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人教版選擇性必修第二冊(cè) 2.1 楞次定律 高二物理同步講義(含解析)

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人教版選擇性必修第二冊(cè) 2.1 楞次定律 高二物理同步講義(含解析)

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2.1楞次定律
基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)
要點(diǎn)一、探究感應(yīng)電流的方向
1.實(shí)驗(yàn)探究
將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路,分別將N極、S極插入、抽出線圈,如圖所示,記錄感應(yīng)電流方向如下
(1)觀察并記錄磁場(chǎng)方向、電流方向、磁通量大小變化情況,并將結(jié)果填入表格.
甲 乙 丙 丁
條形磁體運(yùn)動(dòng)的情況 N極向下插入線圈 S極向下插入線圈 N極朝下時(shí)拔出線圈 S極朝下時(shí)拔出線圈
原磁場(chǎng)方向(“向上”或“向下”)
穿過(guò)線圈的磁通量變化情況(“增加”或“減少”)
感應(yīng)電流的方向(在螺線管上方俯視) 逆時(shí)針 順時(shí)針 順時(shí)針 逆時(shí)針
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(“向上”或“向下”)
原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向的關(guān)系
(2)整理器材.
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
根據(jù)上表記錄,得到下述結(jié)果:
甲、乙兩種情況下,磁通量都增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,阻礙磁通量的增加;丙、丁兩種情況下,磁通量都減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,阻礙磁通量的減少.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
五、注意事項(xiàng)
1.確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系時(shí),要用試觸法并注意減小電流強(qiáng)度,防止電流過(guò)大或通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)損壞電流表.
2.電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計(jì).
3.實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)好表格,并明確線圈的繞線方向.
4.按照控制變量的思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
5.進(jìn)行一種操作后,等電流計(jì)指針回零后再進(jìn)行下一步操作.
要點(diǎn)二、楞次定律
1.內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
2.從能量角度理解楞次定律
感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然結(jié)果,當(dāng)磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時(shí),推力或拉力做功,使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能.
要點(diǎn)三、右手定則
伸開(kāi)右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.
要點(diǎn)突破
突破一:正確理解楞次定律中的“阻礙”一詞
1.弄清“阻礙”的幾個(gè)層次
誰(shuí)在阻礙 “感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”在阻礙
阻礙什么 阻礙的是“引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化”,而不是阻礙的引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)、也不是阻礙的引起感應(yīng)電流的磁通量
如何阻礙 磁通量增加時(shí),阻礙其增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作用;磁通量減少時(shí),阻礙其減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作用.
為何阻礙 (原)磁場(chǎng)的磁通量發(fā)生了變化.
結(jié)果如何 阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化快慢,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行,最終結(jié)果不受影響
2.阻礙的幾種表現(xiàn)
(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”.
(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”.
(3)回路面積有增大或減小的趨勢(shì)來(lái)反抗磁通量的變化.
3.弄清阻礙與“阻止”、“相反”的區(qū)別
(1)阻礙不是阻止,最終引起感應(yīng)電流的磁通量還是發(fā)生了變化,是“阻而未止”.
(2)阻礙不等同相反,當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同(增反減同).
(3)阻礙的是導(dǎo)體與磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運(yùn)動(dòng).
