第二章 专题强化7 楞次定律的应用（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第二册教师用书（人教版 苏京）

专题强化7　楞次定律的应用 [学习目标]　1.进一步理解楞次定律,能熟练应用楞次定律的推论解决实际问题(重点)。2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析解决有关综合问题(难点)。 一、楞次定律的重要推论 (1)用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的N极去靠近铝环,如图甲所示。可以观察到什么现象?如图乙所示,如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象?请解释此现象。 (2)如图丙所示,若把磁体从靠近铝环处向左移开,可以观察到什么现象?请解释此现象。 答案　(1)如图(a)所示,当磁体N极靠近铝环时,穿过铝环的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从左往右看),将环形感应电流等效成小磁针(左N极右S极),铝环与磁体相互排斥,铝环向右摆动; 同理分析,如图(b)所示,当S极靠近铝环时,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)。环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极),铝环与磁体相互排斥。铝环向右摆动,即无论是N极还是S极磁体靠近铝环,二者就相互排斥。 (2)如图(c)所示,当磁体N极远离铝环时,穿过铝环的磁通量减小,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看),将环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极),铝环与磁体相互吸引,铝环向左摆动。同理分析得出,S极远离铝环时,铝环和磁体也是相互吸引的。 楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。主要有以下几种表现形式: 内容 例证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”(此方法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况) B减小时,线圈中的Φ减小,为了阻碍Φ减小,线圈有扩张趋势,各边受到的安培力向外;反之,B增大时,线圈中的Φ增大,为了阻碍Φ增大,线圈有缩小趋势,各边受到的安培力向里 使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠” 开关闭合时,穿过金属环P的磁通量增加,P向右运动;开关断开时,穿过P的磁通量减小,P向左运动 如图,当b环中电流减小时,a环面积有“增大”还是“缩小”的趋势? 答案　b环电流减小,电流产生的磁场变弱,a环中Φ减小,为了阻碍Φ的减小,a环中产生同b环同向的感应电流,同向电流相吸,a环面积有缩小的趋势,即“增扩减缩”。 例1　(2023·江苏省东台中学月考)如图所示,质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁体贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,重力加速度为g,以下判断正确的是(　　) A.FN先大于mg,后小于mg B.FN一直大于mg C.Ff先向左,后向右 D.线圈中的电流方向始终不变 答案　A 解析　根据“来拒去留”,磁体靠近线圈时受到斜向上的斥力,由牛顿第三定律知,线圈受到斜向下的斥力,故线圈受到的支持力FN大于重力mg,磁体远离线圈时,线圈受到斜向上的引力,支持力FN小于重力mg,故A正确,B错误;整个过程磁体对线圈的作用力都有向右的分量,即线圈一直有向右运动的趋势,摩擦力的方向始终向左,C错误;由于线圈中的磁通量先变大后变小,方向不变,故磁体靠近和远离线圈时,线圈中电流方向相反,D错误。 针对训练　(2023·南京市开学考试)如图所示,水平固定的长直导线与矩形导线框abcd在同一竖直平面,导线框的ab边与导线平行,导线中通有向右的恒定电流I,现将导线框由静止释放,导线框在竖直下落过程中没有翻转,不计空气阻力。下列对导线框下落过程的分析,正确的是(　　) A.导线框中产生了顺时针方向的感应电流 B.导线框的面积有收缩的趋势 C.导线框下落的加速度有时可能大于重力加速度g D.若导线中的电流I方向向左,则导线框所受安培力的合力方向向下 答案　A 解析　根据安培定则可知,导线下方的磁场垂直纸面向里,离导线越远的地方,磁场越小,导线框在竖直下落过程中,穿过导线框的磁通量变小,根据楞次定律可知导线框中产生了顺时针方向的感应电流,根据“增缩减扩”可知导线框的面积有扩张的趋势,故A正确,B错误;导线框下落时,由“来拒去留”可知,安培力合力方向向上,总是阻碍相对运动,与电流方向无关,故D错误;导线框下落过程中,安培力合力向上,重力大于安培力合力,所以导线框下落的加速度小于重力加速度g,故C错误。 拓展1　如图甲所示,有一闭合线圈ABCD,磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向),磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,0~t1时间内AB边受到的安培力方向　　　　　　,t1~t2时间内AB边受到的安培力方向　　　　(均选填“向左”或“向右”)。  答案　向右　向左 拓展2　如图所示,闭合线圈ABCD进入磁场的过程中,CD边受到的安培力方向　　　　,穿出磁场的过程中,AB边受到的安培力方向　　　　(均选填“向左”或“向右”)。  答案　向左　向左 例2　 如图所示装置,在下列各种操作中,会使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A向右运动的是(　　) A.