内容正文:
第2课时 楞次定律
第二章 1.楞次定律
1.理解右手定则的内容,会用右手定则分析切割类电磁感应现象的电流方向判断。
2.理解原磁场磁通量、感应电流产生的磁场的关系,知道“阻碍”的含义。
3.能根据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,并会用来分析问题。
素养目标
知识点一 楞次定律
1
知识点二 右手定则
2
课时测评
6
随堂达标演练
5
内容索引
知识点三 楞次定律的推论
3
知识点四 “三定则一定律”的综合
4
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
知识点一 楞次定律
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情境导学 如图为条形磁体插入或抽出线圈时的情景,根据上节实验中的结果,线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向有什么关系?
自主学习
提示:穿过线圈的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;穿过线圈的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
教材梳理(阅读教材P26完成下列填空)
1.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要_____引起感应电流的______________。
2.从能量角度看楞次定律
(1)感应电流沿着楞次定律所述的方向,是____________定律的必然结果。
(2)把磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力都必须做________,做功过程中消耗的______能转化成感应电流的____能。
阻碍
磁通量的变化
能量守恒
机械功
机械
电
问题探究 (1)感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,是否意味着感应磁场总与原磁场反向?
合作探究
提示:否。当原磁场减弱时,感应磁场与原磁场方向相同。
(2)“阻碍”是不是意味“阻断”了原磁场的变化?
提示:“阻碍”并不是“阻断”了原磁场的变化,“阻碍”只是减缓了原磁场的变化,并不能阻止这种变化。
(2023·河北邯郸高二月考)如图所示,在水平放
置的条形磁体的N极附近,一个闭合线圈竖直向下沿
ABC做直线运动,线圈平面始终保持水平;在位置B,
磁体N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,B、C位置之间的距离足够大。关于线圈经B到C的运动过程中,其感应电流的方向(俯视)描述正确的是
A.先顺时针后逆时针 B.先逆时针后顺时针
C.始终顺时针 D.始终逆时针
例1
√
线圈到达B处时磁通量为零,因为向下运动,所以
磁通量向下增大,线圈中感应电流方向沿逆时针(俯
视);由于B、C位置之间的距离足够大,继续向下
运动,穿过线圈的磁通量向下减小,根据楞次定律判断可知,线圈中感应电流方向沿顺时针,所以线圈经B到C的运动过程中,其感应电流的方向(俯视)先逆时针后顺时针。故选B。
1.楞次定律中“阻碍”的含义的理解
探究归纳
2.应用楞次定律的基本步骤
探究归纳
针对练1.如图所示,在两根平行长直导线中,通以方向相同、大小相等的恒定电流,一个小线框在两导线平面内,从靠近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左移动,直至到达左边导线的内侧。在这移动过程中,线框中感应电流的方向
A.沿abcda不变
B.沿dcbad不变
C.由abcda变为dcbad
D.由dcbad变为abcda
√
根据安培定则和磁场的叠加原理判断得知,在中线右侧
磁场向外,在中线左侧磁场向里。当导线框位于中线右
侧运动时,磁场向外,磁通量减小,根据楞次定律可知,
感应电流方向为dcbad;当导线框经过中线,磁场方向先向外,后向里,磁通量先减小,后增加,根据楞次定律可知,感应电流方向为dcbad;当导线框位于中线左侧运动时,磁场向里,磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流方向为dcbad。故选B。
针对练2.闭合线框abcd自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向是
A.经过Ⅰ时,a→d→c→b→a
B.经过Ⅱ时,a→b→c→d→a
C.经过Ⅱ时,无感应电流
D.经过Ⅲ时,a→b→c→d→a
√
经过Ⅰ时,向里的磁通量增加,根据楞次定律知,感应电流的磁场方向向外,由安培定则判断感应电流的方向为逆时针,A错误;经过Ⅱ时,磁通量不变,则感应电流为0,B错误,C正确;经过Ⅲ时,向里的磁通量减少,根据楞次定律知感应电流的磁场方向向里,由安培定则判断感应电流的方向为顺时针,D错误。
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知识点二 右手定则
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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?