突破二: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(duì)象 整個(gè)閉合回路 閉合回路的一部分,即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線
適用范圍 各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象 只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況
應(yīng)用 用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便 用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象較方便
聯(lián)系 右手定則是楞次定律的特例
突破三:右手定則與左手定則的比較
比較項(xiàng)目 右手定則 左手定則
作用 判斷感應(yīng)電流方向 判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向
圖例
因果關(guān)系 運(yùn)動(dòng)→電流 電流→運(yùn)動(dòng)
應(yīng)用實(shí)例 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)
典例精析
題型一:利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向
例一.如右圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)擺動(dòng).金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則線框中感應(yīng)電流的方向是(  )
A.a(chǎn)→b→c→d→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
變式遷移1:如圖所示,AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬棒,立在導(dǎo)軌上,它從靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b端始終在OC上,a端始終在OA上,直到完全落在OC上,空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,則ab棒在上述過(guò)程中(  )
A.感應(yīng)電流方向是b→a
B.感應(yīng)電流方向是a→b
C.感應(yīng)電流方向先是b→a,后是a→b
D.感應(yīng)電流方向先是a→b,后是b→a
題型二:右手定則的應(yīng)用
例二.如右圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直,導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好,當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(  )
A.圓環(huán)中磁通量不變,環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>C.整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>D.環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎h(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>變式遷移2:如圖所示,一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2.則(  )
A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),受到的安培力方向水平向右
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),受到的安培力方向水平向左
題型三:楞次定律的本質(zhì)及推廣
例三.如右圖所示,A為水平放置的橡膠圓盤,在其側(cè)面帶有負(fù)電荷,在A正上方用絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B(絲線在B上面未畫出),使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行,其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合.在橡膠盤A繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向減速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,金屬圓環(huán)B有(  )
A.?dāng)U大半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大
B.?dāng)U大半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小
C.縮小半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小
D.縮小半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大
變式遷移3:如圖,金屬環(huán)A用輕繩懸掛,與長(zhǎng)直螺線管共軸,并位于其左側(cè).若變阻器滑片P向左移動(dòng),則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng),并有________(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì).
強(qiáng)化訓(xùn)練
選擇題
1、如下圖所示,一根條形磁鐵自左向右穿過(guò)一個(gè)閉合螺線管,則電路中(  )
A.始終有感應(yīng)電流自a向b流過(guò)電流表G
B.始終有感應(yīng)電流自b向a流過(guò)電流表G
C.先有a→G→b方向的感應(yīng)電流,后有b→G→a方向的感應(yīng)電流
D.將不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
2、電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示。現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落,在N極接近線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(  )
A.從a到b,上極板帶正電
B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從b到a,下極板帶正電
3.如下圖所示,繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成了一個(gè)閉合回路,在鐵芯的右端,線圈P與電流表連成閉合電路.下列各種情況中說(shuō)法正確的是(  )
A.開(kāi)關(guān)S閉合后,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥
B.開(kāi)關(guān)S閉合后,使變阻器滑片向左勻速移動(dòng),線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥
C.開(kāi)關(guān)S閉合后,使變阻器滑片向右勻速移動(dòng),線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥
D.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互吸引
4、如圖所示,A、B都是鋁環(huán),A環(huán)閉合,B環(huán)有缺口,兩者固定在橫梁兩端,橫梁可繞中間支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。某同學(xué)用條形磁鐵的一個(gè)磁極靠近或遠(yuǎn)離靜止的A、B環(huán),觀察到不同現(xiàn)象。下列推斷正確的是(  )
A.N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),A環(huán)被吸引是由于A環(huán)被磁化
B.S極靠近A環(huán)時(shí),A環(huán)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>C.N極靠近B環(huán)時(shí),B環(huán)不動(dòng),是因?yàn)锽環(huán)內(nèi)磁通量不發(fā)生變化
D.S極遠(yuǎn)離B環(huán)時(shí),B環(huán)不動(dòng),是因?yàn)锽環(huán)沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
5、如圖甲所示,水平桌面上固定著一根絕緣的長(zhǎng)直導(dǎo)線,矩形導(dǎo)線框abcd靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線靜止放在桌面上。當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流按圖乙所示的規(guī)律變化時(shí)(圖甲中電流所示的方向?yàn)檎较颍瑒t(  )
A. t1到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向右
B.t2到t3時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向左
C.0到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)感應(yīng)電流方向不變,線框受力方向也不變
D.t1到t3時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)感應(yīng)電流方向不變,線框受力方向改變
6.如圖所示,在上下無(wú)邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一矩形金屬線框,且磁場(chǎng)的方向與矩形金屬線框垂直,其中為中軸線,矩形金屬線框開(kāi)始有一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,要使矩形金屬線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列措施可行的是( )