开关S接通的瞬间 B.开关S接通后,电路中电流稳定时 C.开关S接通后,滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间 D.开关S断开的瞬间 答案　D 解析　当开关S接通的瞬间,螺线管中产生磁场,闭合线圈中磁通量在这一瞬间变大,根据楞次定律推论“增离减靠”可得,此时闭合线圈A向左运动,A错误;同理可得,开关断开的瞬间闭合线圈A向右运动,D正确;开关S接通后,电路中电流稳定时线圈A中磁通量不变,不产生感应电流,此时线圈A静止,B错误;开关S接通后,滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间,电路中总电阻变小,电流变大,闭合线圈中磁通量变大,根据楞次定律推论“增离减靠”可知此时闭合线圈A向左运动,C错误。 例3　如图所示,a、b、c三个线圈是同心圆,b线圈上连接有直流电源和开关K,则下列说法正确的是(　　) A.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈c中有感应电流,线圈a中没有感应电流 B.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈a中有感应电流,线圈c中没有感应电流 C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时感应电流,有扩张趋势 D.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时感应电流,有收缩趋势 答案　C 解析　在K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化,均有感应电流产生,故A、B错误;在K闭合的一瞬间,线圈b中产生顺时针方向的电流,线圈a、c内磁场垂直纸面向里增大,根据楞次定律的推论、右手螺旋定则,可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时感应电流,a有扩张的趋势,c有收缩的趋势,故C正确,D错误。 楞次定律的拓展含义——“增缩减扩”或“增扩减缩”关键看闭合回路面积的变化(或变化趋势)对阻碍磁通量变化的效果。应用“增缩减扩”或“增扩减缩”判断安培力的方向快速、准确,能解放“右手”或“左手”。 二、“三定则一定律”的综合应用 项目 安培定则 电磁感应 左手定则 右手定则 楞次定律 应用 对象 判断电流产生磁场的方向 判断闭合电路的一段导体切割磁感线产生感应电流的方向 判断闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向 判断安培力、洛伦兹力的方向 使用 方法 右手握住导线或螺线管(环形电流) 右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向,磁感线穿过手掌,四指指向电流的方向 一原、二变、三感、四螺旋 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向(负电荷运动反方向),磁感线穿过手掌,拇指指向受力方向 图形 示例 因果 关系 因电而生磁(I→B用安培定则) 因动而生电(v、B→I感用右手定则),应用:发电机 因磁而生电(ΔΦ→I感用楞次定律) 因电在磁场中而受力(I、B→F用左手定则),应用:电动机 例4　(2022·苏州外国语学校期中)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PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大,感应电流越大)(　　) A.向左加速运动 B.向右加速运动 C.向左减速运动 D.向右匀速运动 答案　A 解析　根据安培定则可知,MN处于ab产生的垂直纸面向里的磁场中,MN在安培力作用下向右运动,说明MN受到的安培力向右,由左手定则可知电流由M指向N,L1中感应电流的磁场向上,由楞次定律可知,L2中产生感应电流的磁场应该是向上减小,或向下增加,再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动,故A正确,B、C、D错误。 例5　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增强的磁场,则T中的合磁场向里减弱,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,D正确。 专题强化练　[分值:100分] 1~7题每题7分,共49分 1.金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上,条形磁体在如图所示位置自由下落,在接近导轨时,下列说法正确的有(重力加速度为g,不计空气阻力)(　　) A.ab、cd相互靠近 B.ab、cd相互远离 C.磁体加速度大于g D.磁体加速度等于g 答案　A 解析　当条形磁体从上向下接近闭合回路时,穿过回路的磁通量在不断增加,根据楞次定律的推论可知,感应电流的磁场给条形磁体一个向上阻碍其下落的阻力,即磁体下落的加速度小于g,且ab、cd两金属棒将互相靠近,使回路的面积减小,从而阻碍磁通量的增加,故选A。 2.如图所示,一个有弹性的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减小时,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　C 解析　由安培定则可知,通电直导线在圆环面形成的磁场方向垂直纸面向里,当通电直导线中电流减小时,穿过圆环面的磁通量减小,由“增缩减扩”可知,弹性圆环的面积S将增大,由“增离减靠”可知,圆环将靠近导线,则L将变短,故选C。 3.(2023·盐城市响水中学高二期中)如图所示,线圈A和电流表相连,线圈B和电源、开关连成一闭合电路。线圈A和线圈B绕在同一个竖直铁芯上。下列说法中正确的是(　　) A.闭合和断开开关的瞬间,通过电流表的电流方向相同 B.