内容正文:
粤教版(2019)选择性必修第二册导学案
2.1 感应电流的方向
1.通过实验探究,归纳概括出影响感应电流方向的因素.
2.理解楞次定律中“阻碍”的含义,掌握运用楞次定律和右手定则判断感应电流方向.
3.理解楞次定律符合能量守恒定律,明确能量转化的方向。
1.物理观念:从运动与相互作用及能量的角度来分析楞次定律。
2.科学思维:楞次定律的得出运用了归纳推理的科学思维方法。
3.科学探究:通过探究得出影响感应电流方向的因素,通过探究实验寻找感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系。
4.科学态度与责任:会根据楞次定律和右手定则判断电磁感应现象中的感应电流的方向,体会物理知识与科学技术的关系。
一.影响感应电流方向的因素
1.实验探究.
将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N极、S极插入、抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向.
2.分析.
(1)线圈内磁通量增加时的情况:
图序
磁场方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
甲
①向下
逆时针
②向上
乙
③向上
顺时针
④向下
(2)线圈内磁通量减少时的情况:
图序
磁场方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
丙
⑤向下
顺时针
⑥向下
丁
⑦向上
逆时针
⑧向上
3.实验结论.
(1)当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加.
(2)当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少.
.
例1在图甲中,不通电时电流计指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路:
(1)将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,螺线管B的 端(选填“上”或“下”)为感应电动势的正极;
(2)螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
二、楞次定律
1.内容: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。
2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
(1)明确所研究的闭合电路,判断原磁场方向。
(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况。
(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向。
(4)根据感应电流的磁场方向,由安培定则判断出感应电流的方向。
3.楞次定律的理解和应用
(1).因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因。
(2).“阻碍”的理解:
问题
结论
谁阻碍谁
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化
阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍
当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”
结果如何
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,最终结果不受影响
4.判断感应电流方向的“四步法”.
例1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定( )
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
例2如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是( )
A.顺时针,顺时针
B.顺时针,逆时针
C.逆时针,顺时针
D.逆时针,逆时针
例3. 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ,Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在这个过程中,线圈中感应电流( )
A.沿abcda流动
B.沿adcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动
三、楞次定律的推论
1.“增反减同”.
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.
(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反.
(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.
口诀记为“增反减同”.
2.“来拒去留”.
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动.口诀记为“来拒去留”
3.“增缩减扩”.
当闭合电路中有感应电流产生时,电路的各部分导线就会受到安培力作用,会使电路的面积有变化(或有变化趋势).
(1)若原磁通量增加,则通过减小有效面积起到阻碍的作用.
(2)若原磁通量减小,则通过增大有效面积起到阻碍的作用.
口诀记为“增缩减扩”.
注意:本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况。
例1.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极拔出线圈的过程中( )
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引
C.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引
例2.(多选)如图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场( )
A.逐渐增强,方向向外 B.逐渐增强,方向向里
C.逐渐减弱,方向向外 D.逐渐减弱,方向向里
例3.如图所示,两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中,两环的运动情况是( )
A.同时向右运动,距离增大
B.同时向左运动,距离变小
C.同时向右运动,距离变小
D.同时向左运动,距离增大
.例4.如图所示,一个金属圆环静止在水平放置的绝缘光滑桌面上,圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向水平向右移动时,则( )
A.金属圆环将向左运动
B.金属圆环对桌面的压力将变大
C.金属圆环将受到水平向右的驱动力
D.从上向下看,金属圆环内产生顺时针的感应电流
感应电流阻碍磁通量变化的表现
发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.也可能几种方法同时表现,只要能阻碍磁通量的变化即可.
四、右手定则
1.内容.
伸开右手,让拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,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.实质.
右手定则实质上是楞次定律在导体运动情况下的特殊运用.
3.适用范围.
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况
4.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.
(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动.
(2)四指指向电流方向,即为电动势方向,切割磁感线的导体相当于电源.
.