A.將矩形金屬線框沿垂直紙面方向向外平移
B.以邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于60°
C.將矩形金屬線框在紙面內(nèi)向上平移
D.矩形金屬線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
7.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按如圖所示方式連接。在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷(  )
A.線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng),都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)
B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān),都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)
C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指針靜止在中央
D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知,故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向
8.如圖所示,在某節(jié)實(shí)驗(yàn)課上,李老師把一個(gè)帶有長(zhǎng)鐵芯的導(dǎo)電線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái),并將一金屬套環(huán)套過(guò)線圈L的鐵芯后放在線圈上方。閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來(lái)器材再做此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),導(dǎo)電線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比李老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)說(shuō)法中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是( )
A.導(dǎo)電線圈接在了直流電源上 B.電源電壓過(guò)高
C.所選導(dǎo)電線圈的匝數(shù)太多 D.所用套環(huán)的材料與李老師的不同
9.如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置,現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A。線圈BC。電流計(jì)及電鍵按如圖所示連接,已知電路接通時(shí)A中電流方向如圖中箭頭所示。關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列判斷正確的是(  )
A.將線圈A迅速插入下面線圈時(shí),通過(guò)電流計(jì)的電流方向是B→G→C
B.將線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后,通過(guò)電流計(jì)的電流方向是C→G→B
C.線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后,將變阻器滑片迅速向左滑動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)
D.將線圈A從下面線圈中拔出時(shí),快速拔比慢慢拔過(guò)程中電流計(jì)的最大偏轉(zhuǎn)角度大
10.如圖所示,一種延時(shí)繼電器的示意圖,鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B.線圈A跟電源連接,線圈B兩端連在一起構(gòu)成一個(gè)閉合回路。在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的時(shí)候,彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵D拉起使觸頭C離開(kāi),而是過(guò)一小段時(shí)間才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。下列說(shuō)法正確的是(  )
A.線圈B不閉合,仍會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效應(yīng)
B.將銜鐵D換成銅片,延時(shí)效果更好
C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,線圈B中磁通量為零
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,線圈B中的電流從上往下看為順時(shí)針?lè)较?br/>11.如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd,在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),從圖中位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到達(dá)位置Ⅲ,Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在這個(gè)過(guò)程中,線圈中感應(yīng)電流(  )
A.沿abcda流動(dòng)
B.沿adcba流動(dòng)
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流動(dòng),由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流動(dòng)
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流動(dòng),由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流動(dòng)
12.如圖,金屬圓形線圈a套在條形磁鐵上,條形磁鐵與線圈a所在的平面垂直且穿過(guò)線圈圓心,若將線圈a對(duì)稱地?cái)U(kuò)展為線圈b的形狀,則穿過(guò)線圈的磁通量變化情況是(  )
A.增大 B.不變
C.減小 D.不能確定
13.如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一個(gè)磁鐵,磁鐵的N極向下。將磁鐵托起到某一高度(彈簧處于壓縮狀態(tài))后放開(kāi),磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)。如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合金屬圓環(huán)(如右圖所示),仍將磁鐵托起到同一高度后放開(kāi),磁鐵就會(huì)很快地停下來(lái)。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象下列解釋正確的是(  )
A.磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.若磁鐵的S極向下,磁鐵振動(dòng)時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)
C.磁鐵很快停下來(lái)的主要原因是圓環(huán)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流
D.金屬圓環(huán)的制作材料一定不是鋁,因?yàn)榇盆F對(duì)鋁不會(huì)產(chǎn)生力的作用2.1楞次定律
基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)
要點(diǎn)一、探究感應(yīng)電流的方向
1.實(shí)驗(yàn)探究
將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路,分別將N極、S極插入、抽出線圈,如圖所示,記錄感應(yīng)電流方向如下
(1)觀察并記錄磁場(chǎng)方向、電流方向、磁通量大小變化情況,并將結(jié)果填入表格.
甲 乙 丙 丁
條形磁體運(yùn)動(dòng)的情況 N極向下插入線圈 S極向下插入線圈 N極朝下時(shí)拔出線圈 S極朝下時(shí)拔出線圈
原磁場(chǎng)方向(“向上”或“向下”)
穿過(guò)線圈的磁通量變化情況(“增加”或“減少”)
感應(yīng)電流的方向(在螺線管上方俯視) 逆時(shí)針 順時(shí)針 順時(shí)針 逆時(shí)針
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(“向上”或“向下”)
原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向的關(guān)系
(2)整理器材.
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
根據(jù)上表記錄,得到下述結(jié)果:
甲、乙兩種情況下,磁通量都增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,阻礙磁通量的增加;丙、丁兩種情況下,磁通量都減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,阻礙磁通量的減少.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
五、注意事項(xiàng)
1.確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系時(shí),要用試觸法并注意減小電流強(qiáng)度,防止電流過(guò)大或通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)損壞電流表.
