第二章 1.第2课时 楞次定律-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word(教科版2019)
2024-11-11
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理教科版选择性必修第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 1. 楞次定律 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.10 MB |
| 发布时间 | 2024-11-11 |
| 更新时间 | 2024-11-11 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2024-11-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48561705.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第2课时 楞次定律
【素养目标】 1.理解右手定则的内容,会用右手定则判断感应电流方向。 2.理解原磁场磁通量与感应电流产生的磁场的关系,知道“阻碍”的含义。 3.能利用楞次定律分析判断感应电流的方向且解释实际生活中的现象。 4.理解楞次定律推论的内容,并会用来分析和解决问题。
知识点一 右手定则
[情境导学] 如图所示,导体棒与电流表连接,如果导体棒在磁场中做切割磁感线的运动。电流表指针是否发生偏转?指针的偏转方向与导体棒的运动方向有关吗?
提示:发生偏转;有关。
(阅读教材P30-P31完成下列填空)
1.内容:伸开右手,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线垂直从手心穿入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向,也就是电动势的方向。
2.适用范围:只适用于判定导线切割磁感线运动而产生感应电流的情况。
[问题探究] 如图所示,磁场刚好处于矩形线框CDEF内。当磁场不动,导体棒左右运动时电流表指针发生偏转。问题:
(1)导体棒AB左右运动时,电路中产生了感应电流,电路的哪一部分相当于电源?
(2)导体棒AB向右运动时,AB中的电流方向向哪?哪端相当于电源的正极?
(3)导体棒AB向左运动时,AB中的电流方向向哪?哪端相当于电源的正极?
提示:(1)导体棒AB接入电路的部分。
(2)A→B,导体棒AB的B端。
(3)B→A,导体棒AB的A端。
角度一 导体棒平动切割磁感线
(2024·江苏无锡期末)如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右),则( )
A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左
答案:D
解析:由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a;由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时受到的安培力水平向左。D正确。
针对练.(多选)(2024·广东肇庆中学高二校考期末)如图为电磁刹车实验装置,小车底面安装有矩形导线框abcd,线框底面平行于地面,在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场,磁场方向垂直学生用书↓第45页
地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力,小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车( )
A.进入磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为adcba
B.离开磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为adcba
C.穿过磁场的过程中,中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流
D.穿过磁场的过程中,矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左
答案:BD
解析:根据右手定则可知,进入磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为abcda,离开磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为adcba,故A错误,B正确;因导线框与磁场等宽、等长,则穿过磁场的过程中,矩形导线框中始终有感应电流,故C错误;根据左手定则可知,穿过磁场的过程中,矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左,故D正确。故选B、D。
角度二 导体棒转动切割磁感线
ab为一金属杆,它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A为电流表。当杆沿逆时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图,则此时刻 ( )
A.有电流通过电流表,方向由c→d;作用于ab的安培力向右
B.有电流通过电流表,方向由c→d;作用于ab的安培力向左
C.有电流通过电流表,方向由d→c;作用于ab的安培力向左
D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零
答案:C
解析:当杆沿逆时针方向转动时,根据右手定则,判断出ab杆中感应电流方向为b→a,有电流通过电流表,方向由d→c,根据左手定则,作用于ab的安培力向左,故C正确,A、B、D错误。
右手定则应用的两点说明
1.当导体不动而磁场运动时,拇指的指向是导体相对磁场的运动方向。
2.做“切割”运动的那段导体中,感应电流的方向就是感应电动势的方向,由低电势指向高电势,因为这段导体相当于电源的内电路。
针对练.下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( )
答案:A
解析:由右手定则判断可知,题图A中感应电流方向为a→b ,题图B、C、D中均为b→a。
知识点二 楞次定律
[情境导学] 如图所示为条形磁体插入或抽出线圈时的情景,根据第1课时实验中的结果,线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向有什么关系?
提示:穿过闭合回路的原磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;穿过闭合回路的原磁场的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
(阅读教材P31-P33完成下列填空)
1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现。
[问题探究] 如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc
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边在纸外,ad边在纸内,位置Ⅱ位于水平条形磁铁中轴线上,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。问题:
(1)从位置Ⅰ到位置Ⅲ的过程中,穿过线框的磁场向哪?磁通量如何变化?是否有感应电流产生?如果有,感应电流产生的磁场向哪?感应电流的方向如何?
(2)从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中,穿过线框的磁场向哪?磁通量如何变化?是否有感应电流产生?如果有,感应电流产生的磁场向哪?感应电流的方向如何?
