說法正確. 想一想 “阻礙”與“阻止”的意義相同嗎? 提示:不相同,“阻礙”不是“阻止”,二者之間的程度不同.阻礙是使事情不能順利發(fā)展,但還是向原來的方向發(fā)展了;阻止是使事情停止了,不再向原來的方向發(fā)展了. 對楞次定律的理解和應用 1.因果關系:楞次定律反映了電磁感應現(xiàn)象中的因果關系,磁通量發(fā)生變化是原因,產生感應電流是結果,原因產生結果,結果反過來影響原因. 2.楞次定律的另一種等價表述:感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因. 3.對“阻礙”的理解 問題 結論 誰阻礙誰 是感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化 為何阻
6、礙 (原)磁場的磁通量發(fā)生了變化 阻礙什么 阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身 如何阻礙 當原磁場磁通量增加時,感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反;當原磁場磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同,即“增反減同” 結果如何 阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化,這種變化將繼續(xù)進行,最終結果不受影響 命題視角1 對楞次定律的理解 (2018·成都四中高二檢測)根據楞次定律,下面幾種說法中正確的是( ) A.感應電流的磁場方向總是與原磁場方向相反 B.感應電流的磁場方向總是與原磁場方向相同 C.穿過閉合導體回路的磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁
7、場方向相反 D.穿過閉合導體回路的磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場方向相同 [思路點撥] Φ增加時,B感與B原方向相反.Φ減小時,B感與B原方向相同. [解析] 感應電流的磁場阻礙的是引起感應電流的磁通量的變化,當穿過閉合導體回路的磁通量增加時,感應電流產生的磁場與原磁場方向相反;當穿過閉合導體回路的磁通量減少時,感應電流產生的磁場與原磁場方向相同,即“增反減同”.故選項C正確. [答案] C 命題視角2 應用楞次定律判斷感應電流的方向 (2018·濟南外國語學校高二檢測)某磁場磁感線如圖所示,有一銅線圈自圖示A處落至B處,在下落過程中,自上向下看,線圈中感應電流的方向是(
8、 ) A.始終順時針 B.始終逆時針 C.先順時針再逆時針 D.先逆時針再順時針 [思路點撥] [解析] 自A落至圖示位置時,穿過線圈的磁通量增加,磁場方向向上,則感應電流的磁場方向與之相反,即向下,故可由安培定則判斷出線圈中感應電流的方向為順時針;自圖示位置落至B點時,穿過線圈的磁通量減少,磁場方向向上,則感應電流的磁場方向與之相同,即向上,故可由安培定則判斷出線圈中感應電流的方向為逆時針,選C. [答案] C 運用楞次定律判定感應電流方向的基本思路 【通關練習】 1.關于楞次定律,下列說法中正確的是( ?。? A.感應電流的磁場總是