自主学习
提示:是。有关。
教材梳理(阅读教材P28完成下列填空)
1.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从______进入,并使拇指指向导线_____的方向,这时______所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用范围:适用于导线_____________时感应电流方向的判定。
掌心
四指
切割磁感线
运动
问题探究 如图所示,使导体棒CD向右运动,请思考下列问题:
(1)用楞次定律判断导体棒CD中感应电流I的方向如何。
合作探究
提示:导体棒CD中感应电流的方向为C→D。
(2)运用右手定则,伸开右手做一做,体会感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系。
提示:满足右手定则。
(3)用(2)中的方法判断出导体棒CD向左运动时导体棒CD中感应电流I的方向如何。
提示:导体棒CD中感应电流的方向为D→C。
图中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,导体ab上的感应电流方向为a→b的是
例2
√
ab顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向导体运动的方向,则ab上的感应电流方向为a→b,A正确;ab向纸外运动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向纸外,则知导体ab上的感应电流方向为b→a,B错误;线框向右运动时,穿过线框的磁通量减小,由楞次定律知,线框中感应电流方向为b→a→d→c→b,则导体ab上的感应电流方向为b→a,C错误;ab沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a,D错误。
1.对右手定则的理解
(1)拇指的指向:是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体的运动方向(磁场不动),也可以是磁场相对导体运动的反方向(导体不动),还可以是导体相对磁场的运动方向(两者以不同速度同时运动)。
(2)四指的指向:是电流方向,也是感应电动势的方向,切割磁感线的那部分导体相当于电源。
探究归纳
2.楞次定律与右手定则的比较
比较内容 楞次定律 右手定则
区
别 研究对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分,即切割磁感线的导体
适用范围 各种电磁感应现象 只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况
应用 用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便
联系 右手定则是楞次定律的特例
探究归纳
针对练1.(2023·安徽安庆高二期末)如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是
A.导体棒中的电流方向由B→A
B.电流表A2中的电流方向由D→C
C.电流表A1中的电流方向由E→F
D.电流表A1中的电流方向由F→E
√
根据右手定则可以判断导体棒中电流的方向为由A→B,故A错误;导体棒与电流表A1、A2通过矩形金属框构成闭合回路,其中导体棒相当于电源,其B端相当于电源正极,所以通过电流表A1的电流方向是由F→E,通过电流表A2的电流方向为由C→D,故B、C错误,D正确。故选D。
针对练2.如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面
垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时
A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
√
由右手定则知ef上的电流由e→f,故右侧的电流方向为逆时针,左侧的电流方向为顺时针,D正确。
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知识点三 楞次定律的推论
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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产生情境,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”
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
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
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
例3
√
由题图乙可知,0~t0内,穿过导体
环的磁通量增加,由楞次定律的推
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
例4
√
√
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),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”
(多选)如图所示,在匀强磁场中放一平行金属导轨,导轨跟小线圈N相接,大线圈M与小线圈N以及导轨之间不接触,磁感线垂直于导轨所在平面。导轨与金属棒ab接触良好,当金属棒ab向右加速运动时,大线圈M中产生的感应电流方向及所具有的形变趋势是
A.线圈M中有顺时针方向的电流
B.线圈M中有逆时针方向的电流
C.线圈M有收缩的趋势
D.线圈M有扩张的趋势
例5
√
√
当金属棒ab向右加速运动时,根据右手定则可知,
感应电流从a到b增加,穿过线圈M的磁通量垂直纸
面向里增加,根据楞次定律可知,M中感应电流为
逆时针方向,选项A错误,B正确;M中感应电流为逆时针方向,线圈M所处的磁场垂直纸面向外,根据左手定则可知,线圈M各部分受安培力向外,则线圈M有扩张的趋势,选项C错误,D正确。故选BD。