闭合开关的瞬间,线圈A、B相互吸引 C.断开开关的瞬间,通过电流表的电流方向为从下向上 D.保持开关闭合,电流表指针偏转到某一位置,并保持不变 答案　C 解析　根据楞次定律可知, 闭合开关的瞬间,通过电流表的感应电流为从上向下,断开开关瞬间,通过电流表的感应电流从下向上,故C正确,A错误;根据楞次定律推论可知,闭合开关的瞬间,线圈A、B相互排斥,故B错误;保持开关闭合,B线圈中电流恒定后,穿过线圈A中磁通量不发生变化,A线圈中没有感应电流,电流表指针指向0刻度,故D错误。 4.(2024·南通市高二期末)如图所示,铝制水平横梁两端各固定一个铝环,横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时,用一磁体的N极去接近A环,发现横梁绕支点转动。关于该实验,下列说法中正确的是(　　) A.磁体接近A环的过程中,A环将有收缩的趋势 B.用磁场的任意一磁极接近A环时,A环均被吸引 C.若用磁体接近B环,横梁也将绕支点转动 D.若用陶瓷材料制作A、B环,也可以得到相同的实验效果 答案　A 解析　磁体无论哪一极靠近A环时,由楞次定律的推论“来拒去留”可知A环均被排斥,B错误;穿过A环的磁通量变大,由楞次定律的推论“增缩减扩”知,A环还有收缩的趋势,A正确;用磁体的N极接近B环,由于B环是断开的,无法形成感应电流,因而横梁不会转动,C错误;A环采用绝缘材料时,不会产生感应电流,不受安培力则不会得到相同的实验效果,而B环没有闭合,没有感应电流产生,因而换成绝缘材料时对实验结果没有影响,D错误。 5.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,MN与导线框绝缘,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; 方法一　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,则导线框所受安培力的合力方向水平向左,故C正确,D错误。 方法二　当MN中电流增大时,导线框中产生感应电流,线框各边受到安培力作用,使导线框向阻碍磁通量增大的方向“移动”,故导线框所受安培力的合力方向水平向左,故C正确,D错误。 6.(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时(　　) A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 答案　C 解析　线圈1、2形成的磁场方向都是垂直地面向下的,汽车进入线圈1、2过程中,穿过矩形线圈abcd的磁通量增大,感应电流与线圈1、2中的电流方向相反,是逆时针(俯视),受到的安培力方向与速度方向相反,离开时穿过矩形线圈的磁通量减小,产生的感应电流是顺时针(俯视),故C正确,A、B、D错误。 7.(2023·无锡市第一中学高二期中)2022年6月17日,我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”下水后,将按计划开展系泊试验和航行试验,这是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,配置电磁弹射和阻拦装置。航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示,当闭合开关S,固定线圈中突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去,则(　　) A.闭合开关S的瞬间,从左侧看金属环中的感应电流沿逆时针方向 B.若将电源正负极调换,金属环弹射方向将改变 C.若将金属环置于线圈的右侧,金属环仍将向左弹射 D.若将金属环置于线圈的右侧,金属环将向右弹射 答案　D 解析　闭合开关S的瞬间,线圈中电流迅速增大,电流从线圈右侧流入,产生的磁场方向向左,由楞次定律可知,金属环中的感应电流方向从左侧看为顺时针,A错误;电源正负极调换后,根据“增离减靠”可得,金属环受力方向向左,故仍将向左弹出,B错误;若将金属环放在线圈右侧,根据“增离减靠”可得,金属环将向右弹射,C错误,D正确。 8~12题每题8分,共40分 8.如图甲所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R,金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示(以向下为正方向),0~2t0时间内ab始终保持静止。则下列说法正确的是(　　) A.0~2t0时间内ab中的感应电流方向总是由b到a B.0~t0时间内ab棒所受的安培力向左 C.t0~2t0时间内ab棒所受的静摩擦力向右 D.t0~2t0时间内穿过闭合回路的磁通量逐渐减小 答案　C 解析　根据题意,由题图乙可知,0~t0时间内,磁场方向向下,穿过闭合回路的磁通量逐渐减小,由楞次定律可知,感应电流产生磁场的方向向下,由右手螺旋定则可知,回路中电流方向为顺时针,即ab中的感应电流方向是由a到b,t0~2t0时间内,磁场方向向上,穿过闭合回路的磁通量逐渐增大,回路中电流方向也为顺时针,即ab中的感应电流方向总是由a到b,故A、D错误;0~t0时间内,由左手定则可知,ab棒所受的安培力向右,故B错误;t0~2t0时间内,由左手定则可知,ab棒所受的安培力向左,由平衡条件可知,ab棒所受的静摩擦力向右,故C正确。 9.(2022·高邮市临泽中学期末)如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西且较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响,让检测线圈(位于水平面内)从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面接近并通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处,在此过程中,俯视检测线圈,下列说法正确的是(　　) A.感应电流的方向先顺时针后逆时针,然后再顺时针(俯视) B.