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第二章　1.　 第2課時(shí)
基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練
1. (2023·重慶銅梁一中高二期末)對楞次定律的理解下面說法中不正確的是( 　 )
A．應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場方向
B．應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向后，再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向
C．楞次定律中“阻礙”二字的含義是指感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反
D．楞次定律所說的“阻礙”是指阻礙原磁場的變化，因而感應(yīng)電流的磁場方向也可能與原磁場方向相同
答案：C
解析：應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場方向，故A正確，不符合題意要求；應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向后，再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向，故B正確，不符合題意要求；感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙原磁場的變化，方向可能與原磁場方向相同，可能相反，故C錯(cuò)誤，符合題意要求；D正確，不符合題意要求。故選C。
2．(2024·江蘇蘇州高二階段練習(xí))如圖所示，光滑絕緣水平面上存在方向豎直向下的有界(邊界豎直)勻強(qiáng)磁場，一直徑與磁場區(qū)域?qū)挾认嗤拈]合金屬圓形線圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虛線方向勻速通過磁場。下列說法正確的是( 　 )
A．線圈進(jìn)磁場的過程中，線圈中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向
B．該拉力的方向與線圈運(yùn)動(dòng)速度的方向相同
C．該拉力的方向水平向右
D．該拉力為恒力
答案：C
解析：線圈進(jìn)入磁場的過程中，垂直于紙面向里的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)垂直于紙面向外，根據(jù)安培定則可知線圈中的電流為逆時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；線圈切割磁感線的有效長度示意圖如圖所示：
結(jié)合楞次定律阻礙相對運(yùn)動(dòng)的推論，再根據(jù)左手定則可知安培力始終水平向左，則該拉力的方向水平向右，與線圈運(yùn)動(dòng)速度的方向不相同，故B錯(cuò)誤，C正確；由于切割磁感線的有效長度是變化的，所以線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是變化的，感應(yīng)電流是變化的，線圈受到的安培力大小是變化的，所以拉力大小是變化的，故D錯(cuò)誤。
3．(2024·浙江臺(tái)州高二期末)如圖所示，a、b、c為同一平面內(nèi)的線圈，其中a、b為同心圓，現(xiàn)給a中通以順時(shí)針方向的電流，在a中的電流逐漸增大的過程中，b、c中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)? 　 )
A．b、c中均為順時(shí)針方向
B．b、c中均為逆時(shí)針方向
C．b為逆時(shí)針方向，c為順時(shí)針方向
D．b為順時(shí)針方向，c為逆時(shí)針方向
答案：C
解析：首先，由題意可知線圈a的電流在逐漸增大，電流產(chǎn)生的磁場也在不斷增大。其次根據(jù)定培定則判斷出線圈a的電流在線圈b產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向外，再根據(jù)安培定則可以判斷出線圈b產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向。同理，根據(jù)定培定則判斷出線圈a的電流在線圈c產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，再根據(jù)楞次定律和安培定則可以判斷出線圈c產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向。
4．(多選)如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)帶銅軸的銅盤，用銅刷把盤緣和軸連接，外接一電流表，當(dāng)銅盤按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則( 　 )
A．電流表中有a→b的電流
B．電流表中有b→a的電流
C．穿過盤面的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流
D．盤中有從盤邊緣向盤中心的電流
答案：BD
解析：題中情形可視為沿銅盤半徑方向的一系列并聯(lián)的細(xì)“銅棒”切割磁感線，由右手定則可知，盤中有從盤邊緣向盤中心的電流，則電流表中有a→b的電流，故B、D正確。
5．(多選)如圖所示，在一固定的條形磁鐵上方有一鐵圈，讓鐵圈由靜止自由落下，若下落過程中鐵圈始終水平，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于鐵圈下落過程下列說法正確的是( 　 )
A．鐵圈下落到磁鐵中間位置時(shí)，加速度等于重力加速度
B．鐵圈的加速度始終大于重力加速度
C．整個(gè)下落過程中，鐵圈中的電流方向始終不變
D．若把鐵圈換成塑料圈，下落相同高度所需的時(shí)間變短
答案：AD