9、阻礙原磁場的增強 B.感應電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱 C.感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化 D.感應電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化 解析:選D.楞次定律內容:感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,阻礙的不是磁通量,而是磁通量的變化. 2.(2018·遼寧凌源月考)如圖所示為一閉合導線環(huán),磁場方向垂直環(huán)面向里,當磁感應強度隨時間一直均勻增大時,順著磁場方向看導線環(huán)中感應電流的方向是( ?。? A.-直逆時針 B.-直順時針 C.先順時針后逆時針 D.先逆時針后順時針 解析:選A.磁感應強度隨時間一直均勻增大時,方向向里,則由楞次定律可知,感應電流的磁場
10、應向外,則由安培定則可知,感應電流方向一直逆時針,故A正確,B、C、D錯誤. 楞次定律的推廣和應用 楞次定律的推廣含義可表述為:感應電流的“效果”總是要阻礙(或反抗)引起感應電流的“原因”.主要有四種表現(xiàn)形式: (1)阻礙原磁通量的變化(增反減同). (2)阻礙導體間的相對運動(來拒去留). (3)通過改變線圈面積來“反抗”原磁通量的變化(增縮減擴). (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象,將在本章第六節(jié)學習). 命題視角1 “增反減同”的應用 ?。?018·甘肅高二檢測)如圖所示,長直導線與矩形導線框固定在同一平面內,直導線中通有圖示方向的電流.當電流逐漸減弱時,下列說法正確
11、的是( ?。? A.穿過線框的磁通量不變 B.線框中產生順時針方向的感應電流 C.線框中產生逆時針方向的感應電流 D.穿過線框的磁通量增大 [解析] 當電流逐漸減弱時,磁感應強度減小,磁通量減小,故A、D錯誤;原電流I逐漸減小,由“增反減同”知,線框左邊中的感應電流方向與I同向,故框中電流為順時針,(線框右邊距直導線遠,在定性研究時可不考慮),B正確,C錯誤. [答案] B 命題視角2 “來拒去留”的應用 如圖所示,當磁鐵突然向銅環(huán)運動時,銅環(huán)的運動情況是( ?。? A.向右擺動 B.向左擺動 C.靜止不動 D.不能判定 [解析] 法一:“來拒去留”法.由于磁鐵向右運
12、動靠近銅環(huán),由楞次定律的廣義表述可知,銅環(huán)將向右運動而“阻礙”磁鐵的靠近. 法二:等效法.磁鐵向右運動,使銅環(huán)產生的感應電流可等效為如圖甲所示的小磁針.顯然,由于兩磁體間的排斥作用,銅環(huán)將向右運動. 法三:電流元受力分析法.如圖乙所示,當磁鐵向環(huán)運動時,穿過銅環(huán)的磁通量增加,由楞次定律判斷出銅環(huán)的感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反,即向右,根據安培定則可判斷出感應電流方向,從左側看為順時針方向,把銅環(huán)的電流等效為多段直線電流元,取上、下兩小段電流元進行研究,由左手定則判斷出兩段電流元的受力,由此可判斷整個銅環(huán)所受合力向右.故A選項正確. [答案] A 命題視角3 “增縮減擴”的應用
13、 ?。?018·浙江諸暨中學模擬)如圖所示,a、b兩個圓形導線環(huán)處于同一平面,當a環(huán)上的電鍵S閉合的瞬間,b環(huán)中的感應電流方向及b環(huán)受到的安培力方向分別為( ?。? A.順時針,沿半徑向外 B.順時針,沿半徑向里 C.逆時針,垂直紙面向外 D.逆時針,垂直紙面向里 [解析] 由圖可知,在a環(huán)上的電鍵S閉合的瞬間,a環(huán)中電流的方向為逆時針,因為a環(huán)電流增大,由楞次定律判斷出b環(huán)的感生電流方向為順時針方向;根據異向電流相互排斥,可知,b環(huán)受到的安培力方向沿半徑向外,即環(huán)b有擴張趨勢,故A正確,B、C、D錯誤. [答案] A (1)對“阻礙”效果的三種形式可單獨考查,也可綜合考查.