例1.在图中 CDEF 是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体 MN向右移动时( )
A.CDEF中磁通量不变,无感应电流产生
B.整个 CDEF框中有顺时针方向的感应电流
C.整个 CDEF框中有逆时针方向的感应电流
D.MN右侧回路有顺时针方向的感应电流,MN左侧回路有逆时针方向的感应电流
例2(多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力方向水平向左
D.安培力方向水平向右
五、楞次定律、右手定则、左手定则的比较与区别
1.楞次定律与右手定则的比较:
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
联系
右手定则是楞次定律的特例
2.右手定则、右手螺旋定则(安培定则)和左手定则的区别:
(1)右手定则判断的是导体切割磁感线时产生的感应电动势方向与磁场方向、导体运动方向三者之间的关系,应用时右手呈伸直状。
(2)右手螺旋定则(安培定则)判断的是电流方向与它产生的磁场方向之间的关系,右手必须呈螺旋状,对直电流和环形电流大拇指和四指所代表的对象不一样。
(3)左手定则判断的是磁场对电流的安培力方向或对带电粒子的洛伦兹力方向与磁场方向、电流或带电粒子运动方向之间的关系,应用时左手呈伸直状。
例1如图所示,要使铜制线圈c中有顺时针方向(从左向右看)的感应电流产生且被螺线管排斥,则金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做的运动可能是( )
A.向右的匀速运动 B.向左的加速运动
C.向右的减速运动 D.向右的加速运动
例2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b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量减小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
例3如图所示,水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒PQ和MN,并且分别放置在磁感应强度为B1和B2的匀强磁场中,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向左加速运动 B.向右加速运动
C.向右减速运动 D.向右匀速运动
例4如图所示,a、b、c为同一平面内的线圈,其中a、b为同心圆,现给a中通以顺时针方向的电流,在a中的电流逐渐增大的过程中,b、c中产生的感应电流方向为( )
A.b、c中均为顺时针方向
B.b、c中均为逆时针方向
C.b为逆时针方向,c为顺时针方向
D.b为顺时针方向,c为逆时针方向
例5如图甲所示,U型导体框架abcd放置于水平面内,导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好,整个装置处于垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示,MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向,沿导体棒由M到N为感应电流的正方向,水平向右为导体棒所受安培力F的正方向,水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向,下列图像中不正确的是( )
A. B.
C. D.
“三定则一定律”的应用技巧
(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则.
(2)研究感应电流受到的安培力时,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.
一、单选题
1.(23-24高二下·河南安阳·开学考试)如图所示,地面上方有方向垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,在磁场内水平静止释放一根不带电的金属棒MN,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.N端先落地,M端后落地
B.M、N两端一起落地
C.金属棒做自由落体运动
D.金属棒先加速运动后匀速运动
2.(23-24高二下·广东惠州·阶段练习)如图所示,在桌面上有一个静止铝环,O点为铝环的圆心,O点右侧有一个点,点在铝环内。在点正上方有一N极朝下的条形磁铁,某时刻圆环中产生了如图所示方向的电流I,则此时( )
A.磁铁竖直向上运动 B.磁铁水平向右运动
C.铝环有向右运动的趋势 D.铝环有收缩的趋势
3.(2024·河南新乡·一模)电与磁作为自然界中的基本现象,其发展历程离不开科学家们的探索和发现。如图所示,一小磁针被绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态,不考虑铁芯漏磁,在开关闭合瞬间,下列说法正确的是( )
A.小磁针保持静止 B.小磁针的N极向里偏转
C.小磁针的N极向外偏转 D.小磁针向上跳起
4.(2025·广东深圳·一模)某同学把原线圈连接于零刻度在中央的灵敏电流表的两极,再拿起条形磁铁,让N极插入原线圈,只见电流表指针的摆动方向如图(a)所示。在图(b)中,该同学手拿着通电线圈在水平方向平动,只见电流表指针也向左摆动,下列分析正确的是( )
A.电流表的电流是从右接线柱流入的 B.通电线圈内的磁场方向水平向右
C.通电线圈可能是向左匀速平动的 D.穿过原线圈的磁通量一定增大
5.(2024·江西·一模)柔性可穿戴设备导电复合材料电阻率的测量需要使用一种非接触式传感器.如图(a)所示,传感器探头线圈置于被测材料上方,给线圈通正弦交变电流如图(b)所示,电路中箭头为电流正方向。在时间内关于涡旋电流的大小和方向(俯视),下列说法正确的是( )
A.不断增大,逆时针 B.不断增大,顺时针
C.不断减小,逆时针 D.不断减小,顺时针