感应电流的方向先逆时针后顺时针,然后再逆时针(俯视) C.检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D.检测线圈所受安培力的方向一直向南 答案　B 解析　根据通电直导线周围的磁感线的分布特点,检测线圈由远处移近直导线的过程中,穿过线圈的磁场有向下的分量,且穿过检测线圈的磁通量先增大后减小,由楞次定律和安培定则可知,检测线圈中的电流方向先逆时针后顺时针;当检测线圈从直导线正上方逐渐远离直导线的过程中,穿过线圈的磁场有向上的分量,穿过检测线圈的磁通量先增大后减小,由楞次定律和安培定则可知,检测线圈中的电流方向先顺时针后逆时针;即感应电流的方向先逆时针后顺时针,然后再逆时针,故A错误,B正确;根据楞次定律推论“来拒去留”可知,检测线圈所受安培力在水平面内的分力的方向一直向北,故C、D错误。 10.如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平固定放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A.开关闭合的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 答案　D 解析　开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A错误;开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来的状态,B、C错误;开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确。 11.某实验小组设计的电梯坠落应急安全装置如图所示,电梯井内壁上铺设线圈,电梯轿厢底部安装永久磁铁,磁铁N极向上,线圈能在电梯轿厢突然坠落时自动闭合,阻碍电梯轿厢急剧下降从而减小对乘客的伤害。当电梯轿厢坠落至图示位置时(　　) A.线圈A、B相互吸引 B.线圈A有收缩的趋势,B有扩张的趋势 C.俯视线圈A,其感应电流沿逆时针方向 D.电梯轿厢处于完全失重状态 答案　C 解析　当电梯轿厢坠落到题图所示位置时,线圈A中向上的磁通量减弱,线圈B中向上的磁通量增强,从上向下看,线圈A中产生的感应电流为逆时针方向,线圈B中产生的感应电流为顺时针方向,两线圈感应电流方向相反,所以两线圈相互排斥,故A错误,C正确;线圈A中向上的磁通量减弱,线圈B中向上的磁通量增强,由楞次定律的推论可知,线圈A有扩张趋势,线圈B有收缩趋势,故B错误;由上述分析可知,坠落过程中,线圈内的磁通量发生变化,线圈会产生感应电流,感应电流会阻碍磁铁的运动,进而阻碍电梯轿厢运动,使电梯轿厢处于非完全失重状态,故D错误。 12.(2023·南京第二十九中期中)如图所示,一平行光滑金属导轨水平置于竖直向下的匀强磁场中,导轨电阻不计,与大螺线管M相接,在M螺线管内同轴放置一绝缘圆盘N,N的边缘固定着许多带负电的小球(每个小球都可视为一点电荷),且圆盘N可绕轴心在水平面内自由转动。当导体棒ab运动时,圆盘N能沿箭头方向逆时针转动,则导体棒ab的运动情况是(　　) A.导体棒ab向右做匀速运动 B.导体棒ab向右做加速运动 C.导体棒ab向左做匀加速运动 D.导体棒ab向左做变加速运动 答案　B 解析　圆盘N能沿箭头方向逆时针转动,可知感应电场的方向沿顺时针方向,则产生感应电场的磁场方向垂直纸面向里;若导体棒ab向右运动,则感应电流由b到a,M中的磁场向外,与产生感应电场的磁场方向相反,可知必然是增强的,则ab必然加速运动,选项A错误,B正确;若导体棒ab向左运动,则感应电流由a到b,M中的磁场向里,与产生感应电场的磁场方向相同,可知必然是减弱的,则ab必然减速运动,选项C、D错误。 (11分) 13.如图所示装置中,平行导轨光滑、水平放置,cd杆原来静止。当ab杆做如下哪种运动时,cd杆将向左移动(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)(　　) A.向左加速运动 B.向左减速运动 C.向右加速运动 D.向右匀速运动 答案　A 解析　ab杆向左加速运动,根据右手定则及题意,知在ab杆上产生增大的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下增强的磁场,该磁场向上通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生d到c的电流,根据左手定则,受到向左的安培力,向左运动,故A正确;同理可得B、C错误;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,通过L2的磁通量恒定,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ DIERZHANG 第二章 专题强化7　楞次定律的 应用 1 1.进一步理解楞次定律,能熟练应用楞次定律的推论解决实际问题(重点)。 2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析解决有关综合问题(难点)。 学习目标 2 一、楞次定律的重要推论 二、“三定则一定律”的综合应用 专题强化练 内容索引 3 楞次定律的重要推论 一 4 (1)用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的N极去靠近铝环,如图甲所示。可以观察到什么现象?如图乙所示,如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象?请解释此现象。 答案　如图(a)所示,当磁体N极靠近铝环时,穿过铝环的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从左往右看),将环形感应电流等效成小磁针(左N极右S极),铝环与磁体相互排斥,铝环向右摆动; 同理分析,如图(b)所示,当S极靠近铝环时,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)。