14、 (2)“來拒去留”和“增縮減擴”都是感應電流受磁場力作用產生的效果,是楞次定律與左手定則綜合應用總結出的規(guī)律. (3)若回路面積增大,磁通量反而減小的情況,“增縮減擴”并不適用. 【通關練習】 1.(多選)(2018·甘肅天水市一中模擬)如圖所示,有一個閉合金屬銅環(huán)放置在光滑水平的絕緣桌面上,銅環(huán)正上方有一個豎直的條形磁鐵.則下列說法正確的是( ?。? A.磁鐵迅速向下運動,圓環(huán)對桌面的壓力增大 B.磁鐵迅速向上運動,圓環(huán)有收縮的趨勢 C.磁鐵迅速向右運動,圓環(huán)向右平動 D.磁鐵迅速向左運動,圓環(huán)對桌面的壓力減小 解析:選ACD.根據楞次定律可知:當條形磁鐵沿軸線豎直向下
15、迅速移動時,閉合銅環(huán)內的磁通量增大,因此線圈做出的反應是面積有收縮的趨勢,同時將遠離磁鐵,故增大了和桌面的擠壓程度,從而使銅環(huán)對桌面壓力增大,同理,磁鐵迅速向上運動,圓環(huán)有擴張的趨勢,選項A正確,B錯誤;當條形磁鐵沿軸線豎直向左(或向右)迅速移動時,閉合銅環(huán)內的磁通量減小,因此銅環(huán)做出的反應是面積有擴大的趨勢,同時將跟隨磁鐵運動,故減小了和桌面的擠壓程度,從而使導體環(huán)對桌面壓力減小.故C、D正確. 2.如圖所示,兩個相同的輕質鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上,當一條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時,兩環(huán)的運動情況是( ?。? A.同時向左運動,間距增大 B.同時向左運動,間距減小 C.同時向右運動,
16、間距減小 D.同時向右運動,間距增大 解析:選B.當條形磁鐵向左靠近兩環(huán)時,兩環(huán)中的磁通量都增加,根據楞次定律,兩環(huán)的運動都要阻礙磁鐵相對環(huán)的運動,即阻礙“靠近”,那么兩環(huán)都向左運動.又因為兩環(huán)中的感應電流方向相同,兩環(huán)相互吸引,因而兩環(huán)間距離要減小,B正確. 3.如圖所示,光滑的水平桌面上放著兩個完全相同的金屬環(huán)a和b.當一條形磁鐵的N極豎直向下迅速靠近兩環(huán)時,則( ?。? A.a、b兩環(huán)均靜止不動 B.a、b兩環(huán)互相靠近 C.a、b兩環(huán)互相遠離 D.a、b兩環(huán)均向上跳起 解析:選C.據題意,由楞次定律可知,當條形磁鐵N極向下靠近兩環(huán)時,穿過兩環(huán)的磁通量都增加,根據“增縮減
17、擴”可知兩環(huán)將向兩邊運動,故C選項正確. 楞次定律、右手定則、左手定則的綜合應用 1.楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系 楞次定律 右手定則 區(qū) 別 研究 對象 整個閉合回路 閉合回路的一部分,即做切割磁感線運動的導體 適用 范圍 各種電磁 感應現(xiàn)象 只適用于部分導體在磁場中做切割磁感線運動的情況 應用 用于磁感應強度B隨時間變化而產生的電磁感應現(xiàn)象較方便 用于導體切割磁感線產生的電磁感應現(xiàn)象較方便 聯(lián)系 右手定則是楞次定律的特例 2.右手定則和左手定則的區(qū)別 比較項目 右手定則 左手定則 作用 判斷感應電流方向 判斷通電
18、導體所受磁場力的方向 已知條件 已知導體運動方向和磁場方向 已知電流方向和磁場方向 圖例 因果關系 運動→電流 電流→運動 應用實例 發(fā)電機 電動機 命題視角1 右手定則的應用 下圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景,其導體中能產生由a到b的感應電流的是( ?。? [思路點撥] 部分導體切割磁感線運動時,一般用右手定則判斷感應電流方向,其方法是:掌心——磁感線穿過;拇指——導體運動方向;四指——感應電流方向. [解析] 題中四圖都屬于閉合電路的一部分導體切割磁感線,應用右手定則判斷可得:A中電流方向為a→b,B中電流方向為b