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知识点四 “三定则一定律”的综合
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(多选)如图所示的装置中,cd杆光滑且原来静
止。当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(提
示:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)
A.向右匀速运动 B.向右加速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
例6
√
√
ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该
电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感
应电流,cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,
根据右手定则可知,在ab杆上产生由a到b的增大的电流,根据安培定则可知,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,由楞次定律可知,在cd杆上产生由c到d的感应电流,根据左手定则可知,cd杆受到向右的安培力,cd杆将向右运动,故B正确;同理可知C错误,D正确。
针对练.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
√
金属杆PQ突然向右运动,由右手定则可知,金属杆
PQ中的感应电流方向由Q到P,则PQRS中感应电流
方向为逆时针方向;PQRS中感应电流产生垂直纸面
向外的磁场,穿过金属线框T的磁通量减小,由楞次
定律可知,圆环形金属线框T中会产生垂直纸面向里的磁场,则T中感应电流方向为顺时针方向,D正确。
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随堂达标演练
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1.(鲁科版选择性必修第二册·P37·T4)某人拟运用电磁感
应的知识,通过实验寻找磁单极子。该实验仪器的主要部分
是由超导体制成的如图所示的线圈。若有一磁单极子从上往
下穿过超导线圈,则在超导线圈中将产生感应电流。关于感
应电流方向,下列说法正确的是
A.磁单极子穿过超导线圈的过程中,线圈中感应电流的方向要变化
B.N磁单极子与S磁单极子分别穿过超导线圈的过程中,线圈中感应电流的方向相同
C.磁单极子穿过超导线圈的过程中,线圈中感应电流的方向不变
D.磁单极子穿过超导线圈的过程中,从上向下看,线圈中感应电流的方向始终为顺时针
√
若N磁单极子穿过超导线圈,当磁单极子靠近线圈时,穿
过线圈的磁通量增加,且磁场方向从上向下,所以由楞
次定律可知,感应磁场方向是从下向上,再由右手螺旋
定则可确定感应电流方向为逆时针;当磁单极子远离线
圈时,穿过线圈的磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定律可知,感应磁场方向是从下向上,再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针,因此线圈中产生的感应电流方向不变。若是S磁单极子穿过超导线圈,由楞次定律可知,靠近线圈时,感应磁场方向是从上向下,则感应电流方向为顺时针;当远离时,感应电流方向也是顺时针,故A、B、D错误,C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,方向为a→d→c→b→a
B.环中有感应电流,方向为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
√
圆环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.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁体静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁体开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
√
N极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁通量方向向下且在增大,根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上,利用安培定则可知,线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看),流过R的电流方向从b到a,电容器下极板带正电,选项D正确。
4.(多选)如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时(重力加速度为g)
A.p、q将互相靠拢
B.p、q将互相远离
C.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度小于g
√
√
由楞次定律的推论“增缩减扩”可知,当穿过闭合回路的磁通量增加时,回路的面积有收缩的趋势且阻碍磁体的靠近,所以p、q将相互靠拢;由楞次定律的推论“来拒去留”可知,磁体受到向上的阻力,磁体的加速度小于g,故选项A、D正确。
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课 时 测 评
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1.图1是磁悬浮列车,图2是磁悬浮的原理图,图2中甲是圆柱形磁铁,乙是用高温超导材料制成的超导圆环,将超导圆环乙水平放在磁铁甲上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中,若甲的N极朝上,在乙放入磁场向下运动的过程中
A.俯视,乙中感应电流的方向为顺时针方向;当乙稳定后,感应电流消失