6.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)我国某地一次消防演练中,一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框吊起,线框始终保持水平。地磁场的竖直分量,随距离地面高度h的增大而减小,当飞机带动线框匀速上升时( )
A.穿过线框的磁通量增大 B.线框中感应电流方向为
C.线框的四条边有向内收缩的趋势 D.绳索对线框的作用力小于线框的重力
7.(24-25高二下·河南·阶段练习)手持一个闭合的铜环在条形磁铁的极附近,初始状态铜环与条形磁铁垂直。当手持铜环在磁场中运动时,铜环上产生了如图所示从左向右看顺时针方向的感应电流,关于铜环的运动方向,下面说法正确的是( )
A.手腕向左平移,铜环远离极 B.手腕向右平移,铜环靠近极
C.手腕顺时针转动,铜环转到与纸面平行 D.手腕逆时针转动,铜环转到与纸面平行
8.(24-25高二上·湖北武汉·期末)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
二、多选题
9.(24-25高三下·湖北·阶段练习)下列有关电磁感应现象说法正确的是( )
A.近地卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动,由于地磁场的存在(不考虑磁偏角)运行过程中其金属表面产生感应电流,导致卫星受到阻碍其运动的安培力
B.如图甲,abcd是光滑水平放置的金属框,PQ为导体棒,静止在框架上;一条形磁体在abcd所在的平面内转过90°与重合,导体棒PQ不动
C.如图乙,放在U形磁体中的线圈A和线圈B用导线串联。当用力使线圈A向右运动时,悬挂着的线圈B将向左摆动
D.如图丙,轻质弹簧上端固定,下端悬挂条形磁铁。第一次在磁铁下方固定一闭合线圈,第二次不放线圈,然后将磁铁下拉相同的距离后由静止释放,第一次磁铁振动的时间更短
10.(24-25高二上·湖北·期末)在获悉法拉第发现电磁感应现象之后,楞次立即开始进行电工方面的实验研究,并于1834年提出楞次定律。下面几种与楞次定律有关的现象描述正确的是( )
A.条形磁铁靠近线圈时电子秤示数增大
B.条形磁铁靠近铝环时铝环会向左摆动
C.通电直导线的电流增大时矩形线框会向右运动或有向右运动的趋势
D.调整滑片P到某一位置闭合开关后电流表中有恒定电流
三、综合题
(23-24高二下·上海宝山·阶段练习)探究影响感应电流方向的因素
穿过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路有感应电流产生。观察电流流向与电流表指针的偏转方向来判断感应电流的方向。
11.某实验小组使用如图所示的器材“探究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,发现电流计的指针向左偏了一下。现保持开关闭合,依次进行以下操作:
①将铁芯迅速拔出线圈A时,电流计指针将向 偏;
②然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大,电流计指针将向 偏;
③将电源正负极调换,闭合开关瞬间,电流计指针将向 偏;
(以上均选填“左偏”或“右偏”或“不偏转”)
12.某实验小组用如图实验装置验证楞次定律。一条形磁铁N极朝下,向下靠近闭合线圈时( )
A.磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从a到b
B.磁铁与线圈相互吸引,通过R的感应电流方向从a到b
C.磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从b到a
D.磁铁与线圈相互吸引,通过R的感应电流方向从b到a
13.如图将电流计G与线圈L连接。
(1)将条形磁铁S极向下从线圈上方竖直插入L时,俯视线圈,电流方向为 。
(2)当条形磁铁N极向下从虚线位置向右远离L时,俯视线圈,电流方向为 。
(以上均选填“顺时针”或“逆时针”或“无法判断”)
14.如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的原理示意,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,电流计G中有的感应电流
B.断开开关S的瞬间,电流计G中有的感应电流
C.闭合开关S后,滑动变阻器滑片向左移动,电流计G中有的感应电流
D.闭合开关S后,滑动变阻器滑片向右移动,电流计G中有的感应电流
14
学科网(北京)股份有限公司
$$
粤教版(2019)选择性必修第二册导学案
2.1 感应电流的方向
1.通过实验探究,归纳概括出影响感应电流方向的因素.
2.理解楞次定律中“阻碍”的含义,掌握运用楞次定律和右手定则判断感应电流方向.
3.理解楞次定律符合能量守恒定律,明确能量转化的方向。
1.物理观念:从运动与相互作用及能量的角度来分析楞次定律。
2.科学思维:楞次定律的得出运用了归纳推理的科学思维方法。
3.科学探究:通过探究得出影响感应电流方向的因素,通过探究实验寻找感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系。
4.科学态度与责任:会根据楞次定律和右手定则判断电磁感应现象中的感应电流的方向,体会物理知识与科学技术的关系。
一.影响感应电流方向的因素
1.实验探究.
将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N极、S极插入、抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向.
2.分析.
(1)线圈内磁通量增加时的情况:
图序
磁场方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
甲
①向下
逆时针
②向上
乙
③向上
顺时针
④向下
(2)线圈内磁通量减少时的情况:
图序
磁场方向
感应电流的方向(俯视)
感应电流的磁场方向
丙
⑤向下
顺时针
⑥向下
丁
⑦向上
逆时针
⑧向上
3.实验结论.
(1)当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加.
(2)当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少.
.