19、→a,C中電流沿a→c→b→a方向,D中電流方向為b→a.故選A. [答案] A 命題視角2 綜合問題分析 如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN,當PQ在外力的作用下運動時,MN在磁場力的作用下向右運動,則PQ所做的運動可能是( ?。? A.向右加速運動 B.向左勻速運動 C.向右減速運動 D.向左減速運動 [思路點撥] (1)PQ勻速運動→恒定電流→L1中磁通量不變→MN不動. (2)PQ變速運動→變化的電流→L1中磁通量變化→L1中產生感應電流→MN受安培力作用而運動. [解析] 當PQ向右運動時,用右手定則可判定PQ中感應
20、電流的方向是由Q→P,由安培定則可知穿過L1的磁場方向是自下而上的;若PQ向右加速運動,則穿過L1的磁通量增加,用楞次定律可以判斷流過MN的感應電流方向是從N→M的,用左手定則可判定MN受到向左的安培力,將向左運動,可見選項A錯誤;若PQ向右減速運動,流過MN的感應電流方向、感應電流所受的安培力的方向均將反向,MN向右運動,所以選項C是正確的;同理可判斷D項是錯誤的.PQ勻速運動時,MN中無感應電流,MN不受安培力,B項錯誤. [答案] C 1.右手定則是楞次定律的特殊情況 (1)楞次定律的研究對象為整個閉合導體回路,適用于磁通量變化引起感應電流的各種情況. (2)右手定則的研究對
21、象為閉合導體回路的一部分,適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動. 2.區(qū)別安培定則、左手定則、右手定則的關鍵是抓住因果關系 (1)因電而生磁(I→B)→安培定則.(判斷電流周圍磁感線的方向) (2)因動而生電(v、B→I感)→右手定則.(導體切割磁感線產生感應電流) (3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則.(磁場對電流有作用力) ?。ǘ噙x)如圖所示,在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬軌道,軌道與軌道平面內的圓形線圈P相連,要使在同一平面內所包圍的小閉合線圈Q內產生順時針方向的感應電流,導線ab的運動情況可能是( ?。? A.勻速向右運動 B.加速向右運動 C.減速
22、向右運動 D.加速向左運動 解析:選CD.要使Q中產生電流,P中的感應電流必須是變化的,導體ab必須做變速運動,故A錯誤;Q中產生順時針電流,由“增反減同”知,P中感應電流有兩種情況: ―→故C、D正確,B錯誤. [隨堂檢測] 1.(2018·廣東廣州荔灣區(qū)模擬)如圖所示,在兩根平行長直導線M、N 中,通入同方向同大小的電流,導線框abcd 和兩導線在同一平面內,線框沿著與兩導線垂直的方向,自左向右在兩導線間勻速移動,在移動過程中,線框中感應電流的方向為( ?。? A.沿abcda不變 B.沿adcba不變 C.由abcda 變成adcba D.由adcba 變成abcda
23、 解析:選A.根據安培定則和磁場的疊加原理判斷得知,在中線右側磁場向外,左側磁場向里.當導線框位于中線左側運動時,磁場向里,磁通量減小,根據楞次定律可以知道,感應電流方向為abcda;當導線框經過中線,磁場方向先向里,后向外,磁通量先減小,后增加,根據楞次定律,可以知道感應電流方向為abcda;當導線框位于中線右側運動時,磁場向外,磁通量增加,根據楞次定律可以知道,感應電流方向為abcda;所以A選項是正確的. 2.(多選)(2018·安徽舒城一中模擬)如圖所示,重現(xiàn)了當初法拉第的一個實驗.下列說法中正確的是( ) A.右邊磁鐵S極離開時,有感應電流從a至b通過檢流計 B.右邊磁
24、鐵S極離開時,有感應電流從b至a通過檢流計 C.左邊磁鐵N極離開時,有感應電流從a至b通過檢流計 D.左邊磁鐵N極離開時,有感應電流從b至a通過檢流計 解析:選AC.通過線圈的磁感線方向向右,當右邊磁鐵S極斷開時,穿過線圈的磁通量減小,根據楞次定律判斷可知,電路中產生順時針方向的感應電流,則有感應電流從a至b通過檢流計.故A正確,B錯誤;當左邊磁鐵N極斷開時,穿過線圈的磁通量減小,根據楞次定律判斷可知,電路中產生順時針方向的感應電流,則有感應電流從a至b通過檢流計.故C正確,D錯誤. 3.(2018·內蒙古杭錦后旗奮斗中學模擬)如圖甲所示,長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中固定不