环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极),铝环与磁体相互排斥。铝环向右摆动,即无论是N极还是S极磁体靠近铝环,二者就相互排斥。 (2)如图丙所示,若把磁体从靠近铝环处向左移开,可以观察到什么现象?请解释此现象。 答案　如图(c)所示,当磁体N极远离铝环时,穿过铝环的磁通量减小,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看),将环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极),铝环与磁体相互吸引,铝环向左摆动。同理分析得出,S极远离铝环时,铝环和磁体也是相互吸引的。 楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。主要有以下几种表现形式: 提炼·总结 内容 例证 阻碍原磁通量变化——“增反减同”   阻碍相对运动——“来拒去留” 内容 例证 使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”(此方法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况)   B减小时,线圈中的Φ减小,为了阻碍Φ减小,线圈有扩张趋势,各边受到的安培力向外;反之,B增大时,线圈中的Φ增大,为了阻碍Φ增大,线圈有缩小趋势,各边受到的安培力向里 内容 例证 使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”   开关闭合时,穿过金属环P的磁通量增加,P向右运动;开关断开时,穿过P的磁通量减小,P向左运动 如图,当b环中电流减小时,a环面积有“增大”还是“缩小”的趋势? 思考与讨论 答案　b环电流减小,电流产生的磁场变弱,a环中Φ减小,为了阻碍Φ的减小,a环中产生同b环同向的感应电流,同向电流相吸,a环面积有缩小的趋势,即“增扩减缩”。 　(2023·江苏省东台中学月考)如图所示,质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁体贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,重力加速度为g,以下判断正确的是 A.FN先大于mg,后小于mg B.FN一直大于mg C.Ff先向左,后向右 D.线圈中的电流方向始终不变 例1 √ 根据“来拒去留”,磁体靠近线圈时受到斜向上的斥力,由牛顿第三定律知,线圈受到斜向下的斥力,故线圈受到的支持力FN大于重力mg,磁体远离线圈时,线圈受到斜向上的引力,支持力FN小于重力mg,故A正确,B错误; 整个过程磁体对线圈的作用力都有向右的分量,即线圈一直有向右运动的趋势,摩擦力的方向始终向左,C错误; 由于线圈中的磁通量先变大后变小,方向不变,故磁体靠近和远离线圈时,线圈中电流方向相反,D错误。 　(2023·南京市开学考试)如图所示,水平固定的长直导线与矩形导线框abcd在同一竖直平面,导线框的ab边与导线平行,导线中通有向右的恒定电流I,现将导线框由静止释放,导线框在竖直下落过程中没有翻转,不计空气阻力。下列对导线框下落过程的分析,正确的是 A.导线框中产生了顺时针方向的感应电流 B.导线框的面积有收缩的趋势 C.导线框下落的加速度有时可能大于重力加速度g D.若导线中的电流I方向向左,则导线框所受安培力的合力方向向下 针对训练 √ 根据安培定则可知,导线下方的磁场垂直纸面向里,离导线越远的地方,磁场越小,导线框在竖直下落过程中,穿过导线框的磁通量变小,根据楞次定律 可知导线框中产生了顺时针方向的感应电流,根据“增缩减扩”可知导线框的面积有扩张的趋势,故A正确,B错误; 导线框下落时,由“来拒去留”可知,安培力合力方向向上,总是阻碍相对运动,与电流方向无关,故D错误; 导线框下落过程中,安培力合力向上,重力大于安培力合力,所以导线框下落的加速度小于重力加速度g,故C错误。 拓展1　如图甲所示,有一闭合线圈ABCD,磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向),磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,0~t1时间内AB边受到的安培力方向　　　　,t1~t2时间内AB边受到的安培力方向　　　　(均选填“向左”或“向右”)。  向右 向左 拓展2　如图所示,闭合线圈ABCD进入磁场的过程中,CD边受到的安培力方向　　　　,穿出磁场的过程中,AB边受到的安培力方向　　　　(均选填“向左”或“向右”)。  向左 向左 　如图所示装置,在下列各种操作中,会使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A向右运动的是 A.开关S接通的瞬间 B.开关S接通后,电路中电流稳定时 C.开关S接通后,滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间 D.开关S断开的瞬间 例2 √ 当开关S接通的瞬间,螺线管中产生磁场,闭合线圈中磁通量在这一瞬间变大,根据楞次定律推论“增离减靠”可得,此时闭合线圈A向左运动,A错误; 同理可得,开关断开的瞬间闭合线圈A向右运动,D正确; 开关S接通后,电路中电流稳定时线圈A中磁通量不变,不产生感应电流,此时线圈A静止,B错误; 开关S接通后,滑动变阻器滑片向上滑动的瞬间,电路中总电阻变小,电流变大,闭合线圈中磁通量变大,根据楞次定律推论“增离减靠”可知此时闭合线圈A向左运动,C错误。 　如图所示,a、b、c三个线圈是同心圆,b线圈上连接有直流电源和开关K,则下列说法正确的是 A.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈c中有感应 电流,线圈a中没有感应电流 B.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈a中有感应 电流,线圈c中没有感应电流 C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时感应电流,有扩张趋势 D.