例1在图甲中,不通电时电流计指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路:
(1)将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,螺线管B的 端(选填“上”或“下”)为感应电动势的正极;
(2)螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
【答案】(1)下
(2)向右
(3)向右
【解析】(1)将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,穿过B的磁通量向下增加,根据楞次定律,螺线管B的感应电流由上到下,可知下端为感应电动势的正极;
(2)因电流从哪方流入电流计,指针就向哪方偏转;螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,根据楞次定律可知,螺线管B中感应电流从下到上,电流从右端流入电流计,可知电流计的指针将向右偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向右滑动,电阻变大,电流减小,根据楞次定律可知,螺线管B中感应电流从下到上,电流从右端流入电流计,可知电流计的指针将向右偏转。
二、楞次定律
1.内容: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。
2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
(1)明确所研究的闭合电路,判断原磁场方向。
(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况。
(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向。
(4)根据感应电流的磁场方向,由安培定则判断出感应电流的方向。
3.楞次定律的理解和应用
(1).因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因。
(2).“阻碍”的理解:
问题
结论
谁阻碍谁
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化
阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍
当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”
结果如何
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,最终结果不受影响
4.判断感应电流方向的“四步法”.
例1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定( )
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
【答案】C
解析:由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,不是阻碍磁通量,感应电流的磁场可能与原磁场的方向相反,也可能与原磁场的方向相同,故C正确.
例2如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是( )
A.顺时针,顺时针
B.顺时针,逆时针
C.逆时针,顺时针
D.逆时针,逆时针
【答案】A
【解析】线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过a线圈的磁通量在减小,则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针,由于线圈a从磁场中匀速拉出则a中产生的电流为恒定电流,则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,同理可得线圈b产生的磁场为顺时针。
故选A。
例3. 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ,Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在这个过程中,线圈中感应电流( )
A.沿abcda流动
B.沿adcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动
【答案】A
【详解】根据题意,由条形磁铁的磁场分布情况可知,线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少,线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置,穿过线圈自下而上的磁通量减少,由楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍其减少,则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda,线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置,穿过线圈自上而下的磁通量在增加,感应电流的磁场阻碍其增加,由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda。
故选A。
三、楞次定律的推论
1.“增反减同”.
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.
(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反.
(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.
口诀记为“增反减同”.
2.“来拒去留”.
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动.口诀记为“来拒去留”
3.“增缩减扩”.
当闭合电路中有感应电流产生时,电路的各部分导线就会受到安培力作用,会使电路的面积有变化(或有变化趋势).
(1)若原磁通量增加,则通过减小有效面积起到阻碍的作用.
(2)若原磁通量减小,则通过增大有效面积起到阻碍的作用.
口诀记为“增缩减扩”.
注意:本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况。
例1.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极拔出线圈的过程中( )
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引
C.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引
【答案】B
解析:将磁铁的S极拔出线圈的过程中,根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,线圈的上方为N极,则产生的感应电流方向在线圈上由下到上,在电阻上由a到b;根据楞次定律的推论“来拒去留”可判断线圈与磁铁相互吸引
例2.(多选)如图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场( )
A.逐渐增强,方向向外 B.逐渐增强,方向向里
C.逐渐减弱,方向向外 D.逐渐减弱,方向向里
【答案】CD
解析:对于线圈来说,圆形时面积最大,即由于磁场变化导致线圈面积变大,根据楞次定律的推论增缩减扩,可判断磁场在减弱,可能是方向向外的磁场逐渐减弱,也可能是方向向里的磁场逐渐减弱,C、D正确
例3.如图所示,两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中,两环的运动情况是( )
A.同时向右运动,距离增大
B.同时向左运动,距离变小
C.同时向右运动,距离变小
D.同时向左运动,距离增大
【答案】 B
解析:当磁铁靠近两圆环时,通过两圆环的磁通量均变大;由楞次定律可知,两圆环均产生顺时针的感应电流(从左向右看),可知两圆环均受到条形磁铁向左的安培力,所以两圆环同时向左运动;由于两圆环中感应电流方向相同,所以两圆环相互吸引,距离变小
.例4.如图所示,一个金属圆环静止在水平放置的绝缘光滑桌面上,圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向水平向右移动时,则( )
A.金属圆环将向左运动
B.金属圆环对桌面的压力将变大
C.金属圆环将受到水平向右的驱动力
D.从上向下看,金属圆环内产生顺时针的感应电流
【答案】C
【解析】AC.根据“来拒去留”可知,金属圆环将受到水平向右的驱动力,金属圆环将向右运动,故A错误,C正确;
BD.当条形磁铁沿水平向右平移时,闭合金属环内向上的磁通量减小,由楞次定律可知,金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流,将金属圆环等效成条形磁体,则上面为N极,故与条形磁铁相吸,则环对桌面的压力小于重力,故BD错误。
故选C。
感应电流阻碍磁通量变化的表现
发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.也可能几种方法同时表现,只要能阻碍磁通量的变化即可.