25、動,長直導線中通以大小和方向隨時間作周期性變化的電流i,i-t 圖象如圖乙所示,規(guī)定圖中箭頭所指的方向為電流正方向,則在T/4~3T/4時間內,矩形線框中感應電流的方向,下列判斷正確的是( ?。? A.始終沿逆時針方向 B.始終沿順時針方向 C.先沿逆時針方向然后沿順時針方向 D.先沿順時針方向然后沿逆時針方向 解析:選B.在~時間內流過直導線的電流向上,由右手螺旋定則可判斷穿過閉合線框的磁場方向垂直向里,直導線電流減小,穿過閉合線框的磁通量減小,產生順時針的感應電流,在~內,電流方向向下,由右手螺旋定則可判斷穿過閉合線框的磁場方向垂直向外,電流增大,穿過線框的磁通量增大,產生順
26、時針的感應電流,故B正確. 4.如圖所示,一個有界勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,一個矩形閉合導線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2(右),則( ?。? A.導線框進入磁場時,感應電流方向為a→b→c→d→a B.導線框離開磁場時,感應電流方向為a→d→c→b→a C.導線框離開磁場時,受到的安培力方向水平向右 D.導線框進入磁場時,受到的安培力方向水平向左 解析:選D.根據右手定則可知導線框進入磁場時,感應電流方向為a→d→c→b→a,離開磁場時感應電流方向為a→b→c→d→a,所以A、B均錯誤,再根據左手定則知,C錯誤,D正確. 5.(2018·江蘇南通海
27、安中學月考)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅動來實現(xiàn)的.電磁驅動原理如圖所示,當固定線圈上突然通過直流電流時,線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在在固定線圈左側同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),電阻率ρ銅<ρ鋁.則合上開關S的瞬間( ?。? A.電池正負極調換后,金屬環(huán)不能向左彈射 B.從左側看環(huán)中感應電流沿順時針方向 C.若將銅環(huán)放置在線圈右方,環(huán)將向左運動 D.銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力 解析:選B.線圈中電流為右側流入,磁場方向為向左,在閉合開關的過程中,磁場變強,則由楞次定律可知,環(huán)中電流由左側看沿順時針方向,故B正確;電池正
28、負極調換后,金屬環(huán)受力向左,故仍將向左彈出,故A錯誤;若環(huán)放在線圈右方,根據“來拒去留”可得,環(huán)將向右運動,故C錯誤;由于銅環(huán)的電阻較小,故銅環(huán)中感應電流較大,故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán),故D錯誤. [課時作業(yè)] 一、單項選擇題 1.(2018·天水一中高二檢測)如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細長磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內,由圖中位置Ⅰ經過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,這個過程中線圈的感應電流( ?。? A.沿abcd流動 B.沿dcba流動 C.先沿abcd流動,后沿dcba流動 D.先沿dcba流動,后沿abcd
29、流動 解析:選A.由條形磁鐵的磁場可知,在位置Ⅱ時穿過閉合線圈的磁通量最少,為零,從位置Ⅰ到位置Ⅱ,從下向上穿過線圈的磁通量在減少,從位置Ⅱ到位置Ⅲ,從上向下穿過線圈的磁通量在增加,根據楞次定律可知感應電流的方向始終沿abcd流動. 2.如圖所示,一個N極朝下的條形磁鐵豎直下落,恰能穿過水平放置的固定矩形導線框,則( ?。? A.磁鐵經過位置①時,線框中感應電流沿abcd方向;經過位置②時,沿adcb方向 B.磁鐵經過位置①時,線框中感應電流沿adcb方向;經過位置②時,沿abcd方向 C.磁鐵經過位置①和②時,線框中感應電流都沿abcd方向 D.磁鐵經過位置①和②時,線框中感應電流
