2.1 楞次定律-2024-2025学年高二物理精剖细解讲义(人教版2019选择性必修第二册)
2025-03-26
|
2份
|
40页
|
661人阅读
|
22人下载
精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 1. 楞次定律 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 楞次定律 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.35 MB |
| 发布时间 | 2025-03-26 |
| 更新时间 | 2025-03-26 |
| 作者 | 物理的美感 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51265012.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2.1 楞次定律
——精剖细解学习讲义
1、掌握楞次定律的内容;
2、学会右手定则判断感应电流;
3、能用小实验探究楞次定律和右手定则;
4、理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。
考点一:探究感应电流的方向
1、实验探究
【实验目的】
探究感应电流方向与哪些因素有关。
学习利用电流计判断感应电流方向的方法。
【实验原理】
由电流计指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流的方向。
通过实验,观察分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流的方向,然后归纳出感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系,探究影响感应电流方向的因素。
【实验器材】
电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。
【实验步骤】
先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向之间的关系。实验电路如图甲、乙所示:
结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏。(指针偏转方向应由实验得出,并非所有电流计都是这样的)。
探究条形磁铁插入或拔出螺线管时感应电流的方向。实验装置图如下图所示:
按图连接电路,明确螺线管的绕线方向。
按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下时插入螺线管和N极(S极)向下时抽出螺线管的实验。
观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况,并将结果填入表格。
甲
乙
丙
丁
条形磁体运动的情况
N极向下插入线圈
S极向下插入线圈
N极朝下时拔出线圈
S极朝下时拔出线圈
原磁场方向(“向上”或“向下”)
穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)
感应电流的方向(在螺线管上方俯视)
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)
原磁场与感应电流磁场方向的关系
分析:线圈内磁通量增加时的情况如下表所示。
图号
磁场方向
感应电流方向(俯视)
感应电流的磁场方向
归纳总结
甲
向下
逆时针
向上
感应电流的磁场阻碍磁通量的增加
乙
向上
顺时针
向下
线圈内磁通量减少时的情况如下表所示。
图号
磁场方向
感应电流方向(俯视)
感应电流的磁场方向
归纳总结
丙
向下
顺时针
向下
感应电流的磁场阻碍磁通量的减少
丁
向上
逆时针
向上
【实验结论】
当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场的方向与原磁场的方向相反。
当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场的方向与原磁场的方向相同。
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
【实验注意事项】
确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法并注意减小电流强度,防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向。
电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
进行一种操作后,等电流计指针回零后再进行下一步操作。
1.用图示电路“探究影响感应电流方向的因素”。A、B为绕在同一铁环上的两个线圈,闭合开关瞬间,发现电流表的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后( )
A.指针依然保持左偏
B.将滑动变阻器的滑片向右加速滑动,指针会右偏
C.将滑动变阻器的滑片向右减速滑动,指针会右偏
D.断开开关瞬间,指针会右偏
2.如图所示,线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连接到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后,某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动,电流计指针向右偏转。由此可以推断( )
A.断开开关的瞬间,电流计指针向左偏转
B.开关闭合后,线圈A向上移动,电流计指针向右偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,电流计指针向右偏转
D.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
3.某同学探究“感应电流产生的条件”的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.条形磁体静止在线圈中,电流计的指针会偏转
B.条形磁体S极迅速插入线圈,电流计的指针不会偏转
C.条形磁体N极迅速抽出线圈,电流计的指针不会偏转
D.条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈,电流计的指针都会偏转
考点二:楞次定律
1、内容
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、理解
当磁体N极移近导体线圈的上端时,由感应电流激发的磁场使线圈的上端也是N极,因为同名磁极相互排斥,所以阻碍磁体相对线圈向下的运动;而当磁体的N极离开导体线圈时,由感应电流激发的磁场使线圈的上端是S极,因为异名磁极相互吸引,所以阻碍磁体相对线圈向上的运动。
从能量转化和守恒的角度来看,把磁体移近线圈时,外力要克服磁体和线圈之间的排斥力做功,使外界其他形式的能量转化为电能;磁体离开线圈时,外力则要克服磁体和线圈之间的吸引力做功,也使外界其他形式的能量转化为电能,在这两种情况下,总能量是守恒的。
区分两个磁场:在楞次定律中,要区分两个磁场,即感应电流的磁场和引起感应电流的磁场(原磁场)。
理清因果关系:闭合线圈在原磁场中的磁通量发生变化,从而在线圈中产生了感应电流,由于电流的磁效应,产生了感应电流的磁场,该磁场又阻碍线圈中磁通量的变化。
3、对“阻碍”的理解
谁在阻碍:“感应电流的磁场”在阻碍。