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时感应电流,有收缩趋势 例3 √ 在K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化,均有感应电流产生,故A、B错误; 在K闭合的一瞬间,线圈b中产生顺时针方向的电流,线圈a、c内磁场垂直纸面向里增大,根据楞次定律 的推论、右手螺旋定则,可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时感应电流,a有扩张的趋势,c有收缩的趋势,故C正确,D错误。 总结提升 楞次定律的拓展含义——“增缩减扩”或“增扩减缩”关键看闭合回路面积的变化(或变化趋势)对阻碍磁通量变化的效果。应用“增缩减扩”或“增扩减缩”判断安培力的方向快速、准确,能解放“右手”或“左手”。 返回 “三定则一定律”的综合应用 二 24 项目 安培定则 电磁感应 左手定则 右手定则 楞次定律 应用 对象 判断电流产生磁场的方向 判断闭合电路的一段导体切割磁感线产生感应电流的方向 判断闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向 判断安培力、洛伦兹力的方向 使用 方法 右手握住导线或螺线管(环形电流) 右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向,磁感线穿过手掌,四指指向电流的方向 一原、二变、三感、四螺旋 左手四指指向电流方向或正电荷运动方向 (负电荷运动反方向),磁感线穿过手掌,拇指指向受力方向 项目 安培定则 电磁感应 左手定则 右手定则 楞次定律 图形 示例         因果 关系 因电而生磁(I→B用安培定则) 因动而生电(v、B →I感用右手定则),应用:发电机 因磁而生电(ΔΦ→I感用楞次定律) 因电在磁场中而受力(I、B→F用左手定则),应用:电动机 　(2022·苏州外国语学校期中)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PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大,感应电流越大) A.向左加速运动 B.向右加速运动 C.向左减速运动 D.向右匀速运动 例4 √ 根据安培定则可知,MN处于ab产生的垂直纸面向里的磁场中,MN在安培力作用下向右运动,说明MN受到的安培力向右,由左手定则可知电流由M指向N,L1中感应电流的磁场向上,由楞次定律可知,L2中产生感应电流的磁场应该是 向上减小,或向下增加,再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动,故A正确,B、C、D错误。 　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 例5 √ 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增强的磁场,则T中的合磁场向 里减弱,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,D正确。 返回 专题强化练 三 31 1.金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上,条形磁体在如图所示位置自由下落,在接近导轨时,下列说法正确的有(重力加速度为g,不计空气阻力) A.ab、cd相互靠近 B.ab、cd相互远离 C.磁体加速度大于g D.磁体加速度等于g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础强化练 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 当条形磁体从上向下接近闭合回路时,穿过回路的磁通量在不断增加,根据楞次定律的推论可知,感应电流的磁场给条形磁体一个向上阻碍其下落的阻力,即磁体下落的加速度小于g,且ab、cd两金属 12 棒将互相靠近,使回路的面积减小,从而阻碍磁通量的增加,故选A。 13 2.如图所示,一个有弹性的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减小时,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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由安培定则可知,通电直导线在圆环面形成的磁场方向垂直纸面向里,当通电直导线中电流减小时,穿过圆环面的磁通量减小,由“增缩减扩”可知,弹性圆环的面积S将增大,由“增离减靠”可知,圆环将靠近导线,则L将变短,故选C。 12 13 3.(2023·盐城市响水中学高二期中)如图所示,线圈A和电流表相连,线圈B和电源、开关连成一闭合电路。线圈A和线圈B绕在同一个竖直铁芯上。下列说法中正确的是 A.闭合和断开开关的瞬间,通过电流表的电流方向相同 B.闭合开关的瞬间,线圈A、B相互吸引 C.断开开关的瞬间,通过电流表的电流方向为从下向上 D.保持开关闭合,电流表指针偏转到某一位置,并保持不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据楞次定律可知, 闭合开关的瞬间,通过电流表的感应电流为从上向下,断开开关瞬间,通过电流表的感应电流从下向上,故C正确,A错误; 根据楞次定律推论可知,闭合开关的瞬间,线圈A、B相互排斥,故B错误; 12 保持开关闭合,B线圈中电流恒定后,穿过线圈A中磁通量不发生变化,A线圈中没有感应电流,电流表指针指向0刻度,故D错误。 13 4.(2024·南通市高二期末)如图所示,铝制水平横梁两端各固定一个铝环,横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时,用一磁体的N极去接近A环,发现横梁绕支点转动。