解析：由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵間的相對運(yùn)動(dòng)，在鐵圈靠近磁鐵的過程中為阻礙鐵圈的靠近，線圈對磁鐵的作用力豎直向上，在線圈穿過磁鐵遠(yuǎn)離的過程中，為阻礙鐵圈的遠(yuǎn)離，磁鐵對線圈的作用力豎直向上，則在整個(gè)過程中，磁鐵對線圈的作用力始終豎直向上，加速度小于或等于g，當(dāng)鐵圈下落到磁鐵中間位置時(shí)，加速度等于重力加速度，A正確，B錯(cuò)誤；由圖示可知，在鐵圈下落過程中，穿過鐵圈的磁場方向向上，在鐵圈靠近磁鐵時(shí)，穿過鐵圈的磁通量變大，在鐵圈遠(yuǎn)離磁鐵時(shí)穿過鐵圈的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，鐵圈中的感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向，后沿逆時(shí)針方向，C錯(cuò)誤；若把鐵圈換成塑料圈，塑料圈中沒有電流，那么不會(huì)受到磁鐵的阻礙，下落相同高度所需的時(shí)間會(huì)變短，D正確。
6．(多選)(2023·海南模擬預(yù)測)如圖所示，紙面內(nèi)的三條長直導(dǎo)線組成一等邊三角形，導(dǎo)線間相互絕緣，導(dǎo)線中通入圖示方向、大小始終相等的電流I。在角平分線上對稱放置三個(gè)相同的環(huán)形線圈a、b、c，在三角形的中心放置相同的環(huán)形線圈d，若三根導(dǎo)線中通入的電流同時(shí)減小，則( 　 )
A．初始時(shí)線圈d的磁通量最大
B．線圈c的感應(yīng)電流最大
C．線圈d產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D．線圈a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電流相同
答案：BD
解析：初始時(shí)，導(dǎo)線1和導(dǎo)線3在線圈a中的磁通量抵消，故線圈a中相當(dāng)于只有導(dǎo)線2產(chǎn)生的磁通量，同理可知，線圈b中相當(dāng)于只有導(dǎo)線1產(chǎn)生的磁通量，3根導(dǎo)線在線圈c中的磁場均向外，抵消掉后線圈d中相當(dāng)于只有導(dǎo)線2產(chǎn)生的磁通量，對比可知，初始時(shí)線圈c的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；若三根導(dǎo)線中通入的電流同時(shí)減小，結(jié)合A項(xiàng)解析可知，線圈c的磁通量變化率最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，故B正確；線圈d中的磁場向內(nèi)且磁通量減小，由楞次定律可知，產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；線圈a、b中的磁場均向內(nèi)，磁通量均減小且減小量相同，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等方向相同，故D正確。
7．(2023·重慶市第二十九中學(xué)高二階段練習(xí))自1932年磁單極子概念被狄拉克提出以來，不管是理論還是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家都一直在努力尋找，但迄今仍然沒能找到它們存在的確鑿證據(jù)。近年來，一些凝聚態(tài)物理學(xué)家找到了磁單極子存在的有力證據(jù)，并通過磁單極子的集體激發(fā)行為解釋了一些新穎的物理現(xiàn)象，這使得磁單極子艱難的探索之路出現(xiàn)了一絲新的曙光。如果有一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，這個(gè)線圈中將出現(xiàn)( 　 )
A．先是逆時(shí)針方向，然后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
B．先是順時(shí)針方向，然后是逆時(shí)針方向，再是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C．逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流
D．先是順時(shí)針方向，然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
答案：C
解析：只有N極的磁單極子從上到下穿過閉合超導(dǎo)線圈，可分成穿入和穿出兩個(gè)過程。磁單極子從上到下穿入閉合超導(dǎo)線圈時(shí)，向下的磁通量增加，由楞次定律可判斷出，從上向下看，閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流；磁單極子穿出閉合超導(dǎo)線圈時(shí)，向上的磁通量減少，由楞次定律可判斷出，從上向下看，閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流；所以磁單極子從上到下穿過閉合超導(dǎo)線圈，從上向下看，閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流。故選C。
8．(多選)(2024·湖北鄂州高二階段練習(xí))如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中放置一個(gè)電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈M相連，導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線ab，磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面，欲使M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況可能是( 　 )
A．勻速向左運(yùn)動(dòng) B．減速向右運(yùn)動(dòng)
C．加速向右運(yùn)動(dòng) D．加速向左運(yùn)動(dòng)
答案：BD