阻碍什么:阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化”,而不是阻碍的引起感应电流的磁场、也不是阻碍的引起感应电流的磁通量。
如何阻碍:磁通量增加时,阻碍其增加,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,起抵消作用;磁通量减少时,阻碍其减少,感应电流的磁场与原磁场方向一致,起补偿作用。
为何阻碍:原磁场的磁通量发生了变化。
结果如何:阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果不受影响。
阻碍的几种表现:①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;②阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”;③通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。
4、弄清阻碍与“阻止”、“相反”的区别
阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,是“阻而未止”。
阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反;当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同。
涉及相对运动时,阻碍的是导体与磁体的相对运动,而不是阻碍导体或磁体的运动。
4.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是一根立在导轨上的金属直杆,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由P→Q
B.感应电流的方向始终是由Q→P
C.PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下,后垂直于杆向右上
5.小越将闭合线圈按图示方式放在电子秤上,手握条形磁铁静止在线圈的正上方,此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时( )
A.线圈有扩张的趋势
B.电子秤的示数大于
C.电子秤的示数等于
D.线圈中产生的电流沿顺时针方向(俯视)
6.如图所示,一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中,从某时刻开始,空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则对于该圆形线圈( )
A.将产生恒定的逆时针方向的电流 B.有扩张的趋势
C.各个点所受安培力相同 D.所受安培力合力向右
7.如图所示,某同学改装了一把吉他。琴身上安装着线圈,金属琴弦通有恒定电流。当弦在线圈所在平面振动时,线圈中会产生感应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于这个过程下列说法正确的是( )
A.琴弦振动时,线圈中电流方向始终不变
B.琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量增大
C.琴弦向左运动的过程中,线圈有收缩的趋势
D.相同条件下,取下线圈电路,琴弦会振动更久
8.“福建舰”配备了电磁弹射系统,允许更大、更重的飞机携带更多武器,执行更远距离任务,航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示,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,则下列说法中正确的是( )
A.若将金属环置于线圈的右侧,环将不能弹射出去
B.金属环中磁场方向向左
C.若将电池正、负极调换后,金属环不能向左弹射
D.合上开关S的瞬间,从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流
9.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、,的左边有一闭合电路,当在外力的作用下运动时,向左运动,则所做的运动可能是( )
A.向右匀速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
考点三:右手定则
1、内容
伸开右手,让拇指与其余四指垂直,且都与手掌处于同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,使拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向(如图所示)。
2、适用范围
适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
3、理解
右手定则主要用于闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势的方向与感应电流的方向判定。
右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、导体运动的方向、感应电流的方向三者互相垂直。
当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向与磁感线垂直的分速度方向。
4、楞次定律与右手定则的选用方法
如果导体不动,回路中的磁通量变化,要用楞次定律判定感应电流方向。
如果回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,优先选用右手定则判定。
如果导体不动,而磁场相对导体运动,仍可用右手定则判断感应电流的方向,但是右手定则中拇指所指的方向不是磁场运动的方向,而是磁场运动的反方向,即导体相对磁场做切割磁感线运动的方向。
5、楞次定律与右手定则的区别及联系
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,即做切割磁感线运动的导线
适用范围
各种电磁感应现象
只适用于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电磁感应的现象较方便
联系
右手定则是楞次定律的特例
6、右手定则与左手定则的比较
比较项目
右手定则
左手定则
作用
判断感应电流方向
判断通电导体所受磁场力的方向
图例
因果关系
运动→电流
电流→运动
应用实例
发电机
电动机
10.在赤道上方沿东西方向水平放置一根导体棒,如果让导体棒静止开始释放,不考虑导体棒的旋转和空气阻力,那么导体棒下落过程中将( )
A.西端电势高于东端电势
B.先做加速运动,最后稳定做匀速运动
C.两端电势差不为零,但保持不变
D.以上说法均不对
11.科考人员在南极大陆乘车行进,由于地磁场的作用,关于汽车后轮轮轴(如图所示,轮轴材料为金属)情况描述正确的是( )
A.从东向西运动,轮轴上有从左向右的电流
B.从东向西运动,轮轴上有从右向左的电流
C.从西向东运动,左端电势较高
D.从西向东运动,右端电势较高
12.关于教材中的插图下面说法正确的是( )
A.甲图是利用右手定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图
B.乙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图
C.丙图是利用左手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图
D.丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动