四、右手定则
1.内容.
伸开右手,让拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,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.实质.
右手定则实质上是楞次定律在导体运动情况下的特殊运用.
3.适用范围.
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况
4.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.
(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动.
(2)四指指向电流方向,即为电动势方向,切割磁感线的导体相当于电源.
.
例1.在图中 CDEF 是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体 MN向右移动时( )
A.CDEF中磁通量不变,无感应电流产生
B.整个 CDEF框中有顺时针方向的感应电流
C.整个 CDEF框中有逆时针方向的感应电流
D.MN右侧回路有顺时针方向的感应电流,MN左侧回路有逆时针方向的感应电流
【答案】D
【解析】当导体 MN向右移动时,根据右手定则MN切割磁感线产生由N到M的感应电流,则MN右侧回路有顺时针方向的感应电流,MN左侧回路有逆时针方向的感应电流。
故选D。
C.
例2(多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力方向水平向左
D.安培力方向水平向右
【答案】AC
解析:以导体棒MN为研究对象,所处位置磁场方向向下,导体棒运动方向向右.由右手定则可知,感应电流方向是N→M;再由左手定则可知,安培力方向水平向左.
五、楞次定律、右手定则、左手定则的比较与区别
1.楞次定律与右手定则的比较:
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
联系
右手定则是楞次定律的特例
2.右手定则、右手螺旋定则(安培定则)和左手定则的区别:
(1)右手定则判断的是导体切割磁感线时产生的感应电动势方向与磁场方向、导体运动方向三者之间的关系,应用时右手呈伸直状。
(2)右手螺旋定则(安培定则)判断的是电流方向与它产生的磁场方向之间的关系,右手必须呈螺旋状,对直电流和环形电流大拇指和四指所代表的对象不一样。
(3)左手定则判断的是磁场对电流的安培力方向或对带电粒子的洛伦兹力方向与磁场方向、电流或带电粒子运动方向之间的关系,应用时左手呈伸直状。
例1如图所示,要使铜制线圈c中有顺时针方向(从左向右看)的感应电流产生且被螺线管排斥,则金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做的运动可能是( )
A.向右的匀速运动 B.向左的加速运动
C.向右的减速运动 D.向右的加速运动
【答案】B
【详解】A.导体棒ab向右匀速运动时,ab中产生的感应电流不变,螺线管产生的磁场是稳定的,穿过c的磁通量不变,c中没有感应电流,线圈c不受安培力作用,不会被螺线管排斥,A错误;
BD.导体棒ab向右或向左做加速运动时,ab中产生的感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过c的磁通量增大,相当于螺线管靠近线圈c,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈c相互排斥;导体棒向左加速运动时,产生由b向a向上增加的电流,在螺线管中产生的磁场左端是N极,则穿过圆环的磁通量向左增加,根据楞次定律可知在圆环中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流,则B正确,D错误;
C.导体棒ab向右或向左做减速运动时,ab中产生的感应电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过c的磁通量减小,相当于螺线管远离线圈c,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈c相互吸引,故C错误;
故选B。
例2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b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量减小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【答案】D
【详解】B.当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,螺线管中的电流将增大,使穿过线圈a的磁通量变大,选项B错误;
ACD.由楞次定律可知,线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流,并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势,线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故选项D正确,AC错误。