30、都沿adcb方向 解析:選A.當磁鐵經過位置①時,線框處磁場方向向下,穿過線框的磁通量不斷增加,由楞次定律可確定感應電流的磁場方向向上,阻礙磁通量的增加,根據右手定則可判定感應電流應沿abcd方向.同理可判定當磁鐵經過位置②時,感應電流沿adcb方向. 3.(2018·浙江諸暨市牌頭中學月考)為了測量列車運行的速度和加速度大小,可采用如圖甲所示的裝置,它由一塊安裝在列車車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(測量記錄儀未畫出).當列車經過線圈上方時,線圈中產生的電流被記錄下來,P、Q為接測量儀器的端口,若俯視軌道平面磁場垂直地面向下,如圖乙所示.則在列車經過測量線圈
31、的過程中,流經線圈Ⅰ的電流方向為( ?。? A.始終逆時針方向 B.始終順時針方向 C.先逆時針,再順時針方向 D.先順時針,再逆時針方向 解析:選C.在列車經過線圈的上方時,由于列車上的磁場的方向向下,所以線圈內的磁通量方向向下,先增大后減小,根據楞次定律可知,線圈中的感應電流的方向為先逆時針,再順時針方向.故選C. 4.(2018·綿陽中學測試)如圖所示,兩個大小相等互相絕緣的導體環(huán),B環(huán)與A環(huán)有部分面積重疊,當開關S斷開時( ?。? A.B環(huán)內有順時針方向的感應電流 B.B環(huán)內有逆時針方向的感應電流 C.B環(huán)內沒有感應電流 D.條件不足,無法判定 解析:選D.根據
32、右手螺旋定則可知,A線圈的磁通量向里,所以B線圈的左邊的磁場方向垂直于紙面向里,右邊的磁場垂直于紙面向外,由于交叉部分的面積與圓環(huán)的面積關系不知,條件不足,不能判斷出B中的合磁通量的方向,故D正確,A、B、C錯誤. 5.(2018·石室中學檢測)如圖所示,在載流直導線近旁固定有兩平行光滑導軌A、B,導軌與直導線平行且在同一水平面內,在導軌上有兩根可自由滑動的導體ab和cd.當載流直導線中的電流逐漸增強時,導體ab和cd的運動情況是( ?。? A.一起向左運動 B.一起向右運動 C.ab和cd相向運動,相互靠近 D.ab和cd相背運動,相互遠離 解析:選C.電流增強時,電流在abdc回
33、路中產生的垂直紙面向里的磁場增強,回路磁通量增大,根據楞次定律可知回路要減小面積以阻礙磁通量的增加,因此,兩導體要相向運動,相互靠近,選項C正確. 6.如圖所示,ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形導線框,當滑動變阻器R的滑片自左向右滑動時,線框ab的運動情況是( ) A.保持靜止不動 B.逆時針轉動 C.順時針轉動 D.發(fā)生轉動,但電源極性不明,無法確定轉動的方向 解析:選C.由圖示電路,當滑動變阻器的滑片向右滑動時,電路中電阻增大,電流減弱,則穿過閉合導線框ab的磁通量將減少,根據楞次定律,感應電流磁場將阻礙原磁通量的變化,線框ab只有順時針轉動,才能阻礙引起感應電流
34、的磁通量的變化,故選C. 7.(2018·寧夏吳忠中學月考)如圖,螺線管的導線兩端與兩平行金屬板相接,一個帶負電的通電小球用絲線懸掛在兩金屬板間,并處于靜止狀態(tài),若條形磁鐵突然插入線圈,小球將( ?。? A.向右擺動 B.向左擺動 C.保持靜止 D.無法確定 解析:選B.當磁鐵插入時,導致線圈的磁通量發(fā)生變化,從而導致線圈中產生感應電動勢,假設電路閉合,則由楞次定律可知,感應電流方向是從右極向下通過線圈再到左極,由于線圈相當于電源,因此左極電勢高,所以帶負電小球將向左擺動,故B正確,A、C、D錯誤. 二、多項選擇題 8.如圖所示,圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌
35、面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動,下列表述正確的是( ?。? A.線圈a中將產生俯視逆時針方向的感應電流 B.穿過線圈a的磁通量變小 C.線圈a有擴張的趨勢 D.線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 解析:選AD.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動,螺線管b中電流增大,根據楞次定律和安培定則,線圈a中將產生俯視逆時針方向的感應電流,穿過線圈a的磁通量變大,線圈a有縮小的趨勢,線圈a對水平桌面的壓力FN將增大,選項B、C錯誤,選項A、D正確. 9.(2018·河北省承德二中月考)如圖所示,一根長