13.一架飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的端点之间会有一定的电势差,则从坐在飞机上的飞行员的角度看( )
A.机翼左端的电势比右端的电势低
B.机翼左端的电势比右端的电势高
C.机翼左端的电势与右端的电势相等
D.由于不知道飞机的飞行方向,故无法判断机翼两端电势的高低
14.如图所示,水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时,PQ的电流方向及运动情况是( )
A.P→Q,向右运动 B.Q→P,向右运动
C.P→Q,向左运动 D.Q→P,向左运动
15.如图,合肥一中某教室墙上有一朝南的钢窗,将钢窗右侧向外打开45°,在这一过程中,以推窗人的视角来看,下列说法正确的是( )
A.AB边切割地磁场过程中可以等效成一个左负右正的电源
B.钢窗中有顺时针电流
C.钢窗有收缩趋势
D.B点电势高于C点
多选题
16.如图所示,在竖直悬挂的金属圆环右侧,有一螺线管MN水平放置,两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨,且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上,让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好,金属圆环未发生扭转,则( )
A.导体棒中a端电势高于b端电势
B.如果ab棒匀速向右运动,金属环中有感应电流
C.圆环向左摆动
D.从右侧观察,金属圆环产生逆时针方向的感应电流
17.如图所示装置中,金属杆cd原来静止。要使金属杆cd将向右运动,可以使金属杆ab( )
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
18.在电磁感应现象中,下列说法中错误的是( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
19.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈a的磁通量减小
B.从上往下看,线圈a中将产生逆时针方向的感应电流
C.线圈a有收缩的趋势
D.螺线管b对线圈a有吸引作用
20.某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示,在电梯轿厢底部安装永久强磁铁,磁铁N极朝上,电梯井道内壁上铺设若干金属线圈,线圈A在电梯轿厢坠落时能自动闭合(井道底部的线圈B始终闭合),从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时,下列说法正确的是( )
A.从上往下看,金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B.从上往下看,金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C.金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用,B没有阻碍作用
D.金属线圈B有收缩的趋势,A有扩张的趋势
21.如图所示,足够高的磁铁在其中间的空隙内产生一个径向辐射状磁场。一闭合金属圆环在磁体中心圆柱的最上方位置由静止释放,若下落的过程中金属圆环的环面总保持水平,则在此过程中( )
A.穿过圆环的磁通量保持不变
B.穿过圆环的磁通量增大
C.圆环受到向下的安培力作用
D.圆环中产生俯视顺时针方向的感应电流
实验题
22.小明和小迪做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转;断开开关,接着 ,再次闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。从而推断出电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)小明用图乙所示的装置做实验,将条形磁铁(下端为N极)从螺线管取出的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿 方向。
(3)小迪用图丙所示的装置做实验。闭合开关,当导体棒 (选填“向左”或“向右”)切割磁感线运动时,可观察到电流计指针向左偏转。
23.某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。
(1)在图中用实线代替导线完成实验电路连接 。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现灵敏电流计G的指针向右偏了一下、保持开关闭合,依次进行以下操作:将铁芯迅速插入线圈A时,灵敏电流计指针将向 (填“左”或“右”)偏;然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大,灵敏电流计指针将向 (填“左”或“右”)偏;稳定后断开开关,灵敏电流计指针将向 (填“左”或“右”)偏。
(3)写出闭合回路中产生感应电流的条件: 。
(4)亮亮同学经过以上实验探究,对自家“自发电”无线门铃按钮原理进行研究,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程,磁铁靠近螺线管;松开门铃按钮过程,磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是( )
A.只有按下按钮时,门铃才会响
B.按住按钮不动,门铃不会响
C.按下按钮过程,通过门铃电流方向Q→P
D.若更快按下按钮,门铃的响声更大
E.按下和松开按钮过程,通过门铃感应电流大小一定相等
24.某实验小组做“探究影响感应电流方向的因素”实验的装置如图所示。
(1)闭合开关的瞬间,发现电流表G指针向左偏转。电路稳定后,将线圈A快速从线圈B中抽出,电流表指针将向 偏转。将图中滑动变阻器的可动触头向右侧移动,电流表指针将向 偏转。(填“左”或“右”)
(2)实验准备过程中,除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈 中导线的绕制方向。(填“A”或“B”或“A和B”)
(3)将电源的正负极性对调,电路其他部分不变,再次闭合开关的瞬间,发现电流表G指针将向 偏转。(填“左”或“右”)
25.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象,其中、为两个线圈,G为灵敏电流计。
(1)在答题卡上将图中所缺导线补接完整 ;
(2)如果闭合开关瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏,电路稳定后,将迅速从中抽出时,电流计的指针将偏 (选填“向右”“向左”或“不会”);
(3)将插入中,闭合开关后,下列操作可使中感应电流与中电流绕行方向相反的是__________
A.在中插入软铁棒 B.拔出
C.将变阻器滑片向右移动 D.断开开关
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
$$
2.1 楞次定律
——精剖细解学习讲义
1、掌握楞次定律的内容;
2、学会右手定则判断感应电流;
3、能用小实验探究楞次定律和右手定则;
4、理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。
考点一:探究感应电流的方向
1、实验探究
【实验目的】
探究感应电流方向与哪些因素有关。