故选D。
例3如图所示,水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒PQ和MN,并且分别放置在磁感应强度为B1和B2的匀强磁场中,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向左加速运动 B.向右加速运动
C.向右减速运动 D.向右匀速运动
【答案】AC
【详解】根据安培定则可知,MN处于垂直纸面向里的磁场中,MN在磁场力作用下向右运动,说明MN受到的磁场力向右,由左手定则可知电流由M指向N,L2中感应电流的磁场向上,由楞次定律可知,L1线圈中电流的磁场应该是向上减弱,或向下增强。
若L1中磁场方向向上减弱,根据安培定则可知PQ中电流方向为Q→P且减小,根据右手定则可知PQ向右减速运动;若L1中磁场方向向下增强,根据安培定则可知PQ中电流方向为P→Q且增大,根据右手定则可知PQ向左加速运动。
故选AC。
例4如图所示,a、b、c为同一平面内的线圈,其中a、b为同心圆,现给a中通以顺时针方向的电流,在a中的电流逐渐增大的过程中,b、c中产生的感应电流方向为( )
A.b、c中均为顺时针方向
B.b、c中均为逆时针方向
C.b为逆时针方向,c为顺时针方向
D.b为顺时针方向,c为逆时针方向
【答案】C
解析:首先,由题意可知线圈a中的电流在逐渐增大,电流产生的磁场也在不断增大.其次,根据右手螺旋定则判断出线圈a中的电流在线圈b区域内产生的磁场垂直于纸面向里,再根据楞次定律可以判断出线圈b产生的感应电流为逆时针方向,对应产生的磁场垂直于纸面向外.同理,根据右手螺旋定则判断出线圈a的电流在线圈c区域内产生的磁场垂直于纸面向外,再根据楞次定律可以判断出线圈c产生的感应电流为顺时针方向,对应产生的磁场垂直于纸面向里
例5如图甲所示,U型导体框架abcd放置于水平面内,导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好,整个装置处于垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示,MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向,沿导体棒由M到N为感应电流的正方向,水平向右为导体棒所受安培力F的正方向,水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向,下列图像中不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】时间内,磁感应强度不发生变化,回路中没有感应电流,导棒受到的安培力和摩擦力为零;
时间内,磁感应强度均匀减小,导体棒中有从M到N的感应电流,感应电流大小不变,导棒受到的安培力向右、摩擦力向左;
时间内,磁感应强度方向相反,均匀增大,导体棒中有从M到N的感应电流,感应电流大小不变,导棒受到的安培力向左、摩擦力向右;
结合题意可判断A错误,符合题意,BCD正确,不符合题意。
故选A。
“三定则一定律”的应用技巧
(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则.
(2)研究感应电流受到的安培力时,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.
一、单选题
1.(23-24高二下·河南安阳·开学考试)如图所示,地面上方有方向垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,在磁场内水平静止释放一根不带电的金属棒MN,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.N端先落地,M端后落地
B.M、N两端一起落地
C.金属棒做自由落体运动
D.金属棒先加速运动后匀速运动
【答案】A
【详解】根据题意可知,金属棒MN向下运动时切割磁感线,由右手定则可知,感应电动势方向由,即端相当于电源的正极带正电,端相当于电源的负极带负电,在电场中,端受向上的电场力,端受向下的电场力,金属棒MN向下运动过程中,发生了转动,N端先落地,M端后落地。
故选A。
2.(23-24高二下·广东惠州·阶段练习)如图所示,在桌面上有一个静止铝环,O点为铝环的圆心,O点右侧有一个点,点在铝环内。在点正上方有一N极朝下的条形磁铁,某时刻圆环中产生了如图所示方向的电流I,则此时( )
A.磁铁竖直向上运动 B.磁铁水平向右运动
C.铝环有向右运动的趋势 D.铝环有收缩的趋势
【答案】D
【详解】AB.根据右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,根据楞次定律可知,通过圆环的磁通量增加,磁铁竖直向上运动或者水平向右运动会导致通过圆环的磁通量减少,故AB错误;
CD.根据楞次定律可知为了阻碍磁通量增加,铝环有向左运动和收缩的趋势,故C错误,D正确。
故选D。
3.(2024·河南新乡·一模)电与磁作为自然界中的基本现象,其发展历程离不开科学家们的探索和发现。如图所示,一小磁针被绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态,不考虑铁芯漏磁,在开关闭合瞬间,下列说法正确的是( )
