【走向高考高考物理一轮复习 第章 电磁感应 第讲 电磁感应现象 楞次定律课时作业 新人教版-课件
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电磁感应现象、楞次定律一、电磁感应现象的判断1.常见的产生感应电流的三种情况2.判断电路中能否产生感应电流的一般流程二、楞次定律和右手定则1.楞次定律及应用2.右手定则的理解和应用(1)右手定则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。
(2)右手定则是楞次定律的一种特殊形式,用右手定则能解决的问题,用楞次定律均可代替解决。
(3)右手定则应用“三注意”:①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流方向。
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”三、针对练习1、如图所示,无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD 在同一平面内,线圈的AB 边与直导线平行。
现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB 边与直导线平行,在AB 边靠近直导线的过程中,下列说法正确的是( )A .线圈内产生的感应电流方向是ADCBAB .直导线对AB 边和CD 边的安培力等大反向C .直导线对AD 边和BC 边的安培力等大反向D .在线圈ABCD 内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向外2、(多选)近几年,许多品牌手机推出无线充电功能,最方便的应用场景之一,是在家用汽车上实现手机无线充电。
如图所示为手机无线充电的工作原理示意图,其主要部件为汽车充电基座内的送电线圈和手机中的受电线圈,若在充电基座内的输电线圈中通入方向由b经线圈到a,且正在变大的电流,在手机受电线圈中接一个电阻,则()A.受电线圈中,通过电阻的电流方向由c到dB.受电线圈中,通过电阻的电流方向由d到cC.受电线圈与送电线圈相互吸引D.受电线圈与送电线圈相互排斥3、(多选)如图甲所示,导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动,导轨电阻不计,磁场的磁感应强度B1、B2的方向如图所示,大小随时间变化的情况如图乙所示,在0~t1时间内()A.若ab不动,则ab、cd中均无感应电流B.若ab不动,则ab中有恒定的感应电流,但cd中无感应电流C.若ab向右匀速运动,则ab中一定有从b到a的感应电流,cd向左运动D.若ab向左匀速运动,则ab中一定有从a到b的感应电流,cd向右运动4、(多选)荡秋千是一项同学们喜欢的体育活动。
高考物理一轮复习讲义第1讲电磁感应现象楞次定律第1讲电磁感应现象楞次定律第1讲电磁感应现象楞次定律一、电磁感应现象1、电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象、2、产生感应电流的条件及情形(1)条件①电路闭合、②磁通量发生变化,即ΔΦ≠0、(2)情形①闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动、②穿过闭合电路的磁通量发生变化、3、产生电磁感应现象的实质穿过电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电动势、如果电路闭合,则有感应电流;如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流、二、楞次定律1、关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是()A、闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流B、闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流C、穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流D、无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流解析:产生感应电流的条件:回路闭合,穿过闭合回路的磁通量发生变化,D正确、答案:D2、下图中能产生感应电流的是()解析:A中线圈没闭合,无感应电流;B中闭合电路中的磁通量增大,有感应电流;C中的导线在圆环的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线都相互抵消,磁通量恒为零,也无电流;D中回路磁通量恒定,无感应电流、答案: B3、如图所示的金属圆环放在匀强磁场中,将它从磁场中匀速拉出来,下列说法正确的是()A、向左拉出和向右拉出,其感应电流方向相反B、不管从什么方向拉出,金属圆环中的感应电流方向总是顺时针C、不管从什么方向拉出,环中的感应电流方向总是逆时针D、在此过程中感应电流大小不变解析:金属圆环不管是从什么方向拉出磁场,金属圆环中的磁通量方向不变,且不断减小,根据楞次定律知,感应电流的方向相同,感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同,则由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向,B正确、金属圆环匀速出磁场过程中,磁通量的变化率在发生变化,D错误、答案: B4、如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动、金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面、则线框中感应电流的方向是()A、a→b→c→d→aB、d→c→b→a→dC、先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD、先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d解析:线框从右侧摆到最低点的过程中,穿过线框的磁通量减小,由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d,从最低点摆到左侧最高点的过程中,穿过线框的磁通量增大,由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d,所以选B、答案: B5、在一根较长的铁钉上,用漆包线绕上两个线圈A、B,将线圈B的两端接在一起,并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方,如图所示、下列判断正确的是( )A、开关闭合时,小磁针不发生转动B、开关闭合时,小磁针的N极垂直纸面向里转动C、开关断开时,小磁针的N极垂直纸面向里转动D、开关断开时,小磁针的N极垂直纸面向外转动解析:开关保持接通时,A内电流的磁场向右;开关断开时,穿过B的磁感线的条数向右减少,因此感应电流的磁场方向向右,感应电流的方向由C到D,CD下方磁感线的方向垂直纸面向里,小磁针N极向里转动、答案: C1、发生电磁感应现象的条件穿过电路的磁通量发生变化、2、磁通量变化的常见情况变化情形举例磁通量变化量磁场变化永磁铁靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化ΔΦ=ΔBS有效面积变化回路面积变化闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动,如图ΔΦ=BΔS回路平面与磁场夹角变化线圈在磁场中转动,如图如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ、在下列各过程中,一定能在轨道回路中产生感应电流的是()A、ab向右运动,同时使θ减小B、磁感应强度B减小,θ角同时也减小C、ab向左运动,同时增大磁感应强度BD、ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0<0<90)解析:设此时回路面积为S ,据题意,磁通量Φ=BScos θ,A选项中,S增大,θ减小,即cos θ增大,则Φ增大,所以A对;B选项中,磁感应强度B减小,θ减小即cos θ增大,则Φ可能不变,B错;C选项中,S减小,磁感应强度B增大,则Φ可能不变,C错;D选项中,S增大,磁感应强度B增大,θ增大,cos θ减小,则Φ可能不变,D错、答案:A感应电流能否产生的判断思路1-1:如图所示为当年法拉第实验装置示意图,两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况能使线圈B中产生感应电流()A、将开关S接通或断开的瞬间B、开关S接通一段时间之后C、开关S接通后,改变滑动变阻器滑动头的位置时D、拿走铁环,再做这个实验,开关S接通或断开的瞬间解析:根据法拉第对产生感应电流的五类概括,A、C、D选项符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的条件、而开关S接通一段时间之后,A线圈中电流恒定,不能使B线圈中产生感应电流、B项错、答案:ACD楞次定律中“阻碍”的含义(xx广州模拟)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线圈时,通过电流表的感应电流方向是()A、a→G→bB、先a→G→b,后b→G→aC、b→G→aD、先b→G→a,后a→G→b解析:(1)条形磁铁在穿入线圈的过程中,原磁场方向向下、(2)穿过线圈向下的磁通量增加、(3)由楞次定律可知:感应电流的磁场方向向上、(4)应用安培定则可判断:感应电流的方向为逆时针(俯视),即由b→G→a、同理可以判断:条形磁铁穿出线圈的过程中,向下的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向下,感应电流的方向为顺时针(俯视),即由a→G→b、答案: D1、感应电流方向的判断方法方法一:右手定则(适用于部分导体切割磁感线)方法二:楞次定律楞次定律的应用步骤(“程序法”)可以用下面的方框图加以概括:2、程序法解题的一般思路及注意事项在使用“程序法”处理问题时,需注意以下两点:①根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序、②在分析和解决问题时,要严格按照解题程序进行,这样可以规范解题过程、减少失误、节约解题时间、2-1:(xx盐城模拟)如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则()A、若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a→b→d→cB、若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→aC、若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为零D、若ab、cd都向右运动,且两杆速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c→d→b→a解析:由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流,故A项错、若ab、cd同向且速度大小相同,ab、cd所围的线圈面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B错、若ab向左,cd向右,则abdc中有顺时针方向的电流,故C项错、若ab、cd都向右运动,但vcd>vab,则abdc所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,回路中产生顺时针方向的电流,故D项正确、答案:D对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因:(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”;(2)阻碍相对运动“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”、(xx海南单科)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过、现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ、设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )A、FT1>mg,FT2>mgB、FT1<mg,FT2<mgC、FT1>mg,FT2<mgD、FT1<mg,FT2>mg解析:金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知FT1>mg,FT2>mg,A项正确、答案:A3-1:如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A、P、Q将互相靠拢B、P、Q将互相远离C、磁铁的加速度仍为gD、磁铁的加速度小于g解析:根据楞次定律的拓展应用可知:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因、本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近、所以,P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g,应选A、D、答案:AD1、“三定则一规律”应用区别2、右手定则和左手定则的应用技巧(1)“因动而电”,即运动生电用右手,记住“电”字的最后一笔“”向右甩、(2)“因电而动”,即通电受力用左手,记住“力”字的最后一笔“丿”向左撇、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、向右加速运动B、向左加速运动C、向右减速运动D、向左减速运动解析:MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由M→NL1中感应电流的磁场方向向上;若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为Q→P且减小向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为P→Q且增大向左加速运动、答案:BC如图所示,在水平平行金属导轨之间存在一匀强磁场,导轨电阻不计,导轨上放两根导线ab和cd,导轨跟大线圈A相连,A内有一小闭合线圈B,磁感线垂直导轨所在的平面向上(俯视)、小线圈B中能产生感应电流,且使得ab和cd之间的距离减小,下列叙述正确的是()A、导线ab加速向右运动,B中产生逆时针方向的电流,cd 所受安培力水平向右B、导线ab匀速向左运动,B中产生顺时针方向的电流,cd 所受安培力水平向左C、导线cd匀速向右运动,B中不产生感应电流,ab不受安培力D、导线cd加速向左运动,B中产生顺时针方向的电流,ab 所受安培力水平向左解析:在ab和cd只有一个运动且ab向右运动或cd向左运动时,ab和cd间的距离才会减小;导线ab向右运动时,由楞次定律(或右手定则)可知,回路abdca中感应电流的方向是逆时针的,即cd中的感应电流由d→c,由左手定则可知,cd所受安培力水平向右,而ab和大线圈A构成的回路中的感应电流则是顺时针方向的,若ab加速运动,则感应电流穿过小线圈的向下磁通量增加、由楞次定律可知,小线圈B中的感应电流为逆时针方向;同理可得,当导线cd向左加速运动时,B中产生顺时针方向的感应电流,ab所受安培力水平向左,所以叙述正确的是A、D、答案:AD1、如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中不能使线框产生感应电流的是()A、导线中电流强度变大B、线框向右平动C、线框向下平动B、线框以ab边为轴转动解析:产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化、A、B、D的做法均会使穿过线框的磁通量发生变化,C选项中的做法,穿过线框的磁通量无变化,无感应电流产生、答案: C2、(xx合肥市八校联考)两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置,通过它们的电流方向如图所示,线圈L的平面跟纸面平行,现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B,则在平移过程中,线圈中的感应电流()A、沿顺时针方向,且越来越小B、沿逆时针方向,且越来越大C、始终为零D、先顺时针,后逆时针解析:由于线圈平面与纸面平行,故线圈的磁通量始终为零,线圈中的感应电流始终为零,C正确、答案: C3、如图所示,光滑绝缘水平面上有一个静止的小导体环,现在将一个条形磁铁从导体环的右上方较高处向下移动,则在此过程中,关于导体环的运动方向以及导体环中的电流方向,下列说法中正确的是()A、导体环向左运动;从上向下看,电流方向是顺时针方向B、导体环向右运动;从上向下看,电流方向是顺时针方向C、导体环向右运动;从上向下看,电流方向是逆时针方向D、导体环向左运动;从上向下看,电流方向是逆时针方向解析:当条形磁铁从导体环的右上方较高处向下移动过程中,穿过导体环中的磁通量向下增加,由楞次定律知导体环将出现“阻碍”其增加的感应电流磁场,方向向上,由安培定则可判定电流方向为从上向下看是逆时针方向,又由左手定则可知导体环所受合力向左,导体环向左运动,D对、答案: D4、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,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()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、向右做加速运动解析:当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,无感应电流出现,A错;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判定回路中出现从b→a 的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B对;同理可判定C对、D错、答案:BC5、(xx北京理综)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”、如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后、将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环、闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起、某同学另找来器材再探究此实验、他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动、对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( )A、线圈接在了直流电源上B、电源电压过高C、所选线圈的匝数过多D、所用套环的材料与老师的不同解析:金属套环跳起的原因是开关S闭合时,套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的、线圈接在直流电源上,S闭合时,金属套环也会跳起、电压越高,线圈匝数越多,S闭合时,金属套环跳起越剧烈、若套环是非导体材料,则套环不会跳起、故选项A、B、C错误,选项D正确、答案: D。