学习利用电流计判断感应电流方向的方法。
【实验原理】
由电流计指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流的方向。
通过实验,观察分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流的方向,然后归纳出感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系,探究影响感应电流方向的因素。
【实验器材】
电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。
【实验步骤】
先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向之间的关系。实验电路如图甲、乙所示:
结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏。(指针偏转方向应由实验得出,并非所有电流计都是这样的)。
探究条形磁铁插入或拔出螺线管时感应电流的方向。实验装置图如下图所示:
按图连接电路,明确螺线管的绕线方向。
按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下时插入螺线管和N极(S极)向下时抽出螺线管的实验。
观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况,并将结果填入表格。
甲
乙
丙
丁
条形磁体运动的情况
N极向下插入线圈
S极向下插入线圈
N极朝下时拔出线圈
S极朝下时拔出线圈
原磁场方向(“向上”或“向下”)
穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)
感应电流的方向(在螺线管上方俯视)
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)
原磁场与感应电流磁场方向的关系
分析:线圈内磁通量增加时的情况如下表所示。
图号
磁场方向
感应电流方向(俯视)
感应电流的磁场方向
归纳总结
甲
向下
逆时针
向上
感应电流的磁场阻碍磁通量的增加
乙
向上
顺时针
向下
线圈内磁通量减少时的情况如下表所示。
图号
磁场方向
感应电流方向(俯视)
感应电流的磁场方向
归纳总结
丙
向下
顺时针
向下
感应电流的磁场阻碍磁通量的减少
丁
向上
逆时针
向上
【实验结论】
当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场的方向与原磁场的方向相反。
当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场的方向与原磁场的方向相同。
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
【实验注意事项】
确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法并注意减小电流强度,防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向。
电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
进行一种操作后,等电流计指针回零后再进行下一步操作。
1.用图示电路“探究影响感应电流方向的因素”。A、B为绕在同一铁环上的两个线圈,闭合开关瞬间,发现电流表的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后( )
A.指针依然保持左偏
B.将滑动变阻器的滑片向右加速滑动,指针会右偏
C.将滑动变阻器的滑片向右减速滑动,指针会右偏
D.断开开关瞬间,指针会右偏
【答案】D
【详解】A.闭合开关稳定后,线圈A中电流恒定,产生的磁场恒定,线圈B中磁通量不发生变化,无感应电流,电流表指针不偏转,故A错误;
BC.由题意,闭合开关瞬间,线圈A中磁通量向上增大,线圈B中磁通量向下增大,从而使电流表指针向左偏;闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向右无论加速滑动还是减速滑动,通过线圈A的电流都增大,则线圈A中磁通量向上增大,根据楞次定律可知电流表指针仍会向左偏转,故BC错误;
D.断开开关瞬间,线圈A中磁通量向上减小,则线圈B中磁通量向下减小,根据楞次定律可知此时线圈B中感应电流方向与闭合开关瞬间时相反,所以电流表指针会右偏,故D正确。
故选D。
2.如图所示,线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连接到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后,某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动,电流计指针向右偏转。由此可以推断( )
A.断开开关的瞬间,电流计指针向左偏转
B.开关闭合后,线圈A向上移动,电流计指针向右偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,电流计指针向右偏转
D.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
【答案】B
【详解】开关闭合后,某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动,则接入电阻增大,故总电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,产生的感应电流使电流计指针向右偏转;
A.断开开关的瞬间,通过线圈A的磁通量电流减小为0,那么穿过线圈B的磁通量减小,产生的感应电流使电流计指针向右偏转,故A错误;
B.开关闭合后,线圈A向上移动,穿过线圈B的磁通量减小,产生的感应电流使电流计指针向右偏转,故B正确;
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,则接入电阻减小,故总电流增大,穿过线圈B的磁通量增大,产生的感应电流使电流计指针向左偏转,故C错误;
D.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电阻会变化,则总电流会变化,故穿过线圈B的磁通量会发生变化,故产生的感应电流使电流计指针偏转,故D错误。
故选B。
3.某同学探究“感应电流产生的条件”的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.条形磁体静止在线圈中,电流计的指针会偏转
B.条形磁体S极迅速插入线圈,电流计的指针不会偏转
C.条形磁体N极迅速抽出线圈,电流计的指针不会偏转
D.条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈,电流计的指针都会偏转
【答案】D
【详解】A.条形磁体静止在线圈中,穿过线圈的磁通量不变,不会产生感应电流,指针不会偏转,故A错误;
BC.无论磁体迅速插入线圈还是迅速抽出线圈,穿过线圈的磁通量都是会发生改变,会产生感应电流,所以灵敏电流计指针都会偏转,故BC错误;
D.条形磁体的N极或S极迅速插入或抽出线圈,穿过线圈的磁通量都是会发生改变,会产生感应电流,所以灵敏电流计指针都会偏转,故D正确。
故选D。
考点二:楞次定律
1、内容
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、理解