关于该实验,下列说法中正确的是 A.磁体接近A环的过程中,A环将有收缩的趋势 B.用磁场的任意一磁极接近A环时,A环均被吸引 C.若用磁体接近B环,横梁也将绕支点转动 D.若用陶瓷材料制作A、B环,也可以得到相同的实验效果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 磁体无论哪一极靠近A环时,由楞次定律的推论“来拒去留”可知A环均被排斥,B错误; 穿过A环的磁通量变大,由楞次定律的推论“增缩减扩”知,A环还有收缩的趋势,A正确; 12 用磁体的N极接近B环,由于B环是断开的,无法形成感应电流,因而横梁不会转动,C错误; A环采用绝缘材料时,不会产生感应电流,不受安培力则不会得到相同的实验效果,而B环没有闭合,没有感应电流产生,因而换成绝缘材料时对实验结果没有影响,D错误。 13 5.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,MN与导线框绝缘,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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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; 方法一　根据左手定则知,ab边所受安培力方向水 12 平向左,cd边所受安培力方向向左,则导线框所受安培力的合力方向水平向左,故C正确,D错误。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 方法二　当MN中电流增大时,导线框中产生感应电流,线框各边受到安培力作用,使导线框向阻碍磁通量增大的方向“移动”,故导线框所受安培力的合力方向水平向左,故C正确,D错误。 12 13 6.(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时 A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 线圈1、2形成的磁场方向都是垂直地面向下的,汽车进入线圈1、2过程中,穿过矩形线圈abcd的磁通量增大,感应电流与线圈1、2中的电流方向相反,是逆时针(俯视),受到的安培力方向与速度 12 方向相反,离开时穿过矩形线圈的磁通量减小,产生的感应电流是顺时针(俯视),故C正确,A、B、D错误。 13 7.(2023·无锡市第一中学高二期中)2022年6月17日,我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”下水后,将按计划开展系泊试验和航行试验,这是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,配置电磁弹射和阻拦装置。航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示,当闭合开关S,固定线圈中突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去,则 A.闭合开关S的瞬间,从左侧看金属环中的感应 电流沿逆时针方向 B.若将电源正负极调换,金属环弹射方向将改变 C.若将金属环置于线圈的右侧,金属环仍将向左弹射 D.若将金属环置于线圈的右侧,金属环将向右弹射 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 闭合开关S的瞬间,线圈中电流迅速增大,电流从线圈右侧流入,产生的磁场方向向左,由楞 12 次定律可知,金属环中的感应电流方向从左侧看为顺时针,A错误; 电源正负极调换后,根据“增离减靠”可得,金属环受力方向向左,故仍将向左弹出,B错误; 若将金属环放在线圈右侧,根据“增离减靠”可得,金属环将向右弹射,C错误,D正确。 13 8.如图甲所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R,金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示(以向下为正方向),0~2t0时间内ab始终保持静止。则下列说法正确的是 A.0~2t0时间内ab中的感应电流方向总是由b到a B.0~t0时间内ab棒所受的安培力向左 C.t0~2t0时间内ab棒所受的静摩擦力向右 D.t0~2t0时间内穿过闭合回路的磁通量逐 渐减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 能力综合练 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据题意,由题图乙可知,0~t0时间内,磁场方向向下,穿过闭合回路的磁通量逐渐减小,由楞次定律可知, 12 感应电流产生磁场的方向向下,由右手螺旋定则可知,回路中电流方向为顺时针,即ab中的感应电流方向是由a到b,t0~2t0时间内,磁场方向向上,穿过闭合回路的磁通量逐渐增大,回路中电流方向也为顺时针,即ab中的感应电流方向总是由a到b,故A、D错误; 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0~t0时间内,由左手定则可知,ab棒所受的安培力向右,故B错误;t0~2t0时间内,由左手定则可知,ab棒所受的安培力向左,由平衡条件可知,ab棒所受的静摩擦力向右,故C正确。 12 13 9.(2022·高邮市临泽中学期末)如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西且较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响,让检测线圈(位于水平面内)从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面接近并通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处,在此过程中,俯视检测线圈,下列说法正确的是 A.