提示:(1)向上 变小 有 向上 a→b→c→d→a
(2)向下 变大 有 向上 a→b→c→d→a
角度一 楞次定律的理解
关于楞次定律,下列说法正确的是( )
A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化
答案:A
解析:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项A正确;闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁场增强时,感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁场减弱时,感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误。
1.楞次定律中的因果关系
闭合回路中原磁场的磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果,即只有当闭合回路中的原磁场的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
2.楞次定律中”阻碍”的含义
角度二 楞次定律的应用
把A、B两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S及电流表G组成另一个回路,如图所示。下列过程能使电流由a到b通过电流表的是( )
A.闭合S后,R的滑片向左移动的过程
B.闭合S后,R的滑片向右移动的过程
C.S由断开到闭合的过程
D.S由闭合到断开的过程
答案:B
解析:闭合S后,R的滑片向左移动的过程,A线圈电流减小,则通过线圈B的磁通量减小了,根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向为从上到下,根据楞次定律可知,电流表G中有b→a的感应电流,故A错误;同理,闭合S后,R的滑片向右移动的过程,电流表G中有a→b的感应电流,故B正确;闭合与断开开关S的瞬间,穿过线圈B的磁通量都不发生变化,电流表G中均无感应电流,故C、D错误。故选B。
针对练1.(2024·广东汕头高二校考期中)如图,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相同、大小相等的恒定电流,闭合金属线圈M位于两导线所在的平面内,且在导线cd与ef的中间位置,则( )
A.保持M不动,穿过线圈M的磁通量为零
B.M向左移动时金属线圈产生顺时针感应电流
C.M向上运动时,金属线圈产生逆时针感应电流
D.cd、ef所受到的安培力方向相同
答案:A
解析:根据右手螺旋定则可知左边导线穿过线圈的磁场方向垂直线圈向里,右边导线穿过线圈的磁场方向垂直线圈向外,大小相等,则保持M不动,穿过线圈M的磁通量为零,A正确;M向左移动时穿过线圈的磁通量向里变大,根据楞次定律可知金属线圈产生逆时针感应电流,B错误;M向上运动时,穿过线圈磁通量不变,没有感应电流,C错误;cd、ef所受到的安培力为一对相互作用力,大小相等,方向相反,D错误。故选A。
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针对练2.如图甲所示的闭合线圈放在匀强磁场中,t=0时磁感应强度垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。则在0~2 s内线圈中感应电流的方向为( )
A.逆时针 B.先逆时针后顺时针
C.顺时针 D.先顺时针后逆时针
答案:C
解析:0~1 s内,线圈中磁场的磁感应强度为正,磁感应强度垂直线圈平面向里且磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知,感应电流的方向为顺时针;同理可知,1~2 s内,感应电流的方向仍为顺时针,选项C正确。
知识点三 楞次定律的推论楞次定律中”阻碍”的含义
感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。实际应用中,根据引起感应电流的情境,常见以下三个推论:
推论
图例说明
(1)阻碍原磁通量变化--“增反减同”
(2)阻碍相对运动--“来拒去留”
续表
推论
图例说明
(3)使回路面积有扩大或缩小的趋势--”增缩减扩”
注:适用于磁感线单方向穿过回路的情况
实质
以上情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化l
角度一 ”增反减同”
如图甲所示,有一闭合导体环,磁场方向垂直于环面向里(为正方向),当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时,顺着磁场方向看,导体环中感应电流的方向是( )
A.一直顺时针 B.一直逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
答案:D
解析:由题图乙可知,0~t0内,穿过导体环的磁通量增加,由楞次定律的结论--“增反减同”可知,感应电流产生的磁场方向垂直环面向外,所以感应电流方向为逆时针;同理可得t0~2t0内感应电流方向为顺时针,故D正确。
角度二 ”来拒去留”
(多选)如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁体,从离地面高h处由静止开始下落,最后落在水平地面上。磁体下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触。若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.在磁体下落的整个过程中,从上向下看圆环,圆环中的感应电流方向始终为逆时针
B.在磁体下落的整个过程中,从上向下看圆环,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针
C.磁体在整个下落过程中,圆环对它的作用力方向始终竖直向上
D.磁体落地时的速率一定等于
答案:BC
解析:由楞次定律分析感应电流的方向,当磁体靠近圆环时,取圆环为研究对象,原磁场方向向下,磁通量增大,为阻碍磁通量增大,感应电流产生的磁场方向向上,由安培定则可判断感应电流为逆时针方向(从上向下看),同理分析,当磁体远离圆环时,感应电流为顺时针方向(从上向下看),故A错误,B正确;磁体在整个下落过程中,根据”来拒去留”可知圆环对它的作用力的方向始终竖直向上,圆环对磁体的作用力做负功,磁体的机械能减少,所以落地时的速率小于,故C正确,D错误。
角度三 ”增缩减扩”
如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,金属环a位于通电螺线管中间位置,金属环b
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在螺线管右侧附近,b的环面与a的环面平行,当螺线管中电流减小时,下列说法正确的是( )