当磁体N极移近导体线圈的上端时,由感应电流激发的磁场使线圈的上端也是N极,因为同名磁极相互排斥,所以阻碍磁体相对线圈向下的运动;而当磁体的N极离开导体线圈时,由感应电流激发的磁场使线圈的上端是S极,因为异名磁极相互吸引,所以阻碍磁体相对线圈向上的运动。
从能量转化和守恒的角度来看,把磁体移近线圈时,外力要克服磁体和线圈之间的排斥力做功,使外界其他形式的能量转化为电能;磁体离开线圈时,外力则要克服磁体和线圈之间的吸引力做功,也使外界其他形式的能量转化为电能,在这两种情况下,总能量是守恒的。
区分两个磁场:在楞次定律中,要区分两个磁场,即感应电流的磁场和引起感应电流的磁场(原磁场)。
理清因果关系:闭合线圈在原磁场中的磁通量发生变化,从而在线圈中产生了感应电流,由于电流的磁效应,产生了感应电流的磁场,该磁场又阻碍线圈中磁通量的变化。
3、对“阻碍”的理解
谁在阻碍:“感应电流的磁场”在阻碍。
阻碍什么:阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化”,而不是阻碍的引起感应电流的磁场、也不是阻碍的引起感应电流的磁通量。
如何阻碍:磁通量增加时,阻碍其增加,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,起抵消作用;磁通量减少时,阻碍其减少,感应电流的磁场与原磁场方向一致,起补偿作用。
为何阻碍:原磁场的磁通量发生了变化。
结果如何:阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果不受影响。
阻碍的几种表现:①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;②阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”;③通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。
4、弄清阻碍与“阻止”、“相反”的区别
阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,是“阻而未止”。
阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反;当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同。
涉及相对运动时,阻碍的是导体与磁体的相对运动,而不是阻碍导体或磁体的运动。
4.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是一根立在导轨上的金属直杆,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由P→Q
B.感应电流的方向始终是由Q→P
C.PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下,后垂直于杆向右上
【答案】D
【详解】AB.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AB错误;
CD.由左手定则判断得到:PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下,后垂直于杆向右上,故D正确,C错误。
故选D。
5.小越将闭合线圈按图示方式放在电子秤上,手握条形磁铁静止在线圈的正上方,此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时( )
A.线圈有扩张的趋势
B.电子秤的示数大于
C.电子秤的示数等于
D.线圈中产生的电流沿顺时针方向(俯视)
【答案】A
【详解】将磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量向上减少,根据楞次定律和安培定则可判断,线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视);根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知,有扩张的趋势;根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,线圈与磁铁相互吸引,导致电子秤的示数小于。
故选A。
6.如图所示,一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中,从某时刻开始,空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则对于该圆形线圈( )
A.将产生恒定的逆时针方向的电流 B.有扩张的趋势
C.各个点所受安培力相同 D.所受安培力合力向右
【答案】A
【详解】AB.空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大,则穿过该圆形线圈的磁通量向里增加,由楞次定律增反减同,可知该圆形线圈将产生恒定的逆时针方向的电流;由楞次定律增缩减扩推论可知,该圆形线圈有收缩的趋势,故A正确,B错误;
CD.由于安培力是矢量,所以该圆形线圈各个点所受安培力大小相等,方向不同;该圆形线圈所受安培力合力为0,故CD错误。
故选A。
7.如图所示,某同学改装了一把吉他。琴身上安装着线圈,金属琴弦通有恒定电流。当弦在线圈所在平面振动时,线圈中会产生感应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于这个过程下列说法正确的是( )
A.琴弦振动时,线圈中电流方向始终不变
B.琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量增大
C.琴弦向左运动的过程中,线圈有收缩的趋势
D.相同条件下,取下线圈电路,琴弦会振动更久
【答案】D
【详解】AB.琴弦向左远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向为顺时针方向,琴弦向右靠近线圈时,线圈中电流方向为逆时针方向,故AB错误;
C.琴弦向左运动的过程中,穿过线圈的磁通量减小,由“增缩减扩”可知,线圈有扩张趋势,故C错误;
D.根据能量守恒定律可知,相同条件下,取下线圈电路,琴弦会振动更久,故D正确。
故选D。
8.“福建舰”配备了电磁弹射系统,允许更大、更重的飞机携带更多武器,执行更远距离任务,航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示,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,则下列说法中正确的是( )
A.若将金属环置于线圈的右侧,环将不能弹射出去
B.金属环中磁场方向向左
C.若将电池正、负极调换后,金属环不能向左弹射
D.合上开关S的瞬间,从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流
【答案】D
【详解】A.若金属环放在线圈右侧,根据“增离减靠”可得,环将向右运动,故A错误;
B.根据右手螺旋定则,可得金属环中磁场方向向右,故B错误;
C.根据“增离减靠”,在线圈上突然通过直流电流时,环都会受到向左的力的作用,与电源的正负极无关,故C错误;
D.线圈中电流为左侧流入,磁场方向为向右,在闭合开关的过程中,磁场变强,则由楞次定律可知,金属环的感应电流由左侧看为逆时针,故D正确。
故选D。
9.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、,的左边有一闭合电路,当在外力的作用下运动时,向左运动,则所做的运动可能是( )