2.電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計(jì).
3.實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)好表格,并明確線圈的繞線方向.
4.按照控制變量的思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
5.進(jìn)行一種操作后,等電流計(jì)指針回零后再進(jìn)行下一步操作.
要點(diǎn)二、楞次定律
1.內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
2.從能量角度理解楞次定律
感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然結(jié)果,當(dāng)磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時(shí),推力或拉力做功,使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能.
要點(diǎn)三、右手定則
伸開(kāi)右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.
要點(diǎn)突破
突破一:正確理解楞次定律中的“阻礙”一詞
1.弄清“阻礙”的幾個(gè)層次
誰(shuí)在阻礙 “感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”在阻礙
阻礙什么 阻礙的是“引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化”,而不是阻礙的引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)、也不是阻礙的引起感應(yīng)電流的磁通量
如何阻礙 磁通量增加時(shí),阻礙其增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作用;磁通量減少時(shí),阻礙其減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作用.
為何阻礙 (原)磁場(chǎng)的磁通量發(fā)生了變化.
結(jié)果如何 阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化快慢,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行,最終結(jié)果不受影響
2.阻礙的幾種表現(xiàn)
(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”.
(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”.
(3)回路面積有增大或減小的趨勢(shì)來(lái)反抗磁通量的變化.
3.弄清阻礙與“阻止”、“相反”的區(qū)別
(1)阻礙不是阻止,最終引起感應(yīng)電流的磁通量還是發(fā)生了變化,是“阻而未止”.
(2)阻礙不等同相反,當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同(增反減同).
(3)阻礙的是導(dǎo)體與磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運(yùn)動(dòng).
突破二: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(duì)象 整個(gè)閉合回路 閉合回路的一部分,即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線
適用范圍 各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象 只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況
應(yīng)用 用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便 用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象較方便
聯(lián)系 右手定則是楞次定律的特例
突破三:右手定則與左手定則的比較
比較項(xiàng)目 右手定則 左手定則
作用 判斷感應(yīng)電流方向 判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向
圖例
因果關(guān)系 運(yùn)動(dòng)→電流 電流→運(yùn)動(dòng)
應(yīng)用實(shí)例 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)
典例精析
題型一:利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向
例一.如右圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)擺動(dòng).金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則線框中感應(yīng)電流的方向是(  )
A.a(chǎn)→b→c→d→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
思路點(diǎn)撥: 這類題的分析思路就是首先分析線框從右側(cè)擺到左側(cè)的過(guò)程中,磁場(chǎng)的方向和線框中磁通量的變化情況,然后根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟逐步判斷.
解析:
對(duì)象 金屬線框 金屬線框
運(yùn)動(dòng)過(guò)程 右側(cè)最高點(diǎn)→最低點(diǎn) 最低點(diǎn)→左側(cè)最高點(diǎn)
判斷B方向 豎直向上 豎直向上
判斷Φ變化 減少 增加
由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 阻礙磁通量減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直線框平面向右上方 阻礙磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直線框平面向右下方
由安培定則判斷感應(yīng)電流的方向 d→c→b→a→d d→c→b→a→d
答案: B
【反思總結(jié)】 應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟
變式遷移1:如圖所示,AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬棒,立在導(dǎo)軌上,它從靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b端始終在OC上,a端始終在OA上,直到完全落在OC上,空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,則ab棒在上述過(guò)程中(  )
A.感應(yīng)電流方向是b→a
B.感應(yīng)電流方向是a→b
C.感應(yīng)電流方向先是b→a,后是a→b
D.感應(yīng)電流方向先是a→b,后是b→a
解析: 由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,金屬棒下滑過(guò)程中,與坐標(biāo)軸所圍面積先增加后減小,穿過(guò)回路aOb的磁通量先增加后減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流方向先是b→a,后是a→b.
答案: C
題型二:右手定則的應(yīng)用
例二.如右圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直,導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好,當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(  )
A.圓環(huán)中磁通量不變,環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>C.整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>D.環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎h(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>解析: 導(dǎo)體ef向右切割磁感線,由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流由e→f.而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左右兩部分構(gòu)成兩個(gè)閉合回路.故環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎h(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎?br/>答案: D
【反思總結(jié)】 對(duì)于閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線的問(wèn)題,判斷電流方向優(yōu)先選擇右手定則.