36、導線彎曲成“”形,通以直流電I,正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導線處于同一豎直平面內.在電流I增大的過程中,下列判斷正確的是( ?。? A.金屬環(huán)中無感應電流產生 B.金屬環(huán)中有逆時針方向的感應電流 C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力 D.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力 解析:選BC.Φ=BS,S不變,I增大,B增大,所以有感應電流產生,A錯誤.由楞次定律得,感應電流方向沿逆時針,B正確.由圓的上半部分B大于下半部分,所以安培力以上半圓為主,I方向向左,B垂直紙面向里,F(xiàn)安方向向下,所以F拉=mg+F安,拉力大于重力,C正確,D錯誤. 10.(2018·北京昌平區(qū)
37、模擬)如圖所示,一通電螺線管P水平放置,其左側用絕緣絲線懸掛一輕質鋁環(huán)Q,螺線管的中軸線通過鋁環(huán)的中心并與鋁環(huán)所在平面垂直.當閉合開關S的瞬間( ?。? A.鋁環(huán)中產生順時針方向的感應電流(從右向左看) B.鋁環(huán)中產生逆時針方向的感應電流(從右向左看) C.鋁環(huán)向左擺動 D.鋁環(huán)向右擺動 解析:選AC.由右手螺旋定則可得,螺線管中產生磁場的方向N極向右;開關S閉合瞬間,螺線管產生的磁場增大,穿過環(huán)的磁通量增大,根據楞次定律,在環(huán)中產生的感應電流阻礙環(huán)的磁通量的增大,由右手螺旋定則可得,感應電流的方向為順時針方向(從右向左看),故A正確,B錯誤;由右手螺旋定則可得,螺線管中產生的磁場
38、的方向N極向右;開關S閉合瞬間,螺線管產生的磁場增大,穿過環(huán)的磁通量增大,根據楞次定律,在環(huán)中產生的感應電流阻礙環(huán)的磁通量的增大,環(huán)將向左運動,故C正確,D錯誤. 11.兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中,在導軌上接觸良好的導體棒ab和cd可以自由滑動.當ab在外力F作用下向右運動時,下列說法中正確的是( ?。? A.導體棒cd內有電流通過,方向是d→c B.導體棒cd內有電流通過,方向是c→d C.磁場對導體棒cd的作用力向左 D.磁場對導體棒ab的作用力向左 解析:選BD.本題中導體棒ab切割磁感線,根據右手定則判定ab棒中的電流方向為b→a,則cd棒中的電流方
39、向為c→d,所以A錯,B對;根據左手定則,判定cd棒受到的安培力的方向為水平向右,所以C項錯;ab棒中感 應電流方向為b→a,根據左手定則判定ab棒所受安培力的方向為水平向左,即安培力的方向阻礙ab棒的相對運動,所以D項對. 12.如圖所示,當磁鐵運動時,流過電阻的電流是由A經R到B,則磁鐵的運動可能是( ?。? A.向下運動 B.向上運動 C.向左運動 D.以上都不可能 解析:選BC.本題可通過逆向應用楞次定律來判定.由感應電流方向A→R→B,應用安培定則得知感應電流在螺線管內產生的磁場方向應是從上指向下;運用楞次定律判得螺線管內磁通量的變化應是向下減少或向上增大;由條形磁鐵的磁
40、感線分布知,螺線管內原磁場是向下的,故應是磁通量減少,即磁鐵向上運動或向左、向右平移,所以正確的答案是B、C. 13.(2018·山西省應縣一中測試)如圖所示,光滑平行金屬導軌PP′和QQ′都處于同一水平面內,P和Q之間連接一電阻R,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中.現(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN,用一水平向右的力F拉動導體棒MN,以下關于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是( ?。? A.感應電流方向是N→M B.感應電流方向是M→N C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 解析:選AC.棒向右平動,根據右手定則可判斷,感應電流方向為由N→M,A正確,B錯誤;再由左手定則可判定棒所受安培力的方向為水平向左,C正確,D錯誤. 17
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