A.向右匀速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
【答案】D
【详解】根据安培定则可知,ab右侧产生的磁场方向垂直纸面向里,MN在安培力作用下向左运动,说明MN受到的安培力向左,由左手定则可知MN中电流N流向M,线圈L1中感应电流的磁场向下,由楞次定律可知,线圈L1中的磁场应该向上增强,或向下减弱,则线圈L2中的磁场向上增强,或向下减弱,由安培定则可知PQ中感应电方向由Q到P且增大,或PQ中感应电流方向由P到Q且减小,再由右手定则可知PQ可能向右加速运动或向左减速运动。
故选D。
考点三:右手定则
1、内容
伸开右手,让拇指与其余四指垂直,且都与手掌处于同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,使拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向(如图所示)。
2、适用范围
适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
3、理解
右手定则主要用于闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势的方向与感应电流的方向判定。
右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、导体运动的方向、感应电流的方向三者互相垂直。
当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向与磁感线垂直的分速度方向。
4、楞次定律与右手定则的选用方法
如果导体不动,回路中的磁通量变化,要用楞次定律判定感应电流方向。
如果回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,优先选用右手定则判定。
如果导体不动,而磁场相对导体运动,仍可用右手定则判断感应电流的方向,但是右手定则中拇指所指的方向不是磁场运动的方向,而是磁场运动的反方向,即导体相对磁场做切割磁感线运动的方向。
5、楞次定律与右手定则的区别及联系
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,即做切割磁感线运动的导线
适用范围
各种电磁感应现象
只适用于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电磁感应的现象较方便
联系
右手定则是楞次定律的特例
6、右手定则与左手定则的比较
比较项目
右手定则
左手定则
作用
判断感应电流方向
判断通电导体所受磁场力的方向
图例
因果关系
运动→电流
电流→运动
应用实例
发电机
电动机
10.在赤道上方沿东西方向水平放置一根导体棒,如果让导体棒静止开始释放,不考虑导体棒的旋转和空气阻力,那么导体棒下落过程中将( )
A.西端电势高于东端电势
B.先做加速运动,最后稳定做匀速运动
C.两端电势差不为零,但保持不变
D.以上说法均不对
【答案】D
【详解】A.在赤道上方,磁感线由南向北,根据右手定则,西端电势低于东端电势,A错误;
B.棒只产生电动势不产生感应电流,导体棒做自由落体运动,B错误;
C.根据 两端电势差逐渐增大,C错误。
故选D。
11.科考人员在南极大陆乘车行进,由于地磁场的作用,关于汽车后轮轮轴(如图所示,轮轴材料为金属)情况描述正确的是( )
A.从东向西运动,轮轴上有从左向右的电流
B.从东向西运动,轮轴上有从右向左的电流
C.从西向东运动,左端电势较高
D.从西向东运动,右端电势较高
【答案】D
【详解】地球的南极是地磁场的北极,磁场方向从下到上,则
AB.从东向西运动时,根据右手定则可知左端电势较高,由于电路不闭合不会形成感应电流,故A B错误;
CD.从西向东运动时,根据右手定则可知右端电势较高,故C错误,D正确。
故选D。
12.关于教材中的插图下面说法正确的是( )
A.甲图是利用右手定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图
B.乙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图
C.丙图是利用左手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图
D.丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动
【答案】D
【详解】A.甲图是利用右手螺旋定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图,故A错误;
B.乙图是利用右手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图,故B错误;
C.丙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图,故C错误;
D.磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动,故D正确;
故选D。
13.一架飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的端点之间会有一定的电势差,则从坐在飞机上的飞行员的角度看( )
A.机翼左端的电势比右端的电势低
B.机翼左端的电势比右端的电势高
C.机翼左端的电势与右端的电势相等
D.由于不知道飞机的飞行方向,故无法判断机翼两端电势的高低
【答案】A
【详解】当飞机在南半球水平飞行时,由于地磁场的存在,且在南半球地磁场的竖直分量方向向上,则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势低。
故选A。
14.如图所示,水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时,PQ的电流方向及运动情况是( )
A.P→Q,向右运动 B.Q→P,向右运动
C.P→Q,向左运动 D.Q→P,向左运动
【答案】A
【详解】当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时,根据右手定则和安培定则可知,线圈中电流产生的磁场向上穿过线圈,且穿过线圈的磁通量增加;根据楞次定律可知,线圈感应电流产生的磁场方向向下,根据右手螺旋定则可知通过金属棒PQ的电流方向由P→Q,根据左手定则可知,金属棒PQ受到的安培力向右,则金属棒PQ向右运动。
故选A。
15.如图,合肥一中某教室墙上有一朝南的钢窗,将钢窗右侧向外打开45°,在这一过程中,以推窗人的视角来看,下列说法正确的是( )
A.AB边切割地磁场过程中可以等效成一个左负右正的电源
B.钢窗中有顺时针电流
C.钢窗有收缩趋势
D.B点电势高于C点
【答案】D
【详解】A.合肥所在处地磁场的水平分量由南指向北,竖直分量竖直向下;将朝南的钢窗右侧向外打开45°,根据右手定则可知AB边切割地磁场过程中可以等效成一个左正右负的电源,故A错误;
BCD.钢窗右侧向外打开过程,向北穿过窗户的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向由南指向北,以推窗人的视角来看,感应电流为逆时针电流,同时根据“增缩减扩”推论可知,钢窗有扩张趋势;由于流过BC边的电流方向由B到C,所以B点电势高于C点,故BC错误,D正确。
故选D。
多选题
16.如图所示,在竖直悬挂的金属圆环右侧,有一螺线管MN水平放置,两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨,且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上,让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好,金属圆环未发生扭转,则( )