电磁感应现象楞次定律一、选择题(1~7题为单选题,8~10题为多选题)1.(2015·上海浦东新区质检)如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是导学号 05801105( )答案:B解析:A中线框的磁通量没有变化,因此没有感应电流,但有感应电动势,也可以理解为左右两边切割磁感线产生的感应电动势相反,B中线框转动,线框中磁通量变化,这就是发电机模型,有感应电流,B正确。
C、D中线圈平面和B平行,没有磁通量,更没有磁通量的变化,C、D错误。
2.如图所示,有两个同心放置且共面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直,比较通过两环的磁通量Φa、Φb,则导学号 05801106( )A.Φa>Φb B.Φa<ΦbC.Φa=Φb D.不能确定答案:A解析:由于磁感线是闭合曲线,在磁体内部是由S极指向N极,在磁体外部是由N极指向S极,且在磁体外部的磁感线分布在磁体的周围较大的空间。
又由于穿过圆环a、b的磁通量均为Φ=Φ内-Φ外,因此线圈面积越大,磁感线抵消得越多,合磁通量越小,故b环的磁通量较小。
A项正确。
3.(2016·贵州省遵义市模拟)如图所示,在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P,AB在线圈平面内,当发现闭合线圈向右摆动时导学号 05800025 ( )A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流答案:C解析:根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里;AB中的电流减小,线圈中向里的磁通量减小,所以将产生顺时针方向的电流,故A错误;AB中的电流不变,线圈中向里的磁通量不变,没有感应电流产生,故B错误;AB中的电流增大,穿过线框的磁通量增大,根据楞次定律得到:线框中感应电流方向为逆时针方向。
根据左手定则可知导线框所受安培力指向线框内,由于靠近导线磁场强,则安培力较大;远离导线磁场弱,则安培力较小。
因此线圈离开AB直导线,向右运动,故D错误,C正确。
4.(原创题)中国第二艘航母于2015年交付使用,在中国南海担负巡航护卫。
由于地磁场的存在,飞机在一定高度水平飞行时,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端之间会有一定的电势差,则从飞行员的角度看,机翼左端的电势比右端的电势导学号 05801107( ) A.低B.高C.相等D.以上情况都有可能答案:B解析:北半球的地磁场的竖直分量向下,由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行,由飞行员的角度看均为左侧机翼电势较高。
5.如图所示,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。
它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连。
当圆盘a转动时导学号 05801108( )A.圆盘b总是与a沿相同方向转动B.圆盘b总是与a沿相反方向转动C.若B1、B2同向,则a、b转向相同D.若B1、B2反向,则a、b转向相同答案:D解析:当圆盘a转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b盘中,在磁场中由于受安培力b盘会转动。
但若不知B1、B2的方向关系,则b盘与a盘的转向关系将无法确定。
故A、B错。
设B1、B2同向且向上,a盘逆时针转动,则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a′,b盘受力将顺时针转动,故C错,同理可判定D项正确。
6.如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a导学号 05801109( )A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转答案:B解析:据楞次定律的推论“增反减同”,b环中产生顺时针方向的感应电流,说明a中原电流可能顺时针减少,也可能逆时针增加,但b环有收缩的趋势,说明a环中的电流应与b环中的电流同向,同向电流相互吸引,才能使b环收缩,故a环中的电流只能是顺时针减少,因此带正电的a环只能顺时针减速旋转,B正确。
7.(2015·江西上绕联考)如图所示,线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路,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极插入线圈的过程中导学号 05801110( )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b到a,线圈与磁铁相互排斥C.电容器的B极板带正电,线圈与磁铁相互吸引D.电容器的B极板带负电,线圈与磁铁相互排斥答案:B解析:由楞次定律可知,在将磁铁的S极插入线圈的过程中,线圈中产生的感应电流形成的磁场阻碍磁铁的插入,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,选项B项正确,A、C错误;电容器的B极板带正电,选项D错误。
8.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。