變式遷移2:如圖所示,一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2.則(  )
A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),受到的安培力方向水平向右
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),受到的安培力方向水平向左
解析: 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),cd邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向沿a→d→c→b→a,這時(shí)cd邊受到的安培力作用由左手定則可判斷其受力方向向左;在導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),ab邊處于磁場(chǎng)中且在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),同樣用右手定則和左手定則可以判斷電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a,這時(shí)安培力的方向仍然向左.
答案: D
題型三:楞次定律的本質(zhì)及推廣
例三.如右圖所示,A為水平放置的橡膠圓盤,在其側(cè)面帶有負(fù)電荷,在A正上方用絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B(絲線在B上面未畫出),使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行,其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合.在橡膠盤A繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向減速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,金屬圓環(huán)B有(  )
A.?dāng)U大半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大
B.?dāng)U大半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小
C.縮小半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小
D.縮小半徑的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大
解析: 因?yàn)橄鹉z盤A減速轉(zhuǎn)動(dòng),所以其側(cè)面負(fù)電荷轉(zhuǎn)動(dòng)形成的環(huán)形電流越來(lái)越小.這個(gè)環(huán)形電流在它的上部產(chǎn)生的磁場(chǎng)也越來(lái)越弱.根據(jù)楞次定律,圓環(huán)B有靠近A,并且增大自身圓環(huán)的面積即有擴(kuò)大半徑的趨勢(shì),這樣才能阻礙通過(guò)它的磁通量的減少.B要靠近A,就使絲線對(duì)B的拉力增大,故選項(xiàng)A對(duì).
答案: A
【反思總結(jié)】 判斷回路運(yùn)動(dòng)情況、面積變化趨勢(shì)的兩種方法
(1)一般方法
(2)根據(jù)楞次定律的廣義表述判斷
①若是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,則感應(yīng)電流所產(chǎn)生的力的效果阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來(lái)拒去留).
②電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,回路面積變化總要阻礙磁通量的增加(增縮減擴(kuò)).
變式遷移3:如圖,金屬環(huán)A用輕繩懸掛,與長(zhǎng)直螺線管共軸,并位于其左側(cè).若變阻器滑片P向左移動(dòng),則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng),并有________(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì).
解析: 滑片P向左移動(dòng)時(shí),電阻減小,電流增大,穿過(guò)金屬環(huán)A的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,金屬環(huán)將向左運(yùn)動(dòng),并有收縮趨勢(shì).
答案: 左 收縮
強(qiáng)化訓(xùn)練
選擇題
1、如下圖所示,一根條形磁鐵自左向右穿過(guò)一個(gè)閉合螺線管,則電路中(  )
A.始終有感應(yīng)電流自a向b流過(guò)電流表G
B.始終有感應(yīng)電流自b向a流過(guò)電流表G
C.先有a→G→b方向的感應(yīng)電流,后有b→G→a方向的感應(yīng)電流
D.將不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
解析: 條形磁鐵從左邊進(jìn)入螺線管的過(guò)程中,在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右,穿過(guò)螺線管的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向是a→G→b.條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過(guò)程中,在螺線管中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向仍向右,穿過(guò)螺線管的磁通量不斷減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向是b→G→a.故C項(xiàng)正確.