解析：當(dāng)導(dǎo)線ab勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變，大線圈M產(chǎn)生的磁場恒定不變，穿過小線圈N中的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)線ab減速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，由右手定則判斷出ab電流方向?yàn)橛蒩指向b。根據(jù)安培定則判斷可知，M產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里，且穿過N的磁通量減小，由楞次定律和安培定則判斷可知，線圈N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故B正確；當(dāng)導(dǎo)線ab加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增加，由右手定則判斷出ab電流方向?yàn)橛蒩指向b。根據(jù)安培定則判斷可知，M產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里，且穿過N的磁通量增大，由楞次定律和安培定則判斷可知，線圈N產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)線ab加速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增加，由右手定則判斷出ab電流方向?yàn)橛蒪指向a。根據(jù)安培定則判斷可知，M產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，且穿過N的磁通量增大，由楞次定律和安培定則判斷可知，線圈N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故D正確。
能力提升練
9．(多選)(2024·河南鄭州高二期末)下列四個(gè)選項(xiàng)分別對以下四幅圖中的物理量的方向給予了說明，其中正確的有( 　 )
A．甲圖長直導(dǎo)線中通有豎直向下的電流，周圍激發(fā)出的磁場方向如圖中同心圓環(huán)的箭頭所示
B．乙圖中傾斜導(dǎo)體棒受到的安培力F的方向如圖所示
C．丙圖中的導(dǎo)體棒在靜止的磁場中向右運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如圖中導(dǎo)體棒內(nèi)箭頭所示
D．丁圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的方向如圖中箭頭所示
答案：CD
解析：根據(jù)安培定則，甲圖長直導(dǎo)線中通有豎直向下的電流，周圍激發(fā)出的磁場方向從上向下看，應(yīng)該是順時(shí)針方向的，與甲圖相反，故A錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則，乙圖中傾斜導(dǎo)體棒受到的安培力F的方向應(yīng)該與導(dǎo)體棒垂直，指向右下角方向，故B錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流方向豎直向上，與圖中相同，故C正確；根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律，金屬圓環(huán)中磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，電流方向應(yīng)該是逆時(shí)針方向，故D正確。
10．(多選)(2024·安徽安慶市高二期中)如圖所示，用輕繩將一條形磁鐵豎直懸掛于O點(diǎn)，在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質(zhì)圓環(huán)。現(xiàn)將磁鐵從A處由靜止釋放，經(jīng)過B、C到達(dá)最低處D，再擺到左側(cè)最高處E，圓環(huán)始終保持靜止，則磁鐵( 　 )
A．從A到E的過程中，圓環(huán)中先產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，后產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流(從上往下看)
B．?dāng)[到D處時(shí)，圓環(huán)給桌面的壓力等于圓環(huán)受到的重力
C．從A到D和從D到E的過程中，圓環(huán)受到摩擦力方向相同
D．在A、E兩處的重力勢能相等
答案：ABC
解析：從A到D的過程中，圓環(huán)中的磁場方向向上且磁通量增大，據(jù)“增反減同”可判斷產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流(從上往下看)，從D到E的過程中，圓環(huán)中的磁場向上且磁通量減小，據(jù)“增反減同”可判斷產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流(從上往下看)，A正確；擺到D處時(shí)，圓環(huán)中磁通量變化率為0，沒有產(chǎn)生的感應(yīng)電流，故給桌面的壓力等于圓環(huán)受到的重力，B正確；由楞次定律的推論“來拒去留”可知，從A到D和從D到E的過程中，圓環(huán)受到摩擦力方向均向右，C正確；由于有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故在A、E兩處的重力勢能不相等，D錯(cuò)誤。
11．(多選)豎直放置的長直螺線管接入如圖甲所示的電路中，通有順時(shí)針方向(俯視)的電流，螺線管中的電流大小I按如圖乙所示的規(guī)律變化。螺線管內(nèi)中間位置固定有一水平放置的硬質(zhì)閉合金屬小圓環(huán)(未畫出)，圓環(huán)軸線與螺線管軸線重合。下列說法正確的是( 　 )
A．t＝時(shí)刻，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢
B．t＝時(shí)刻，圓環(huán)有收縮的趨勢
C．t＝和t＝時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流方向相反
D．t＝時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流
答案：BC