B.俯视,乙中感应电流的方向为顺时针方向;当乙稳定后,感应电流仍存在
C.俯视,乙中感应电流的方向为逆时针方向;当乙稳定后,感应电流消失
D.俯视,乙中感应电流的方向为逆时针方向;当乙稳定后,感应电流仍存在
√
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1
磁悬浮是利用了同性磁极相互排斥
的原理,在乙放入磁场向下运动的
过程中,圆环内的磁通量是增大的,
由楞次定律可知,题图2中超导圆
环乙中的感应电流所激发的磁场的N极是向下的,由右手螺旋定则可知,俯视时感应电流沿着顺时针方向;由于超导体电阻为零,所以当乙稳定后感应电流将仍然存在,故选B。
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1
2.某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全
装置如图所示,在电梯挂厢上安装永久磁铁,并在电梯的
井壁上铺设线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员
的伤害。关于该装置,下列说法正确的是
A.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中
B.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中的电流方向相反
C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,只有闭合线圈A在阻碍电梯下落
D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,只有闭合线圈B在阻碍电梯下落
√
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1
若电梯突然坠落,闭合线圈A、B内的磁通量发生变
化,将在线圈中产生感应电流,感应电流会阻碍永久
磁铁的相对运动,可起到应急避险作用,但不能阻止
永久磁铁的运动,故A、C、D错误;当电梯坠落至
永久磁铁在题图所示位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从上向下看是逆时针方向,闭合线圈B中向上的磁场增强,感应电流的方向从上向下看是顺时针方向,可知闭合线圈A、B中的感应电流方向相反,故B正确。故选B。
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3.如图所示,边长为d的正方形线圈,从位置A开
始向右运动,并穿过宽为L(L>d)的匀强磁场区域到
达位置B,则
A.整个过程,线圈中始终有感应电流
B.整个过程,线圈中始终没有感应电流
C.线圈进入磁场和离开磁场的过程中,有感应电流,方向都是逆时针方向
D.线圈进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针方向;穿出磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向
√
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在线圈进入或离开磁场的过程中,穿过线圈的磁通量
发生变化,有感应电流产生,线圈完全在磁场中时,
穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,选项A、B错误;由右手定则可知,线圈进入磁场过程中,感应电流沿逆时针方向,线圈离开磁场过程中,感应电流沿顺时针方向,选项C错误,D正确。
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1
4.如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布,一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速度释放,在圆环从a摆向b的过程中
A.感应电流方向先逆时针,后顺时针,再逆时针
B.感应电流方向一直是逆时针
C.感应电流方向一直是顺时针
D.没有感应电流
√
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圆环从a摆向b向下运动的过程中,向里的磁通量增大,
根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向向外,所
以感应电流方向是逆时针方向;在两个磁场的交界处,
向外的磁场开始增加,通过圆环的合磁场向里减少,根
据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向向里,所以
感应电流方向是顺时针方向;之后合磁场向外增加,感应电流产生的磁场方向向里,感应电流方向是顺时针方向;圆环完全进入右侧的磁场后,磁场方向向外,向右运动的过程中向外的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向外,感应电流方向为逆时针方向。故选A。
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5.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度v的方向与产生的感应电流I的方向间关系的是
√
√
题图A中导体不切割磁感线,导体中无电流,A错误;由右手定则可判断B、C正确;题图D中感应电流方向应垂直纸面向外,D错误。
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6.(多选)如图所示,竖直向下的匀强磁场中,有一个带铜轴的铜盘,用铜刷把盘边缘和轴连接,外接一电流计,当铜盘按图示匀速转动,则
A.Ⓖ中有a→b的电流
B.Ⓖ中有b→a的电流
C.盘面磁通量不变,不产生感应电流
D.有从盘边缘向盘中心的电流
√
√
沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线,由右手定则可判断铜盘有从盘边缘向盘中心的电流,即电流计中有b→a的电流,选项B、D正确。