答案: C
2、電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示。現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落,在N極接近線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(  )
A.從a到b,上極板帶正電
B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從b到a,下極板帶正電
【答案】D
【解析】在磁鐵自由下落,N極接近線圈上端的過(guò)程中,通過(guò)線圈的磁通量方向向下且在增大,根據(jù)楞次定律可判斷出線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,利用安培定則可判知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(由上向下看),流過(guò)R的電流方向從b到a,電容器下極板帶正電。選項(xiàng)D正確。
【方法指導(dǎo)】
1.“阻礙”并不是“阻止”,一字之差,相去甚遠(yuǎn)。要知道原磁場(chǎng)是主動(dòng)的,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)是被動(dòng)的,原磁通仍要發(fā)生變化,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只是阻礙變化而已。
2.楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向具有普遍意義。
在磁體靠近(或遠(yuǎn)離)線圈過(guò)程中,都要克服電磁力做功,克服電磁力做功的過(guò)程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。正是“阻礙”的形成產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
3.如下圖所示,繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成了一個(gè)閉合回路,在鐵芯的右端,線圈P與電流表連成閉合電路.下列各種情況中說(shuō)法正確的是(  )
A.開(kāi)關(guān)S閉合后,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥
B.開(kāi)關(guān)S閉合后,使變阻器滑片向左勻速移動(dòng),線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥
C.開(kāi)關(guān)S閉合后,使變阻器滑片向右勻速移動(dòng),線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互排斥
D.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,線圈P中有感應(yīng)電流,M、P相互吸引
解析: 開(kāi)關(guān)S閉合后,M線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向由安培定則判知,沿鐵芯軸線向右,由于線圈P中的磁通量不變,故不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,M、P沒(méi)有排斥作用,也沒(méi)有吸引作用,故A、D錯(cuò);當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,滑片向左勻速移動(dòng),線圈M中的電流增大,因而穿過(guò)線圈P的磁通量增加,產(chǎn)生感應(yīng)電流,并且由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與線圈M的磁場(chǎng)方向相反,故M、P兩線圈相互排斥,B正確.同理判知C錯(cuò)誤.
答案: B
4、如圖所示,A、B都是鋁環(huán),A環(huán)閉合,B環(huán)有缺口,兩者固定在橫梁兩端,橫梁可繞中間支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。某同學(xué)用條形磁鐵的一個(gè)磁極靠近或遠(yuǎn)離靜止的A、B環(huán),觀察到不同現(xiàn)象。下列推斷正確的是(  )
A.N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),A環(huán)被吸引是由于A環(huán)被磁化
B.S極靠近A環(huán)時(shí),A環(huán)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?br/>C.N極靠近B環(huán)時(shí),B環(huán)不動(dòng),是因?yàn)锽環(huán)內(nèi)磁通量不發(fā)生變化
D.S極遠(yuǎn)離B環(huán)時(shí),B環(huán)不動(dòng),是因?yàn)锽環(huán)沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
【答案】B
【解析】
A. N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),A環(huán)被吸引是由于A環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;
B. S極靠近A環(huán)時(shí),A環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面向里,根據(jù)安培定則,A環(huán)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎珺正確;
CD. S極遠(yuǎn)離B環(huán)時(shí),B環(huán)磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),有缺口無(wú)感應(yīng)電流,磁鐵與B環(huán)無(wú)作用力,所以B環(huán)不動(dòng),CD錯(cuò)誤。
故選B。
5、如圖甲所示,水平桌面上固定著一根絕緣的長(zhǎng)直導(dǎo)線,矩形導(dǎo)線框abcd靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線靜止放在桌面上。當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流按圖乙所示的規(guī)律變化時(shí)(圖甲中電流所示的方向?yàn)檎较颍瑒t(  )
A. t1到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向右
B.t2到t3時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向左
C.0到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)感應(yīng)電流方向不變,線框受力方向也不變
D.t1到t3時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)感應(yīng)電流方向不變,線框受力方向改變
【答案】D
【解析】
A.t1到t2時(shí)間內(nèi),根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線框所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,直導(dǎo)線中的電流減小,所以穿過(guò)線框的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,可得線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線框所受安培力向左,故A錯(cuò)誤;
B.同理t2到t3時(shí)間內(nèi),長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流向下且增大,根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線框所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,直導(dǎo)線中的電流增大,所以穿過(guò)線框的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,可得線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線框所受安培力向右,故B錯(cuò)誤;