A.导体棒中a端电势高于b端电势
B.如果ab棒匀速向右运动,金属环中有感应电流
C.圆环向左摆动
D.从右侧观察,金属圆环产生逆时针方向的感应电流
【答案】ACD
【详解】A.由右手定则可知,导体棒ab向右运动时,a端电势高于b端,故A正确;
B.导体棒ab向右匀速运动时,电流恒定,圆环的磁通量不变化,没有感应电流,故B错误;
D.穿过金属圆环的磁感线向左,当ab向右做加速运动,感应电动势增大,则感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过金属圆环的磁通量增加,由楞次定律可知,从右侧观察,金属圆环产生逆时针方向的感应电流,故D正确;
C.根据金属圆环和螺线管中的电流方向,金属圆环的右侧等效为磁铁的N极,螺线管的M端等效为磁铁的N极,所以金属圆环向左摆动,故C正确。
故选ACD。
17.如图所示装置中,金属杆cd原来静止。要使金属杆cd将向右运动,可以使金属杆ab( )
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
【答案】BD
【详解】A.ab匀速运动时,ab中感应电流恒定,穿过L1的磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd保持静止,故A错误;
B.ab向右加速运动时,L2中的磁通量向下增大,根据楞次定律,通过cd的电流方向由c到d,cd受到向右的安培力,向右移动,故B正确;
C.ab向左加速运动时,L2中的磁通量向上增大,根据楞次定律,通过cd的电流方向由d到c,cd受到向左的安培力,向左移动,故C错误;
D.ab向左减速运动时,L2中的磁通量向上减小,根据楞次定律,通过cd的电流方向由c到d,cd受到向右的安培力,向右移动,故D正确。
故选BD。
18.在电磁感应现象中,下列说法中错误的是( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
【答案】BCD
【详解】A.根据楞次定律得知,感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化,故A正确,不符合题意;
B.闭合线框放在变化的磁场中,不一定能产生感应电流,如果线框与磁场平行时,穿过线框的磁通量不变,线框中不能产生感应电流,故B错误,符合题意;
C.闭合线框在变化的磁场中做切割磁感线运动,线框中磁通量不一定变化,线框不一定有感应电流产生,故C错误,符合题意;
D.根据楞次定律得知,当原来磁场的磁通量增加时,感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反,当原来磁场的磁通量减小时,感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同,故D错误,符合题意。
故选BCD。
19.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈a的磁通量减小
B.从上往下看,线圈a中将产生逆时针方向的感应电流
C.线圈a有收缩的趋势
D.螺线管b对线圈a有吸引作用
【答案】BC
【详解】A.将滑动变阻器的滑片P向下滑动,则阻值减小,电流变大,线圈b的磁场增强,穿过线圈a的磁通量变大,故A错误;
B.穿过线圈a的磁通量向下增加,根据楞次定律可知,从上往下看,线圈a中将产生逆时针方向的感应电流,故B正确;
CD.穿过线圈a的磁通量向下增加,根据“增缩减扩”、“来拒去留”可知,线圈a有收缩且远离线圈b的趋势,即螺线管b对线圈a有排斥作用,故C正确,D错误。
故选BC。
20.某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示,在电梯轿厢底部安装永久强磁铁,磁铁N极朝上,电梯井道内壁上铺设若干金属线圈,线圈A在电梯轿厢坠落时能自动闭合(井道底部的线圈B始终闭合),从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时,下列说法正确的是( )
A.从上往下看,金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B.从上往下看,金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C.金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用,B没有阻碍作用
D.金属线圈B有收缩的趋势,A有扩张的趋势
【答案】ABD
【详解】AB.当电梯坠落至如图位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从上往下看是逆时针方向,B中向上的磁场增强,感应电流的方向从上往下看是顺时针方向,AB正确;
C.结合AB的分析可知,当电梯坠落至如图位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落,C错误;
D.闭合线圈A中向上的磁场减弱,B中向上的磁场增强,根据楞次定律可知,线圈B有收缩的趋势,A 有扩张的趋势,D正确。
故选ABD。
21.如图所示,足够高的磁铁在其中间的空隙内产生一个径向辐射状磁场。一闭合金属圆环在磁体中心圆柱的最上方位置由静止释放,若下落的过程中金属圆环的环面总保持水平,则在此过程中( )
A.穿过圆环的磁通量保持不变
B.穿过圆环的磁通量增大
C.圆环受到向下的安培力作用
D.圆环中产生俯视顺时针方向的感应电流
【答案】BD
【详解】AB.粗略作出该磁铁的磁感线分布如图所示
可知,闭合金属圆环下落过程中,穿过圆环的磁通量增大,故A错误,B正确;
D.由于闭合金属圆环下落过程中,穿过圆环的磁通量增大,圆环中产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流激发的磁场阻碍穿过圆环磁通量的变化,即感应电流在圆环内激发的磁场的方向向下,根据安培定则可知,圆环中产生俯视顺时针方向的感应电流,故D正确;
C.根据上述,圆环中产生感应电流,原磁场对感应电流有安培力作用,该安培力的效果是阻碍穿过圆环的磁通量的增大,可知,该安培力的方向向上,故C错误。
故选BD。
实验题
22.小明和小迪做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转;断开开关,接着 ,再次闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。从而推断出电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)小明用图乙所示的装置做实验,将条形磁铁(下端为N极)从螺线管取出的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿 方向。
(3)小迪用图丙所示的装置做实验。闭合开关,当导体棒 (选填“向左”或“向右”)切割磁感线运动时,可观察到电流计指针向左偏转。
【答案】(1)互换电流计两个接线柱的连线(或:互换电源正负极的连线)
(2)顺时针
(3)向右