A.小磁针保持静止 B.小磁针的N极向里偏转
C.小磁针的N极向外偏转 D.小磁针向上跳起
【答案】B
【详解】开关闭合的瞬间,根据楞次定律可知,小磁针下方的线圈产生逆时针方向的电流,根据右手螺旋定则可知,小磁针处在垂直纸面向里的磁场中,小磁针的N极受力向里,即N极向里偏转。
故选B。
4.(2025·广东深圳·一模)某同学把原线圈连接于零刻度在中央的灵敏电流表的两极,再拿起条形磁铁,让N极插入原线圈,只见电流表指针的摆动方向如图(a)所示。在图(b)中,该同学手拿着通电线圈在水平方向平动,只见电流表指针也向左摆动,下列分析正确的是( )
A.电流表的电流是从右接线柱流入的 B.通电线圈内的磁场方向水平向右
C.通电线圈可能是向左匀速平动的 D.穿过原线圈的磁通量一定增大
【答案】C
【详解】A.根据图a可知,线圈磁通量向右增强,感应电流如图所示。根据楞次定律可知,感应电流方向从右接线柱流出的,故A错误;
B.根据右手螺旋定则可知,通电线圈内的磁场方向水平向左,故B错误;
C.线圈磁通量向右增强或向左减小,会出现图中的感应电流,所以通电线圈可能是向左匀速平动的,故C正确;
D.穿过线圈的磁通量可能向右增强或向左减小,故D错误。
故选C。
5.(2024·江西·一模)柔性可穿戴设备导电复合材料电阻率的测量需要使用一种非接触式传感器.如图(a)所示,传感器探头线圈置于被测材料上方,给线圈通正弦交变电流如图(b)所示,电路中箭头为电流正方向。在时间内关于涡旋电流的大小和方向(俯视),下列说法正确的是( )
A.不断增大,逆时针 B.不断增大,顺时针
C.不断减小,逆时针 D.不断减小,顺时针
【答案】D
【详解】由题意可知,在时间内电路中的电流与原电流方向相反,且不断增大,被测材料的原磁场方向竖直向上,根据楞次定律可知,被测材料的感应磁场方向竖直向下,由安培定则可知,在被测材料上的涡流方向为顺时针(俯视);又因为时间内图像的斜率不断减小,则感应磁场变化率不断减小,由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可知,被测材料上的涡流大小不断减小。
故选D。
6.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)我国某地一次消防演练中,一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框吊起,线框始终保持水平。地磁场的竖直分量,随距离地面高度h的增大而减小,当飞机带动线框匀速上升时( )
A.穿过线框的磁通量增大 B.线框中感应电流方向为
C.线框的四条边有向内收缩的趋势 D.绳索对线框的作用力小于线框的重力
【答案】B
【详解】A.地磁场的竖直分量随距离地面高度h的增大而减小,故穿过线框的磁通量减小,故A错误;
B.根据楞次定律,向下的磁通量减小,感应电流的磁场向下,线框中线框中感应电流方向为,故B正确;
C.由广义楞次定律,穿过线框的磁通量减小,线框的四条边有向外扩张的趋势,故C错误;
D.线框受到的安培力的合力为零,当飞机带动线框匀速上升时,绳索对线框的作用力等于线框的重力,故D错误。
故选B。
7.(24-25高二下·河南·阶段练习)手持一个闭合的铜环在条形磁铁的极附近,初始状态铜环与条形磁铁垂直。当手持铜环在磁场中运动时,铜环上产生了如图所示从左向右看顺时针方向的感应电流,关于铜环的运动方向,下面说法正确的是( )
A.手腕向左平移,铜环远离极 B.手腕向右平移,铜环靠近极
C.手腕顺时针转动,铜环转到与纸面平行 D.手腕逆时针转动,铜环转到与纸面平行
【答案】B
【详解】A.当手腕向左平移时,铜环远离N极,穿过铜环向左的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流产生的磁场向左,根据安培定则可判断感应电流从左向右看为逆时针方向,与图中电流方向相反,故A错误;
B.当手腕向右平移,铜环靠近极,穿过铜环向左的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流产生的磁场向右,根据安培定则可判断感应电流从左向右看为顺时针方向,与图中电流方向相同,故B正确;
CD.无论手腕顺时针还是逆时针转动,向左穿过铜环的磁通量均减少,根据楞次定律,感应电流产生的磁场向左,根据安培定则可判断感应电流从左向右看为逆时针方向,与图中电流方向相反,故CD错误。
故选B。
8.(24-25高二上·湖北武汉·期末)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。
二、多选题
9.(24-25高三下·湖北·阶段练习)下列有关电磁感应现象说法正确的是( )
A.近地卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动,由于地磁场的存在(不考虑磁偏角)运行过程中其金属表面产生感应电流,导致卫星受到阻碍其运动的安培力
B.如图甲,abcd是光滑水平放置的金属框,PQ为导体棒,静止在框架上;一条形磁体在abcd所在的平面内转过90°与重合,导体棒PQ不动
C.如图乙,放在U形磁体中的线圈A和线圈B用导线串联。当用力使线圈A向右运动时,悬挂着的线圈B将向左摆动
D.如图丙,轻质弹簧上端固定,下端悬挂条形磁铁。第一次在磁铁下方固定一闭合线圈,第二次不放线圈,然后将磁铁下拉相同的距离后由静止释放,第一次磁铁振动的时间更短