C.同理0到t1時(shí)間內(nèi),根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線框所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,直導(dǎo)線中的電流增大,所以穿過(guò)線框的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,可得線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba,故0到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)感應(yīng)電流方向改變,故C錯(cuò)誤;
D.t1到t2時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線框所受安培力向左,t2到t3時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線框所受安培力向右,故t1到t3時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)感應(yīng)電流方向不變,線框受力方向改變,故D正確。
故選D。
6.如圖所示,在上下無(wú)邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一矩形金屬線框,且磁場(chǎng)的方向與矩形金屬線框垂直,其中為中軸線,矩形金屬線框開(kāi)始有一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,要使矩形金屬線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列措施可行的是( )
A.將矩形金屬線框沿垂直紙面方向向外平移
B.以邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于60°
C.將矩形金屬線框在紙面內(nèi)向上平移
D.矩形金屬線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
【答案】D
【詳解】
A.將矩形金屬線框沿垂直紙面方向向外平移時(shí),穿過(guò)矩形金屬線框的磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A措施不可行;
B.當(dāng)矩形金屬線框以邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°時(shí),cd邊不會(huì)越過(guò)OO',穿過(guò)矩形金屬線框的磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B措施不可行;
C.將矩形金屬線框在紙面內(nèi)向上平移時(shí),穿過(guò)矩形金屬線框的磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C措施不可行;
D.以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)矩形金屬線框的磁通量發(fā)生變化,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D措施可行。
故選D。
7.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按如圖所示方式連接。在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷(  )
A.線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng),都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)
B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān),都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)
C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指針靜止在中央
D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知,故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向
【答案】B
【詳解】
A.由題意知,當(dāng)線圈B中的磁通量減小時(shí),B所在閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流使電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈A向上移動(dòng)時(shí),線圈B中磁通量減小,電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),線圈B中的磁通量均減小,電流計(jì)指針均向右偏轉(zhuǎn),B正確;
C.P向左或向右勻速滑動(dòng)時(shí),線圈A中電流均變化,B中磁通量變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),C錯(cuò)誤;
D.綜上分析可知,D錯(cuò)誤。
故選B。
8.如圖所示,在某節(jié)實(shí)驗(yàn)課上,李老師把一個(gè)帶有長(zhǎng)鐵芯的導(dǎo)電線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái),并將一金屬套環(huán)套過(guò)線圈L的鐵芯后放在線圈上方。閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來(lái)器材再做此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),導(dǎo)電線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比李老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)說(shuō)法中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是( )
A.導(dǎo)電線圈接在了直流電源上 B.電源電壓過(guò)高
C.所選導(dǎo)電線圈的匝數(shù)太多 D.所用套環(huán)的材料與李老師的不同
【答案】D
【詳解】
A.導(dǎo)電線圈接在了直流電源上,在閉合S的一瞬間,通過(guò)套環(huán)的磁通量也會(huì)瞬間增大從而使套環(huán)跳起,故A不符合題意;
BC.電源電壓過(guò)高和所選導(dǎo)電線圈的匝數(shù)太多,線圈L產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度都會(huì)增大,理論上應(yīng)使套環(huán)跳起得更高,故BC不符合題意;
D.所用套環(huán)的材料與李老師的不同,即有可能選用了絕緣體制作的套環(huán),或者材料密度較大的套環(huán),前者是由于套環(huán)中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流而不跳起,后者是因?yàn)樘篆h(huán)質(zhì)量較大,以至于感應(yīng)電流的阻礙作用不足以將套環(huán)托起,故D符合題意。
故選D。
9.如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置,現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A。線圈BC。電流計(jì)及電鍵按如圖所示連接,已知電路接通時(shí)A中電流方向如圖中箭頭所示。關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列判斷正確的是(  )
A.將線圈A迅速插入下面線圈時(shí),通過(guò)電流計(jì)的電流方向是B→G→C
B.將線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后,通過(guò)電流計(jì)的電流方向是C→G→B
C.線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后,將變阻器滑片迅速向左滑動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)
D.將線圈A從下面線圈中拔出時(shí),快速拔比慢慢拔過(guò)程中電流計(jì)的最大偏轉(zhuǎn)角度大
【答案】D
【詳解】
A.題干中已知A中電流方向在下面螺線管中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是豎直向下,當(dāng)A插入下面線圈時(shí),根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上,由安培定則知感應(yīng)電流方向?yàn)镃→G→B,故A錯(cuò)誤;
