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第二章 電磁感應
第一節 楞次定律
一．楞次定律
1.內容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
2.理解：
（1）誰在阻礙：感應電流產生的磁場起阻礙作用；
（2）阻礙什么：引起感應電流的磁通量的變化；
（3）如何阻礙：增反減同
（4）阻礙結果：阻礙不是阻止，只是延緩變化；
（5）為何阻礙：能量守恒，克服阻礙作用的過程中，其它形式的能轉換為電能。
例1.某實驗小組用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵沿固定線圈的中軸線自上至下經過固定線圈時，通過電流計的感應電流方向是（ ）
A.a→G→b B.b→G→a C.先a→G→b，后b→G→a D.先b→G→a，后a→G→b
二．楞次定律的廣義描述
1.阻礙導體與磁場間的相對運動：來拒去留
2.使閉合回路面積有擴大或縮小的趨勢：增縮減擴（單向磁場）、增擴減縮（雙向磁場）
3.阻礙原電流的變化：增反減同
例2.如圖所示，一質量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬圓環中穿過，現將環從位置Ⅰ釋放，環經過磁鐵到達位置Ⅱ。設環經過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則（ ）
A.， B.， C.， D.，
例2題圖 例3題圖
例3.如圖所示，MN、PQ為同一水平面內的兩平行導軌，導軌間有垂直于導軌平面的磁場，導體ab、cd與導軌有良好的接觸并能滑動，當ab沿導軌向右滑動時，則（ ）
A.cd向右滑動 B.cd不動 C.cd向左滑動 D.無法確定
例4.（多選）如圖所示，一空心螺線管穿過一閉合銅環，電路接通瞬間，下列說法正確的是（ ）
A.從左往右看，銅環中有順時針方向感應電流 C.銅環有收縮趨勢
B.從左往右看，銅環中有逆時針方向感應電流 D.銅環有擴張趨勢
三．右手定則
1.手勢：如圖
2.用途：判斷部分導體切割磁感線時產生的感應電流的方向；
3.切割磁感線部分的導體相當于電源；
4.左、右手定則對比
（1）左手定則：判斷受力方向→電動機→因電而動
（2）右手定則：判斷感應電流→發電機→因動而電
例5.兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向如圖所示。左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強磁場中，下列說法中正確的是（ ）
A.當金屬棒向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點
B.當金屬棒向右勻速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點
C.當金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點
D.當金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點
四．三個定則、一個定律的綜合應用
安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律是學習電磁感應的基礎和工具，解題時關鍵是：找到閉合電路或切割磁感線的導體并抓住因果關系；
（1）因電而生磁：安培定則； （2）因動而生電：右手定則；
（3）因電而受力：左手定則； （4）磁通量變化：楞次定律；
例6.如圖所示，導軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當導體棒MN在導軌上向右加速滑動時，正對電磁鐵A的圓形金屬環B中（　）
A.有感應電流，且B被A吸引 B.無感應電流
C.可能有，也可能沒有感應電流 D.有感應電流，且B被A排斥
例6題圖 例7題圖
例7.（多選）如圖所示，質量為m的金屬環用線懸掛起來。金屬環有一半處于水平且與環面垂直的勻強磁場中。從某時刻開始，磁感應強度均勻減小，則在磁感應強度均勻減小的過程中，關于繩子的拉力，下列說法中正確的是（ ）
A.大于環的重力mg，并逐漸減小 B.小于環的重力mg，并保持恒定
C.大于環的重力mg，并保持恒定 D.環中有順時針方向的感應電流
例8.（多選）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
例9.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，MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是（ ）
A.向右勻速運動 B.向左勻速運動 C.向右減速運動 D.向左減速運動
鞏固練習
1.如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構成的閉合回路中就會產生感應電流。各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況，其中表示正確的是（ ）
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.如圖所示器材可用來研究電磁感應現象及確定感應電流方向。
（1）在給出的實物圖中，用筆畫線作為導線將實驗儀器連成實驗電路；
（2）將線圈L1插入L2中，合上開關，能使感應電流的方向與原電流的繞行方向相同的實驗操作是______。
A.插入軟鐵棒 B.拔出線圈L1 C.使變阻器阻值變大 D.斷開開關
2題圖 3題圖
3.如圖所示，線圈兩端與電阻相連構成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中（ ）
A.通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥
B.通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥
C.通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引
D.通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引