下列叙述符合史实的是导学号 05801111( )A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,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答案:ABD解析:奥斯特发现了电流的磁效应,说明电和磁之间存在联系,选项A正确;安培总结了电流周围磁场方向,根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,选项B正确;法拉第在实验中观察到,在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流,选项C错误;楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,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,选项D正确。
9.如图所示,线圈与电源、开关相连,直立在水平桌面上。
铁芯插在线圈中,质量较小的铝环套在铁芯上。
闭合开关的瞬间,铝环向上跳起来。
下列说法中正确的是导学号 05801112( )A.若保持开关闭合,则铝环不断升高B.开关闭合后,铝环上升到某一高度后回落C.若保持开关闭合,则铝环跳起到某一高度停留D.如果将电源的正、负极对调,还会观察到同样的现象答案:BD解析:闭合开关的瞬间,线圈中电流增大,产生的磁场增强,则通过铝环的磁通量增大,根据楞次定律可知,铝环跳起以阻碍磁通量的增大,电流稳定后,铝环中磁通量恒定不变,铝环中不再产生感应电流,在重力作用下,铝环回落,A、C错误,B正确。
闭合开关的瞬间,铝环向上跳起的目的是阻碍磁通量的增大,与磁场的方向、线圈中电流的方向无关,D正确。
10.(2015·江苏南京)如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定有一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流,释放导线框,它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动,在此过程中导学号 05801113( )A .导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBAB .导线框的磁通量为零时,感应电流却不为零C .导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D .导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动答案:AB解析:根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直纸面向外,下方的磁场方向垂直纸面向里,而且越靠近导线磁场越强,所以闭合导线框ABC 在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当BC 边与导线最近时,达到最大,再向下运动,导线框内垂直纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直纸面向里的磁通量增大,当A 点与导线最近时,达到最大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,导线框内垂直纸面向里的磁通量再逐渐减小,所以根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向里,再向外,最后向里,所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBA ,A 选项正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,有感应电动势产生,所以感应电流不为零,B 选项正确;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,不为零。
C 、D 选项错误。
二、非选择题11.如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动。
t =0时,磁感应强度为B 0,此时MN 到达的位置使MDEN 构成一个边长为l 的正方形。
为使MN 棒中不产生感应电流。
从t =0开始,求磁感应强度B 随时间t 变化的关系式。
导学号 05801114答案:B =B 0l l +vt解析:要使MN 棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化,在t =0时刻,穿过线圈平面的磁通量Φ1=B 0S =B 0l 2设t 时刻的磁感应强度为B ,此时磁通量为Φ2=Bl (l +vt )由Φ1=Φ2得B =B 0l l +vt。
12.如图所示,边长为100cm 的正方形闭合线圈置于匀强磁场中,线圈ab 、cd 两边中点连线OO ′的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B 1=0.6T ,B 2=0.40T 的匀强磁场,若从上往下看,线圈逆时针方向转过37°时,穿过线圈的磁通量改变了多少?线圈从初始位置转过180°时,穿过线圈平面的磁通量改变了多少?导学号 05801115答案:-0.1Wb -1.0Wb解析:在原图位置,磁感线与线圈平面垂直。
Φ1=B 1×S 2+B 2×S 2=0.6×12Wb +0.4×12Wb =0.5Wb 线圈绕OO ′轴逆时针转过37°后,Φ2=B 1×S 2cos37°+B 2×S 2cos37° =0.6×12×0.8Wb+0.4×12×0.8Wb=0.4Wb ΔΦ=Φ2-Φ1=0.4Wb -0.5Wb =-0.1Wb绕圈绕OO ′轴逆时针转过180°时,规定穿过原线圈平面的磁通量为正,转过180°后,穿过线圈平面的磁通量为负。
Φ3=-B 1×S 2-B 2×S2=-0.5Wb ΔΦ′=Φ3-Φ1=-0.5Wb -0.5Wb =-1.0Wb 。
13.(2016·陕西省汉中模拟)磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2l 的正方形范围内,有一个电阻为R 、边长为l 的正方形导线框abcd ,沿垂直于磁感线方向,以速度v 匀速通过磁场,如图所示,从ab 边进入磁场时开始计时。