B.線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后不再有感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后,將變阻器滑片迅速向左滑動(dòng)時(shí)A中電流變化,在下面線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比,快速拔出產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)比較大,感應(yīng)電流也就比較大。故D正確。
10.如圖所示,一種延時(shí)繼電器的示意圖,鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B.線圈A跟電源連接,線圈B兩端連在一起構(gòu)成一個(gè)閉合回路。在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的時(shí)候,彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵D拉起使觸頭C離開(kāi),而是過(guò)一小段時(shí)間才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。下列說(shuō)法正確的是(  )
A.線圈B不閉合,仍會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效應(yīng)
B.將銜鐵D換成銅片,延時(shí)效果更好
C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,線圈B中磁通量為零
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,線圈B中的電流從上往下看為順時(shí)針?lè)较?br/>【答案】D
【詳解】
A.線圈B不閉合時(shí),當(dāng)S斷開(kāi)后,在線圈B中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,鐵芯上不會(huì)有磁性,則不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.因銅不是磁性材料,則將銜鐵D換成銅片,會(huì)將失去延時(shí)效果,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,線圈B中磁通量不變,但不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,穿過(guò)線圈B的磁通量向下減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈B中的電流從上往下看為順時(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)D正確。
故選D。
11.如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd,在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),從圖中位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到達(dá)位置Ⅲ,Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在這個(gè)過(guò)程中,線圈中感應(yīng)電流(  )
A.沿abcda流動(dòng)
B.沿adcba流動(dòng)
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流動(dòng),由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流動(dòng)
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流動(dòng),由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流動(dòng)
【答案】A
【解析】根據(jù)題意,由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況可知,線圈在Ⅱ位置時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最少,線圈從Ⅰ位置到Ⅱ位置,穿過(guò)線圈自下而上的磁通量減少,由楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其減少,則在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda,線圈從Ⅱ位置到Ⅲ位置,穿過(guò)線圈自上而下的磁通量在增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其增加,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向仍然是abcda。
12.如圖,金屬圓形線圈a套在條形磁鐵上,條形磁鐵與線圈a所在的平面垂直且穿過(guò)線圈圓心,若將線圈a對(duì)稱地?cái)U(kuò)展為線圈b的形狀,則穿過(guò)線圈的磁通量變化情況是(  )
A.增大 B.不變
C.減小 D.不能確定
【答案】C
【解析】條形磁鐵的磁感線在磁體的內(nèi)部是從S極到N極,在磁體的外部是從N極到S極,磁體內(nèi)部有多少根磁感線,外部的整個(gè)空間就有多少根磁感線,并與內(nèi)部磁感線構(gòu)成閉合曲線。對(duì)于線圈的兩個(gè)位置,磁鐵內(nèi)部的磁感線全部穿過(guò),但線圈面積越大,抵消越多,穿過(guò)線圈的磁通量反而越小。
13.如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一個(gè)磁鐵,磁鐵的N極向下。將磁鐵托起到某一高度(彈簧處于壓縮狀態(tài))后放開(kāi),磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)。如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合金屬圓環(huán)(如右圖所示),仍將磁鐵托起到同一高度后放開(kāi),磁鐵就會(huì)很快地停下來(lái)。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象下列解釋正確的是(  )
A.磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.若磁鐵的S極向下,磁鐵振動(dòng)時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)
C.磁鐵很快停下來(lái)的主要原因是圓環(huán)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流
D.金屬圓環(huán)的制作材料一定不是鋁,因?yàn)榇盆F對(duì)鋁不會(huì)產(chǎn)生力的作用
【答案】C
【解析】A.由楞次定律,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,使磁鐵始終受到阻礙,時(shí)而體現(xiàn)引力,時(shí)而體現(xiàn)斥力,導(dǎo)致電流做功,從而使系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)楞次定律下面的線圈會(huì)阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng),所以當(dāng)磁鐵向下靠近金屬線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生了逆時(shí)針的感應(yīng)電流(俯視),兩者之間表現(xiàn)為相互排斥,同理當(dāng)磁鐵向上遠(yuǎn)離金屬線圈時(shí),根據(jù)楞次定律,可得線圈中產(chǎn)生了順時(shí)針的感應(yīng)電流(俯視),兩者之間表現(xiàn)為相互吸引,因此與磁鐵的磁極無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;
C.磁鐵很快停下來(lái)的主要原因是圓環(huán)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,故C正確;
D.金屬圓環(huán)的制作材料可以是鋁,只要是金屬,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,出現(xiàn)安培力,故D錯(cuò)誤。

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