4.（多選）如圖所示，要使Q線圈產生圖示方向的電流，可采用的方法有（ ）
A.閉合開關K B.閉合開關K后，向左移動滑片
C.閉合開關K后，從左邊抽出P中的鐵芯 D.閉合開關K后，把Q靠近P
4題圖 5題圖
5.（多選）如圖所示，矩形導線圈abcd通過導體桿搭接在金屬導軌EF和MN上，整個裝置放在如圖的勻強磁場中。當線框向右運動時，下面說法正確的是（ ）
A.R中無電流 B.R中有電流，方向為E→M
C.ab中無電流 D.ab中有電流，方向為b→a
6.如圖所示，銅盤水平放置，磁場豎直向下穿過銅盤，圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一平面內，從上往下看銅盤沿逆時針方向勻速轉動，下列說法正確的是（ ）
A.回路中電流方向不變，且從a導線流進燈泡，再從b導線流向旋轉的銅盤
B.回路中電流方向不變，且從b導線流進燈泡，再從a流向旋轉的銅盤
C.回路中有方向周期性變化的電流
D.回路中沒有磁通量變化，沒有電流
6題圖 7題圖
7.如圖所示為感應式發電機，a、b、c、d是空間中四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，O1、O2是銅盤軸線導線的接線端，M、N是電流表的接線端，現在將銅盤轉動，能觀察到感應電流的是（ ）
A.將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置
B.將電流表的接線端M、N分別連接O1，a位置
C.將電流表的接線端M、N分別連接O1，O2位置
D.將電流表的接線端M，N分別連接c，d位置
8.如圖所示，粗糙水平桌面上有一質量為m的銅質矩形線圈。當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方快速經過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是（ ）
A.FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左 B.FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向左
C.FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向右 D.FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右
8題圖 9題圖 10題圖
9.（多選）繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環，線圈與電源、開關相連，如圖所示。線圈上端與電源負極相連，閉合開關的瞬間，鋁環向上跳起。若保持開關閉合，則（ ）
A.鋁環跳起到某一高度后將回落 B.鋁環停留在某一高度
C.鋁環不斷升高 D.如果電源的正、負極對調，觀察到的現象不變
10.如圖所示，螺線管與電阻R相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過螺線管，下列說法正確的是（ ）
A.a的電勢始終高于b的電勢
B.通過電阻的電流先由a到b，后由b到a
C.磁鐵減少的重力勢能等于回路產生的熱量
D.磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度
11.如圖所示，用一根長為L、質量不計的細桿與一個上弧長為、下弧長為的金屬線框的中點聯結并懸掛于O點，懸點正下方存在一個上弧長為、下弧長為的方向垂直紙面向里的有界勻強磁場，且遠小于L，先將線框拉開到如圖所示位置，松手后讓線框進入磁場，忽略空氣阻力和摩擦。下列說法正確的是（ ）
A.金屬線框進入磁場時感應電流的方向為a→b→c→d→a
B.金屬線框離開磁場時感應電流的方向為a→d→c→b→a
C.金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等
D.金屬線框最終將在有界磁場中做往復運動
11題圖 12題圖
12.（多選）如圖所示，將一條形磁鐵插入一閉合螺線管中，螺線管固定在停在光滑水平面的車中，在插入過程中（ ）
A.車將向右運動 B.條形磁鐵會受到向左的力
C.由于沒標明條形磁鐵極性，因此無法判斷受力情況 D.車會受向左的力
13.長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內，長直導線中的電流隨時間t的變化關系如圖所示。在時間內，直導線中電流向上，則在時間內，線框中感應電流的方向與所受安培力情況是（ ）
A.感應電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左
B.感應電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右
C.感應電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右
D.感應電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左
13題圖 14題圖
14.如圖所示，MN是一根固定的通電長直導線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導線上，讓線框的位置偏向導線的左邊，兩者彼此絕緣，當導線上的電流突然增大時，線框整個受力為（ ）
A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力為零
15.（多選）如圖是創意物理實驗設計作品《小熊蕩秋千》。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路，兩個磁性很強的條形磁鐵如圖放置，當用手左右擺動線圈P時，線圈Q也會跟著擺動，仿佛小熊在蕩秋千，以下說法正確的是（ ）
A.P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向（從右向左看）
B.P向右擺動的過程中，Q也會向右擺動
C.P向右擺動的過程中，Q會向左擺動
D.若用手左右擺動Q，P會始終保持靜止

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