【详解】(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转;断开开关,接着互换电流计两个接线柱的连线(或:互换电源正负极的连线),再次闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。从而推断出电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)由(1)分析,可知当电流从电流计左端流入从右端流出时,电流计的指针向左偏转;当电流从电流计的右端流入从左端流出时,电流计的指针向右偏转;在乙图可,小明观察到电流计指针向右偏转,说明电流是从电流计的右端流入从左端流出,根据安培定则,可知螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针。
(3)小迪用图丙所示的装置做实验。闭合开关,当导体棒向右运动时切割磁感应线,根据右手定则可知,导体棒中的电流从A到B,再从电流计的左端流入从右端流出,故此时可观察到电流计指针向左偏转。
23.某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。
(1)在图中用实线代替导线完成实验电路连接 。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现灵敏电流计G的指针向右偏了一下、保持开关闭合,依次进行以下操作:将铁芯迅速插入线圈A时,灵敏电流计指针将向 (填“左”或“右”)偏;然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大,灵敏电流计指针将向 (填“左”或“右”)偏;稳定后断开开关,灵敏电流计指针将向 (填“左”或“右”)偏。
(3)写出闭合回路中产生感应电流的条件: 。
(4)亮亮同学经过以上实验探究,对自家“自发电”无线门铃按钮原理进行研究,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程,磁铁靠近螺线管;松开门铃按钮过程,磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是( )
A.只有按下按钮时,门铃才会响
B.按住按钮不动,门铃不会响
C.按下按钮过程,通过门铃电流方向Q→P
D.若更快按下按钮,门铃的响声更大
E.按下和松开按钮过程,通过门铃感应电流大小一定相等
【答案】(1)
(2) 右 左 左
(3)磁通量发生变化
(4)BCD
【详解】(1)实验电路连接如图所示。
(2)[1]连接好电路后,闭合开关,线圈B内的磁通量增大,灵敏电流计G的指针向右偏了一下,则将铁芯迅速插入线圈A时,线圈B内的磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏。
[2]将滑动变阻器连入电路中的阻值调大,回路中电流减小,线圈A产生的磁场减小,线圈B内的磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏。
[3]稳定后断开开关,线圈B内的磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏。
(3)闭合回路中产生感应电流的条件是磁通量发生变化。
(4)A.按下和松开按钮过程,螺线管中磁通量发生变化,螺线管产生感应电动势,门铃均会响,故A错误;
B.按住按钮不动,螺线管中磁通量不变,螺线管中的感应电动势为零,门铃不会响,故B正确;
C.按下按钮过程,螺线管中向左的磁通量增大,根据楞次定理,可知按下按钮过程,通过门铃电流方向Q→P,故C正确;
D.若更快按下按钮,螺线管中磁通量的变化率增大,螺线管产生的感应电动势增大,通过门铃感应电流增大,门铃的响声更大,故D正确;
E.按下和松开按钮过程,螺线管中磁通量的变化率不一定相同,故螺线管产生的感应电动势不一定相同,通过门铃感应电流大小不一定相等,故E错误。
故选BCD。
24.某实验小组做“探究影响感应电流方向的因素”实验的装置如图所示。
(1)闭合开关的瞬间,发现电流表G指针向左偏转。电路稳定后,将线圈A快速从线圈B中抽出,电流表指针将向 偏转。将图中滑动变阻器的可动触头向右侧移动,电流表指针将向 偏转。(填“左”或“右”)
(2)实验准备过程中,除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈 中导线的绕制方向。(填“A”或“B”或“A和B”)
(3)将电源的正负极性对调,电路其他部分不变,再次闭合开关的瞬间,发现电流表G指针将向 偏转。(填“左”或“右”)
【答案】(1) 右 左
(2)A和B
(3)右
【详解】(1)闭合开关的瞬间,此时穿过线圈B的磁通量增加,发现电流表G指针向左偏转。
[1]电路稳定后,将线圈A快速从线圈B中抽出,此时穿过线圈B的磁通量增减少,电流表指针将向右偏转;
[2]将图中滑动变阻器的可动触头向右侧移动,滑动变阻器接入电路阻值减小,线圈A的电流增大,穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针将向左偏转。
(2)实验准备过程中,除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,需要知道线圈B的电流方向,则需要知道穿过线圈B磁通量方向,所以需要线圈A的电流方向,故还应查清线圈A和B中导线的绕制方向。
(3)将电源的正负极性对调,电路其他部分不变,再次闭合开关的瞬间,则通过线圈A 电流方向反向,则磁感线反向穿过线圈B,线圈B产生的感应电流反向,发现电流表G指针将向右偏转。
25.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象,其中、为两个线圈,G为灵敏电流计。
(1)在答题卡上将图中所缺导线补接完整 ;
(2)如果闭合开关瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏,电路稳定后,将迅速从中抽出时,电流计的指针将偏 (选填“向右”“向左”或“不会”);
(3)将插入中,闭合开关后,下列操作可使中感应电流与中电流绕行方向相反的是__________
A.在中插入软铁棒 B.拔出
C.将变阻器滑片向右移动 D.断开开关
【答案】(1)
(2)向左
(3)A
【详解】(1)将L2与灵敏电流计G连接构成闭合回路,将L1与滑动变阻器、电源和开关连接,产生磁场,电路图如图所示
(2)如果闭合开关瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏,表明磁场方向一定,穿过线圈L2的磁通量增大时,灵敏电流计的指针向右偏,可知,电路稳定后,将L1迅速从L2中抽出时,穿过线圈L2的磁通量减小,电流计的指针将偏向左。
(3)A.在L1中插入软铁棒,穿过线圈L2的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向一定相反,根据安培定则可知,L2中感应电流与L1中电流的绕行方向相反,故A正确;
B.拔出L1,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向一定相同,根据安培定则可知,L2中感应电流与L1中电流的绕行方向相同,故B错误;
C.将变阻器滑片向右移动,滑动变阻器接入电阻增大,电路中电流减小,线圈L1产生磁场减弱,穿过线圈L2的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向一定相同,根据安培定则可知,L2中感应电流与L1中电流的绕行方向相同,故C错误;
D.断开开关,穿过线圈L2的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向一定相同,根据安培定则可知,L2中感应电流与L1中电流的绕行方向相同,故D错误。
故选A。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。