【答案】BD
【详解】A.近地卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动过程中穿过卫星的地磁场磁通量不变,不产生感应电流,没有安培力阻碍卫星的运动,故A错误。
B.条形磁铁在水平面内转过90°过程中线框磁通量不变,没有感应电流产生,导体棒不动,故B正确。
C.A线框往右运动时A线框下边产生向里的感应电流,B线框下边会产生向外的电流,根据左手定则可知B线框往右摆动,故C错误。
D.第一次磁铁下面有闭合线圈,振动过程中线圈中会产生感应电流,阻碍相对运动,因此第一次更快的停下来,故D正确。
故选BD。
10.(24-25高二上·湖北·期末)在获悉法拉第发现电磁感应现象之后,楞次立即开始进行电工方面的实验研究,并于1834年提出楞次定律。下面几种与楞次定律有关的现象描述正确的是( )
A.条形磁铁靠近线圈时电子秤示数增大
B.条形磁铁靠近铝环时铝环会向左摆动
C.通电直导线的电流增大时矩形线框会向右运动或有向右运动的趋势
D.调整滑片P到某一位置闭合开关后电流表中有恒定电流
【答案】AC
【详解】A.根据楞次定律可知条形磁铁靠近线圈时,线圈中产生感应电流,线圈对条形磁铁的作用力向上,磁铁对线圈的作用力向下,故电子秤示数增大,故A正确;
B.条形磁铁靠近铝环时,磁通量增大,根据楞次定律可知,铝环中产生感应电流,铝环受安培力远离条形磁铁,铝环会向右摆动,阻碍磁通量的增大,故B错误;
C.通电直导线的电流向上或向下增大时矩形框中的磁通量增大,根据楞次定律可知,此时矩形线框有向右运动的趋势阻碍磁通量的增大,故C正确;
D.调整滑片P到某一固定位置后闭合开关后,穿过两线圈的磁通量不变,电流表中无电流,只在闭合开关的瞬间,电流表中有电流,故D错误。
故选AC。
三、综合题
(23-24高二下·上海宝山·阶段练习)探究影响感应电流方向的因素
穿过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路有感应电流产生。观察电流流向与电流表指针的偏转方向来判断感应电流的方向。
11.某实验小组使用如图所示的器材“探究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,发现电流计的指针向左偏了一下。现保持开关闭合,依次进行以下操作:
①将铁芯迅速拔出线圈A时,电流计指针将向 偏;
②然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大,电流计指针将向 偏;
③将电源正负极调换,闭合开关瞬间,电流计指针将向 偏;
(以上均选填“左偏”或“右偏”或“不偏转”)
12.某实验小组用如图实验装置验证楞次定律。一条形磁铁N极朝下,向下靠近闭合线圈时( )
A.磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从a到b
B.磁铁与线圈相互吸引,通过R的感应电流方向从a到b
C.磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从b到a
D.磁铁与线圈相互吸引,通过R的感应电流方向从b到a
13.如图将电流计G与线圈L连接。
(1)将条形磁铁S极向下从线圈上方竖直插入L时,俯视线圈,电流方向为 。
(2)当条形磁铁N极向下从虚线位置向右远离L时,俯视线圈,电流方向为 。
(以上均选填“顺时针”或“逆时针”或“无法判断”)
14.如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的原理示意,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,电流计G中有的感应电流
B.断开开关S的瞬间,电流计G中有的感应电流
C.闭合开关S后,滑动变阻器滑片向左移动,电流计G中有的感应电流
D.闭合开关S后,滑动变阻器滑片向右移动,电流计G中有的感应电流
【答案】11. 右 右 右 12.A 13. 顺时针 逆时针 14.D
【解析】11.[1]实验电路如图
[2]闭合开关,磁通量增大,电流计的指针向左偏。将铁芯迅速拔出线圈A时,磁通量减小,电流计指针向右偏。
[3]将滑动变阻器连入电路中的阻值调大,电流变小,磁通量减小,电流计指针向右偏。
[4]将电源正负极调换,闭合开关瞬间,磁通量反向增加,电流计指针向右偏。
12.条形磁铁靠近线圈时,磁通量变大,由楞次定律,感应磁场方向向上,即线圈上端为N极,线圈和磁铁相互排斥。由安培定则,感应电流方向从a到b。
故选A。
13.[1]磁铁S极向下从线圈上方竖直插入,原磁场方向向上,大小增大,俯视线圈,由楞次定律,感应电流方向为顺时针。
故选A。
[2]磁铁N极向下从虚线位置向右远离线圈,副线圈原磁场方向向上,大小减小,俯视线圈,由楞次定律,感应电流方向为逆时针。
故选A。
14.A.闭合开关瞬间,磁通量增加电流计中有的感应电流,A错误;
B.断开开关瞬间,电流计中没有感应电流,B错误;
C.闭合开关后,滑动变阻器滑片向左移动,接入电路中的电阻增大,电流减小,磁通量减小,电流计中有的感应电流,C错误;
D.闭合开关后,滑动变阻器滑片向右移动,接入电路中的电阻减小,电流增大,磁通量增大,电流计中有的感应电流,D正确。
故选D。
(
14
)
学科网(北京)股份有限公司
$$