A.a环有扩大的趋势
B.a环中无感应电流,不受安培力
C.b环靠近螺线管
D.b环有缩小的趋势
答案:C
解析:电流减小时,通电螺线管产生的磁场减弱,a环磁通量减小,根据安培定则,通电螺线管内部磁场向右,外部磁场向左,当a环缩小时,向右的磁场磁通量不变,向左的磁场磁通量减小,总磁通量增大。故要阻碍原磁通量的减小,a环有缩小的趋势,故A错误;a环中磁通量发生变化,有感应电流,受安培力,故B错误;电流减小时,磁场变弱,b环磁通量减小,为阻碍原磁通量的减小,b环靠近螺线管且有扩大的趋势,故C正确,D错误。故选C。
1. 某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的导电线圈时,通过电流计的感应电流的方向是( )
A.a→→b
B.先a→→b,后b→→a
C.b→→a
D.先b→→a,后a→→b
答案:D
解析:磁铁穿过线圈的过程中,线圈中的磁通量先向下增加,后向下减小,根据楞次定律可知D正确。
2. 如图所示,在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中( )
A.环中有感应电流,方向a→d→c→b→a
B.环中有感应电流,方向a→b→c→d→a
C.环中无感应电流
D.条件不够,无法确定有无感应电流
答案:A
解析:由圆形变成正方形的过程中,面积减小,磁通量减小,由楞次定律可知产生a→d→c→b→a方向的电流,A正确。
3.(选自鲁科版新教材节练习)某同学利用电磁驱动原理研究弹射问题。如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,从右侧看,环中产生沿逆时针方向的感应电流
B.若金属环固定,开关闭合瞬间,环将有扩张趋势
C.若将金属环置于线圈的右侧,环将向右弹射
D.若将电池正、负极调换,金属环不能向左弹射
答案:C
解析:开关闭合瞬间,通电线圈产生磁场,金属环中磁通量增加,根据楞次定律,金属环中产生感应电流,感应电流的磁场要阻碍原磁场磁通量的变化,由此判断A、B错误,C正确;将电池正、负极调换,不影响弹射方向,D错误。
4. (2023·四川宜宾高二期末)如图所示,一圆形金属环在通电直导线旁边,金属环与通电直导线在同一平面内,电流方向如图所示,下列判断正确的是( )
A.若金属环竖直向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
B.若金属环竖直向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
C.若金属环靠近导线,则环上的感应电流方向为逆时针方向
D.若金属环远离导线,则环上的感应电流方向为逆时针方向
答案:D
解析:若金属环竖直向上或向下运动,穿过金属环的磁通量不变,则无感应电流,故A、B错误;根据题意,由安培定则可知,穿过金属环的磁场为垂直纸面向外,若金属环靠近导线,磁感应强度变大,由楞次定律可知,环上的感应电流方向为顺时针方向,若金属环远离导线,磁感应强度变小,由楞次定律可知,环上的感应电流方向为逆时针方向,故C错误,D正确。
课时测评8 楞次定律
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-12题,每题5分,共60分)
1.关于感应电流,以下说法中正确的是( )
A.感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化
B.感应电流的磁场总是阻碍闭合回路内原磁场的磁通量的变化
C.感应电流的磁场总是与原磁场方向相同
D.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
答案:B
解析:由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍闭合回路内原磁场的磁通量的变化,不是阻止,故A错误,B正确;如果原磁场逐渐增强,则感应电流的磁场方向与它相反,如果原磁场逐渐减弱,则感应电流的磁场方向与它相同,故C、D错误。
2. (2024·眉山高二期末)如图所示,一三角形金属线圈水平放置在桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向上,MN与线圈AB边共线,MN与线圈在同一个平面内,在线圈以MN为轴转过180°的过程中,下列关于线圈中感应电流方向的说法正确的是( )
A.始终为A→B→C→A
B.始终为C→B→A→C
C.先为A→B→C→A后为C→B→A→C
D.先为C→B→A→C后为A→B→C→A
答案:B
解析:在线圈以MN为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向外的磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直桌面向上,由安培定则可知感应电流方向为C→B→A→C;线圈以MN为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向外的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直于桌面向下,由安培定则可知感应电流方向仍为C→B→A→C,A、C、D错误,B正确。
3.(2024·吉林松花江中学期末)如图所示,虚线为区域Ⅰ和区域Ⅱ的分界线,区域Ⅰ有垂直于纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B,把正方形线框从区域Ⅰ拉到区域Ⅱ过程中,线框中的电流方向为( )
A.顺时针
B.逆时针
C.先顺时针后逆时针
D.先逆时针后顺时针
答案:B
解析:由题意可知,正方形线框从区域Ⅰ拉到区域Ⅱ过程中,穿过线框的磁通量先垂直于纸面向外减小,后垂直于纸面向里增大,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁场的变化,利用安培定则,可判断知线圈中的感应电流方向一直为逆时针,B正确。
4.如图甲所示的装置可以测量列车运行的速度和加速度的大小,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场方向垂直地面向下,如图乙所示,则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流 ( )
A.始终沿逆时针方向
B.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
D.始终沿顺时针方向
答案:B
解析:列车带着磁场向右运动,进入线圈的过程中,线圈左边的一段导线向左切割磁感线,根据右手定则,线圈中的电流沿逆时针方向;离开线圈的过程中,线圈右边的一段导线向左切割磁感线,线圈中的感应电流沿顺时针方向,故线圈中的电流先沿逆时针方向,再沿顺时针方向,选项B正确。