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7.(多选)(2023·孝感市高二期末)矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近,且线圈平面与导线在同一平面内,如图所示,线圈的两条边ad和bc与导线平行,则下列说法正确的是
A.导线向左平动时,线圈中电流方向为adcba
B.导线向右平动时,线圈中电流方向为adcba
C.线圈向上平动时,电流方向为abcda
D.减小导线中的电流,线圈中电流方向为abcda
√
√
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根据安培定则可知,线圈所在平面磁场方向垂直纸面向
里。当导线向左平动时,线圈处垂直纸面向里的磁场减
弱,穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律可判断线圈
中电流方向为abcda,故A错误;同理,当导线向右平动
时,线圈中电流方向为adcba,故B正确;线圈向上平动时,穿过线圈的磁通量不变,线圈中没有感应电流,故C错误;减小导线中的电流,穿过线圈的磁通量垂直纸面向里减弱,根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda,故D正确。
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8.如图所示,用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点,在其
正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A
处由静止释放,经过B、C到达最低处D,再摆到左侧最高
处E,圆环始终保持静止,下列说法正确的是
A.磁铁从B到C的过程中,圆环中产生逆时针方向的电流
(从上往下看)
B.磁铁从A摆到D的过程中,圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力
C.磁铁从A到D和从D到E的过程中,圆环受到的摩擦力方向相反
D.磁铁在A、E两处的重力势能相等
√
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1
从B到C的过程中,圆环中的磁场向上且磁通量增大,根
据“增反减同”可判断产生顺时针方向的电流(从上往下
看),A错误;从A到D的过程中,圆环中产生的感应电流
有使圆环远离磁铁阻碍磁通量增大的趋势,故给桌面的压
力大于圆环受到的重力,B正确;由楞次定律的推论“来
拒去留”可知,从A到D和从D到E的过程中,圆环受到的
摩擦力方向均向右,C错误;由于有部分机械能转化为电能,故在A、E两处的重力势能不相等,D错误。故选B。
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9.(多选)如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖
直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在导轨
上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运
动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直于纸面向外
的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是
A.感应电流的方向始终是P→Q
B.感应电流的方向先是P→Q,后是Q→P
C.PQ所受磁场力的方向始终垂直杆向左下
D.PQ所受磁场力的方向先垂直于杆向左下,后垂直于杆向右上
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在PQ杆滑动的过程中,△POQ的面积先增大,后减
小,穿过△POQ的磁通量先增大,后减小,根据楞次
定律可知,感应电流的方向先是由P到Q,后是由Q到
P,故A错误,B正确;由左手定则可知,PQ所受磁场
力的方向先垂直于杆向左下,后垂直于杆向右上,故C错误,D正确。故选BD。
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10.如图所示,环形导线b与导轨、导体棒构成闭合回
路,导体棒在匀强磁场中可沿导轨左右运动,金属环a
与环形导线b共面共心(说明:导体棒切割磁感线速度越
大,感应电流越大;导体棒匀速切割磁感线时,感应电流恒定),下列说法正确的是
A.若导体棒向左匀速运动,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势
B.若导体棒向左加速运动,环a不会产生感应电流,无收缩或扩张的趋势
C.若导体棒向左加速运动,环a将产生顺时针方向的感应电流,且有收缩的趋势
D.若导体棒向右加速运动,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势
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若导体棒向左匀速运动,由右手定则可知,b中有逆
时针方向的恒定电流,产生的磁场是稳定的磁场,则
环a不会产生感应电流,故A错误;若导体棒向左加速运动,由右手定则可知,b中有逆时针方向且增大的电流,则b内产生的垂直纸面向外的磁场变强,根据楞次定律可知,环a中产生顺时针方向的感应电流,且有扩张的趋势,使环a、b之间垂直纸面向里的磁场面积变大,阻碍环a内的磁通量增大,故B、C错误;若导体棒向右加速运动,由右手定则可知,b中有顺时针方向的电流,并且产生的电流增大,则b中产生的磁场变强,根据楞次定律可知,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势,故D正确。
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第二章
电磁感应
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