感应电流的方向先顺时针后逆时针,然后再顺时 针(俯视) B.感应电流的方向先逆时针后顺时针,然后再逆时 针(俯视) C.检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D.检测线圈所受安培力的方向一直向南 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据通电直导线周围的磁感线的分布特点,检测线圈由远处移近直导线的过程中,穿过线圈的磁场有向下的分量,且穿过检测线圈的磁通量先增大后减小,由楞次定律和安培 12 定则可知,检测线圈中的电流方向先逆时针后顺时针;当检测线圈从直导线正上方逐渐远离直导线的过程中,穿过线圈的磁场有向上的分量,穿过检测线圈的磁通量先增大后减小,由楞次定律和安培定则可知,检测线圈中的电流方向先顺时针后逆时针;即感应电流的方向先逆时针后顺时针,然后再逆时针,故A错误,B正确; 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据楞次定律推论“来拒去留”可知,检测线圈所受安培力在水平面内的分力的方向一直向北,故C、D错误。 13 10.如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平固定放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A.开关闭合的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的 方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂 直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向 转动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A错误; 12 开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来的状态,B、C错误; 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确。 12 13 11.某实验小组设计的电梯坠落应急安全装置如图所示,电梯井内壁上铺设线圈,电梯轿厢底部安装永久磁铁,磁铁N极向上,线圈能在电梯轿厢突然坠落时自动闭合,阻碍电梯轿厢急剧下降从而减小对乘客的伤害。当电梯轿厢坠落至图示位置时 A.线圈A、B相互吸引 B.线圈A有收缩的趋势,B有扩张的趋势 C.俯视线圈A,其感应电流沿逆时针方向 D.电梯轿厢处于完全失重状态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 当电梯轿厢坠落到题图所示位置时,线圈A中向上的磁通量减弱,线圈B中向上的磁通量增强,从上向下看,线圈A中产生的感应电流为逆时针方向,线圈B中产生的感应电流为顺时针方向,两线圈感应电流方向相反,所以两线圈相互排斥,故A错误,C正确; 12 13 线圈A中向上的磁通量减弱,线圈B中向上的磁通量增强,由楞次定律的推论可知,线圈A有扩张趋势,线圈B有收缩趋势,故B错误; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由上述分析可知,坠落过程中,线圈内的磁通量发生变化,线圈会产生感应电流,感应电流会阻碍磁铁的运动,进而阻碍电梯轿厢运动,使电梯轿厢处于非完全失重状态,故D错误。 12 13 12.(2023·南京第二十九中期中)如图所示,一平行光滑金属导轨水平置于竖直向下的匀强磁场中,导轨电阻不计,与大螺线管M相接,在M螺线管内同轴放置一绝缘圆盘N,N的边缘固定着许多带负电的小球(每个小球都可视为一点电荷),且圆盘N可绕轴心在水平面内自由转动。当导体棒ab运动时,圆盘N能沿箭头方向逆时针转动,则导体棒ab的运动情况是 A.导体棒ab向右做匀速运动 B.导体棒ab向右做加速运动 C.导体棒ab向左做匀加速运动 D.导体棒ab向左做变加速运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圆盘N能沿箭头方向逆时针转动,可知感应电 场的方向沿顺时针方向,则产生感应电场的磁 场方向垂直纸面向里;若导体棒ab向右运动,则 感应电流由b到a,M中的磁场向外,与产生感应电场的磁场方向相反,可知必然是增强的,则ab必然加速运动,选项A错误,B正确; 若导体棒ab向左运动,则感应电流由a到b,M中的磁场向里,与产生感应电场的磁场方向相同,可知必然是减弱的,则ab必然减速运动,选项C、D错误。 12 13 13.如图所示装置中,平行导轨光滑、水平放置,cd杆原来静止。当ab杆做如下哪种运动时,cd杆将向左移动(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) A.向左加速运动 B.向左减速运动 C.向右加速运动 D.向右匀速运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 尖子生选练 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ab杆向左加速运动,根据右手定则及题意,知在ab杆上产生增大的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下增强的磁场,该磁场向上 返回 12 13 通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生d到c的电流,根据左手定则,受到向左的安培力,向左运动,故A正确; 同理可得B、C错误; 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,通过L2的磁通量恒定,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故D错误。 $