5. (2024·临沂第十九中学高二月考)如图所示,矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,且MN靠近ab边放置,导线MN中通有向上的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是( )
A.导线框abcd中没有感应电流
B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流
C.导线框所受安培力的合力方向水平向左
D.导线框所受安培力的合力方向水平向右
答案:C
解析: 直导线中通有向上且增大的电流,根据安培定则知,通过导线框的磁场方向垂直纸面向里,且增大,根据楞次定律知导线框abcd中感应电流的方向为逆时针方向,故A、B错误;根据左手定则知,ab边所受安培力方向水平向左,cd边所受安培力方向向左,则线框所受安培力的合力方向水平向左,故C正确,D错误。
6. (2024·四川乐山期中)如图所示,一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 ( )
A.S增大,l变长 B.S减小,l变短
C.S增大,l变短 D.S减小,l变长
答案:D
解析:当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞决定律,感应电流要阻碍磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方式进行阻碍,故D正确。
7.(多选)(2024·四川达州高二期末)如图所示,匀强磁场中固定一水平金属棒F1F2,金属棒两端点F1、F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点,磁场方向垂直于椭圆面向外,一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接,金属丝处于拉直状态,且绝缘笔刚好能沿椭圆轨道运动。在绝缘笔沿椭圆轨道从A到B带动金属丝运动过程中,关于金属棒和金属丝说法正确的是 ( )
A.感应电流方向始终是F2→F1→P→F2
B.感应电流方向先是F2→F1→P→F2,后变为F1→F2→P→F1
C.金属丝始终有扩张趋势
D.金属棒所受安培力方向先向上后向下
答案:BD
解析:绝缘笔沿椭圆轨道从A到B带动金属丝运动过程中,△F1PF2的面积先增大后减小,即穿过闭合回路的磁通量先增大后减小,由楞次定律可知感应电流方向先顺时针后逆时针,故A错误,B正确;根据楞次定律可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势,故C错误;金属棒F1F2中的感应电流先向左后向右,根据左手定则可知,金属棒所受安培力方向先向上后向下,故D正确。
8. 如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,且d0≪L,先将线框拉到如图所示的位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是 ( )
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
答案:D
解析:金属线框进入磁场时,穿过金属线框的磁通量增大,因此产生感应电流,根据楞次定律可判断电流的方向为a→d→c→b→a,故A错误;金属线框离开磁场时,穿过线框的磁通量减小,因此产生感应电流,根据楞次定律可判断电流的方向为a→b→c→d→a,故B错误;根据能量守恒定律,线框每次经过磁场边界时都会有热量产生,机械能减少,可知金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等,故C错误;当线框不再穿出磁场时,就没有机械能损失了,线框最终将在有界磁场中做往复运动,故D正确。
9.(2024·四川省成都七中高二月考)如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,当螺线管中电流I减小时( )
A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大
D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大
答案:A
解析:当螺线管中通过的电流逐渐变小时,电流产生的磁场逐渐变弱,故穿过金属环a的磁通量变小,根据楞次定律可知,为阻碍原磁通量变小,金属环a有收缩的趋势,故A正确,B、C、D错误。
10. (多选)(2024·山东莱芜一中月考)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )
A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动
C.向右做减速运动 D.向右做加速运动
答案:BC
解析:当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈c中的磁通量恒定不变,无感应电流,A错误;当导体棒向左做减速运动时,由右手定则可判定回路中的感应电流从b→a且减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过c的磁通量减小,由楞次定律知c被螺线管吸引,B正确;同理可判定C正确,D错误。
11. 如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
答案:D
解析:金属杆PQ向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向;原来T中的磁场方向垂直于纸面向里,回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T的磁通量减小,根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流,综上所述,可知选项D正确。
12. 把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R阻值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
答案:D
解析:闭合开关S的瞬间,通过B线圈的磁通量不发生变化,B线圈中不产生感应电流,故A、B错误;闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,A线圈中的电流逐渐减小,即B线圈处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可知,电流表G中的感应电流方向为b→a,故C错误,D正确。
学生用书↓第49页
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