解析：t＝時(shí)刻，螺線管中電流增大，產(chǎn)生的磁場變強(qiáng)，穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律知圓環(huán)要阻礙磁通量的增加，有收縮的趨勢，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；t＝時(shí)刻，螺線管內(nèi)電流增大，t＝時(shí)刻，螺線管內(nèi)電流減小，所以這兩個(gè)時(shí)刻圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流方向相反，故C選項(xiàng)正確；t＝時(shí)刻，螺線管中電流減弱，穿過圓環(huán)的向下的磁通量減少，圓環(huán)要阻礙磁通量的減少，產(chǎn)生向下的磁場，所以圓環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
12．(多選)(2024·廣東佛山高二期末)如圖所示，足夠高的磁鐵在其中間的空隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)徑向輻射狀磁場。一閉合金屬圓環(huán)在磁體中心圓柱的最上方位置由靜止釋放，若下落的過程中金屬圓環(huán)的環(huán)面總保持水平，則在此過程中( 　 )
A．穿過圓環(huán)的磁通量保持不變
B．穿過圓環(huán)的磁通量增大
C．圓環(huán)受到向下的安培力作用
D．圓環(huán)中產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
答案：BD
解析：粗略作出該磁鐵的磁感線分布如圖所示
可知，閉合金屬圓環(huán)下落過程中，穿過圓環(huán)的磁通量增大，故A錯(cuò)誤，故B正確；由于閉合金屬圓環(huán)下落過程中，穿過圓環(huán)的磁通量增大，圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流激發(fā)的磁場阻礙穿過圓環(huán)磁通量的變化，即感應(yīng)電流在圓環(huán)內(nèi)激發(fā)的磁場的方向向下，根據(jù)安培定則可知，圓環(huán)中產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故D正確；根據(jù)上述，圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，原磁場對感應(yīng)電流有安培力作用，該安培力的效果是阻礙穿過圓環(huán)的磁通量的增大，可知，該安培力的方向向上，故C錯(cuò)誤。
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第二章　電磁感應(yīng)
1．楞次定律
第2課時(shí)　楞次定律的推廣及應(yīng)用
課內(nèi)互動(dòng)探究
探究?
“增反減同”
要點(diǎn)提煉
感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化，即“增反減同”。
(1)當(dāng)原磁場磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反(“增反”)。
(2)當(dāng)原磁場磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同(“減同”)。
典例剖析
1．(2024·云南高二月考)兩個(gè)環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A是邊緣均勻帶電的絕緣環(huán)，B是導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流。則( 　 )
A．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小
B．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速恒定
C．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小
D．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
答案：C
解析：由圖可知，B中電流為逆時(shí)針，由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場向外；由楞次定律可知，引起感應(yīng)電流的磁場可能為：向外減小或向里增大；若原磁場向里，則A中電流應(yīng)為順時(shí)針，故A應(yīng)帶正電，因磁場變強(qiáng)，故A中電流應(yīng)增大，即A的轉(zhuǎn)速應(yīng)增大，A、B均錯(cuò)誤；若原磁場向外，則A中電流應(yīng)為逆時(shí)針，即A應(yīng)帶負(fù)電，且電流應(yīng)減小，即A的轉(zhuǎn)速應(yīng)減小，D錯(cuò)誤，C正確。
一個(gè)閉合導(dǎo)體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運(yùn)動(dòng)，使圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流。下列四幅圖中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況相吻合的是( 　 )
對點(diǎn)訓(xùn)練
答案：D
解析：由圖示可知，穿過圓環(huán)的原磁場方向向上，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，A錯(cuò)誤；由圖示可知，穿過圓環(huán)的原磁場方向向上，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，B錯(cuò)誤；由圖示可知，穿過圓環(huán)的原磁場方向向下，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，C錯(cuò)誤；由圖示可知，穿過圓環(huán)的原磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，D正確。
探究?
“來拒去留”
要點(diǎn)提煉
由于磁場與導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到磁場的安培力，這種安培力表現(xiàn)為“阻力”，會(huì)“阻礙”磁場與導(dǎo)體間的相對運(yùn)動(dòng)，即“來拒去留”。具體表現(xiàn)為：
(1)當(dāng)兩者相互接近時(shí)，兩者之間就有相互的排斥力；
(2)當(dāng)兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，兩者之間就有相互的吸引力。
典例剖析
2．(2024·黑龍江雙鴨山一中高二階段練習(xí))如圖，光滑水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。一豎直放置的條形磁鐵固定在線圈中線AB正上方，給線圈提供一個(gè)初速度，讓線圈從磁鐵下方滑過，則關(guān)于線圈在靠近、通過、離開磁鐵不太遠(yuǎn)的過程中，受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)的描述正確的是( 　 )
A．FN先小于mg后大于mg，一直向左做加速運(yùn)動(dòng)
B．FN先大于mg后小于mg，向左先做減速運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng)
C．FN先小于mg后大于mg，向左先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)
D．FN先大于mg后小于mg，一直向左做減速運(yùn)動(dòng)
答案：D
解析：線圈左端A經(jīng)過條形磁鐵到線圈中心位于磁鐵正下方過程，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律的第二種表述：來拒去留，可知線圈受到向右和向下的磁場力，即線圈對水平桌面的壓力大于重力，線圈做減速運(yùn)動(dòng)；從線圈中心位于磁鐵正下方到線圈右端B經(jīng)過磁鐵過程，穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律的第二種表述：來拒去留，可知線圈受到向右和向上的磁場力，即線圈對水平桌面的壓力小于重力，線圈繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第三定律可知，線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，線圈一直向左做減速運(yùn)動(dòng)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。
(多選)安培曾做過如圖所示的實(shí)驗(yàn)：把絕緣導(dǎo)線繞制成線圈，在線圈內(nèi)部懸掛一個(gè)用薄銅片制成的圓環(huán)，取一條形磁鐵置于銅環(huán)的右側(cè)，條形磁鐵的右端為N極。閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動(dòng)，安培由此錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。實(shí)際上，在電路接通的瞬間( 　 )
對點(diǎn)訓(xùn)練
A．從左側(cè)看，銅環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
B．從左側(cè)看，銅環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C．銅環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵
D．銅環(huán)會(huì)靠近磁鐵
答案：BD
解析：圖中條形磁鐵的磁場穿過銅環(huán)的磁通量由左向右，閉合開關(guān)，電路接通的瞬間，由安培定則可知，線圈的磁場穿過銅環(huán)的磁通量由右向左，使得穿過銅環(huán)的由左向右的磁通量減小，由楞次定律可知，銅環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向向右，再由安培定則可知，從左側(cè)看，銅環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)上述，從左側(cè)看，銅環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則銅環(huán)相當(dāng)于一小磁體，右側(cè)為等效的N極，左側(cè)為等效的S極，可知銅環(huán)與原磁鐵相互吸引，所以銅環(huán)會(huì)靠近磁鐵，故C錯(cuò)誤，D正確。
探究?
“增縮減擴(kuò)”
要點(diǎn)提煉
當(dāng)閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí)，電路的各部分導(dǎo)體就會(huì)受到安培力的作用，會(huì)使電路的面積有變化(或有變化的趨勢)，即“增縮減擴(kuò)”。
(1)當(dāng)原磁通量增加時(shí)，則通過減小有效面積起到阻礙作用(“增縮”)。
(2)當(dāng)原磁通量減小時(shí)，則通過增大有效面積起到阻礙作用(“減擴(kuò)”)。
3．(多選)(2024·河南南陽高二階段練習(xí))如圖所示，通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上，b環(huán)在螺線管右側(cè)附近，b的環(huán)面與a的環(huán)面平行，當(dāng)螺線管中電流變化時(shí)則( 　 )
A．電流減小時(shí)，a環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的減小
B．電流減小時(shí)，a環(huán)有擴(kuò)大的趨勢以阻礙原磁通量的減小
C．電流增大時(shí)，b環(huán)遠(yuǎn)離螺線管
D．電流增大時(shí)，b環(huán)靠近螺線管
答案：AC
解析：電流減小時(shí)，通電螺線管產(chǎn)生的磁場減弱，a環(huán)磁通量減小。根據(jù)安培定則，通電螺線管內(nèi)部磁場向右，外部磁場向左。當(dāng)a環(huán)縮小時(shí)，向右的磁場磁通量不變，向左的磁場磁通量減小，總磁通量增大。故要阻礙原磁通量的減小，a環(huán)有縮小的趨勢，故A正確，B錯(cuò)誤；電流增大時(shí)，磁場變強(qiáng)，b環(huán)磁通量增大，為阻礙原磁通量的增大，b環(huán)遠(yuǎn)離螺線管，故C正確，D錯(cuò)誤。
(多選)如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取圖甲中電流方向?yàn)檎较颍琍所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則( 　 )
對點(diǎn)訓(xùn)練
A．在t1時(shí)刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢
B．在t2時(shí)刻，F(xiàn)N＞G，穿過P的磁場通量不變
C．在t3時(shí)刻，F(xiàn)N＝G，P中有感應(yīng)電流
D．在t4時(shí)刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢
答案：AC
解析：當(dāng)螺線管中電流增大時(shí)，其產(chǎn)生的磁場不斷增強(qiáng)，因此線圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故t1時(shí)刻線圈有遠(yuǎn)離螺線管和收縮面積的趨勢，即FN＞G，P有收縮的趨勢，A正確；當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其產(chǎn)生的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t2時(shí)刻FN＝G，B錯(cuò)誤；t3時(shí)刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時(shí)線圈P中有感應(yīng)電流，但該時(shí)刻螺線管不能產(chǎn)生磁場，二者之間沒有相互作用力，即FN＝G，C正確；當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其產(chǎn)生的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t4時(shí)刻FN＝G，此時(shí)P沒有收縮的趨勢，D錯(cuò)誤。
課堂達(dá)標(biāo)檢測
1．(2024·云南昆明高二期末)某同學(xué)探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法正確的是( 　 )
A．條形磁體靜止在線圈中，電流計(jì)的指針會(huì)偏轉(zhuǎn)
B．條形磁體S極迅速插入線圈，電流計(jì)的指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)
C．條形磁體N極迅速抽出線圈，電流計(jì)的指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)
D．條形磁體的N極或S極迅速插入或抽出線圈，電流計(jì)的指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)
答案：D
解析：條形磁體靜止在線圈中，穿過線圈的磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；無論磁體迅速插入線圈還是迅速抽出線圈，穿過線圈的磁通量都是會(huì)發(fā)生改變，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以靈敏電流計(jì)指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)，B、C錯(cuò)誤，D正確。
2．(2024·內(nèi)蒙古巴彥淖爾市高二月考)如圖所示，光滑固定金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(重力加速度為g)( 　 )
A．P、Q會(huì)互相靠攏
B．磁鐵下落的加速度大于g
C．磁鐵的動(dòng)能的增加量等于其勢能的減少量
D．P、Q會(huì)互相遠(yuǎn)離
答案：A
解析：當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)，穿過回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，P、Q會(huì)互相靠攏阻礙磁通量的增大，A正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場會(huì)阻礙磁鐵的下落，則磁鐵下落的加速度小于g，B錯(cuò)誤；磁鐵的重力勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能和因焦耳熱產(chǎn)生的內(nèi)能，故磁鐵的動(dòng)能的增加量小于其勢能的減少量，C錯(cuò)誤。
3．(2024·黑龍江雙鴨山高二開學(xué)考試)水平桌面上固定一根絕緣長直導(dǎo)線，矩形導(dǎo)線框abcd靠近長直導(dǎo)線固定在桌面上，如圖甲所示。當(dāng)長直導(dǎo)線中的電流按圖乙的規(guī)律變化時(shí)(圖甲所示電流方向?yàn)槠湔较?，則( 　 )
A．0～t1，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda
B．t1～t2，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda
C．t2～t3，線框所受安培力方向一直向左
D．t1～t3，線框所受安培力方向一直向右
答案：B
解析：0～t1，穿過線圈的磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍dcba，故A錯(cuò)誤；t1～t2，穿過線圈的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，故B正確；t2～t3，穿過線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，根據(jù)左手定則，ad受安培力向右，bc受安培力向左，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向一直向右，故C錯(cuò)誤；t1～t2，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，根據(jù)左手定則，ad受安培力向左，bc受安培力向右，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向向左，可知t1～t3，線框所受安培力方向先向左后向右，故D錯(cuò)誤。
4.(2024·遼寧朝陽高二期末)如圖所示，在水平桌面上有一金屬圓環(huán)，在它圓心正上方有一條形磁鐵(極性不明)，當(dāng)條形磁鐵下落時(shí)，可以判定( 　 )
A．環(huán)中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針的感應(yīng)電流
B．環(huán)對桌面的壓力將減小
C．環(huán)有面積減小的趨勢
D．磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力
答案：C
解析：由于磁體極性不明，所以無法判定感應(yīng)電流方向，故A錯(cuò)誤；由楞次定律可知條形磁鐵下落時(shí)，圓環(huán)的磁通量增加，環(huán)有面積減小的趨勢，磁鐵受到圓環(huán)向上的作用力，環(huán)對桌面向下的作用力，環(huán)對桌面的壓力將增大，故C正確，B、D錯(cuò)誤。

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