1 电磁感应现象 楞次定律 教师版
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4.3楞次定律【教学目标】1、知识与技能:(1)理解楞次定律的内容。
(2)能熟练应用楞次定律判定感应电流方向。
(3)掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
(4)理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。
2、过程与方法(1)通过观察演示实验,探索和总结出感应电流方向的一般规律(2)通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,培养学生观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。
3、情感态度与价值观(1)使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
(2)让学生参与问题的解决,培养学生科学的探究能力和合作精神。
【教学重点】楞次定律的理解及实际应用【教学难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)【教学方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法【教具准备】灵敏电流计,干电池,线圈(外面有明显的绕线标志),导线若干,条形磁铁,线圈【教学过程】一、复习提问:1、要产生感应电流必须具备什么样的条件?答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、磁通量的变化包括哪情况?答:根据公式Φ=BS sinθ(θ是B与S之间的夹角)可知,磁通量Φ的变化包括B的变化,S的变化,B与S之间的夹角的变化。
这些变化都可以引起感应电流的产生。
二、引入新课B 1、问题1:如图,已知通电螺线管的磁场方向,问电流方向?答:由右手螺旋定则(安培定则)可知,电流从右边出,左边进,电流为逆时针方向。
2、问题2:如图,在磁场中放入一线圈,若磁场B 变大或变小,问①有没有感应电流?(有,因磁通量有变化);②感应电流方向如何?(B 变大——逆时针,B 变小——顺时针)3、感应电流不是个好“孩子”。
感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系?本节课我们就来一起探究感应电流与磁通量的关系。
三、进行新课1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考:(1)、灵敏电流计的作用是什么?为什么用灵敏电流计而不用安培表?答:灵敏电流计——(把灵敏电流计与干电池试触,演示指针偏转方向与电流流入方向间的关系)电流从那侧接线柱流入,指针就向那侧偏转,因为灵敏电流计的量程较小,灵敏度较高,能测出螺线管中产生的微弱感应电流。
楞次定律1.在探究楞次定律的实验过程中,会提出物理问题、获取和处理信息、得出结论并作出解释,提高自身“科学探究”“科学态度与责任”的物理学科核心素养。
2.正确理解楞次定律的内容及其本质。
3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
知识点一影响感应电流方向的因素楞次定律[情境导学]线圈与电流表相连,把磁体的某一个磁极向线圈中插入、或从线圈中抽出,两种情况电流表的指针都发生了偏转,但两种情况下偏转的方向不同,这说明感应电流的方向并不相同。
感应电流的方向与哪些因素有关?提示:感应电流的方向与磁场方向及磁场变化的情况有关。
[知识梳理]1.产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。
2.探究影响感应电流方向的因素(1)实验器材:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)、电阻(10 kΩ)。
(2)实验现象:如图所示,在四种情况下,将实验结果填入下表。
(3)实验分析①线圈内磁通量增大时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针(俯视)向上乙向上顺时针(俯视)向下②线圈内磁通量减小时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针(俯视)向下丁向上逆时针(俯视)向上(4)实验结论表述一:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
表述二:当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。
3.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阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
[初试小题]1.判断正误。
(1)有磁场就会产生电流。
(×)(2)感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。
(×)(3)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。
(×)(4)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。
(×)(5)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。
楞次定律教案(图文版)第一章:楞次定律简介1.1 楞次定律的定义介绍楞次定律的定义:感应电流的方向总是要使得其磁场对抗原磁场的变化。
解释楞次定律的实验现象:通过实验观察到,当导体在磁场中运动时,导体中会产生电流,电流的方向与磁场和导体运动方向有关。
1.2 楞次定律的发现历程强调楞次定律的重要性:楞次定律是电磁学中的基本定律之一,对于我们理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。
第二章:楞次定律的数学表达式2.1 楞次定律的数学公式介绍楞次定律的数学公式:Δ∅= -dΦ/dt,其中Δ∅表示感应电动势,dΦ/dt 表示磁通量的变化率。
解释楞次定律的数学意义:楞次定律通过数学公式定量地描述了感应电流的方向和大小。
2.2 楞次定律的适用条件介绍楞次定律的适用条件:楞次定律适用于闭合回路中的感应电流,且磁场和导体运动方向不在同一平面内。
强调楞次定律的局限性:楞次定律只适用于线性、时不变的系统,对于复杂系统需要进行适当的简化。
第三章:楞次定律的应用3.1 楞次定律在电动机中的应用介绍楞次定律在电动机中的应用:电动机中,电流通过线圈产生磁场,磁场与电动机中的磁场相互作用,产生转矩。
解释楞次定律在电动机中的作用:楞次定律决定了电流的方向和大小,从而决定了转矩的大小和方向。
3.2 楞次定律在发电机中的应用介绍楞次定律在发电机中的应用:发电机中,磁场通过线圈产生电动势,线圈在磁场中旋转,产生交变电动势。
解释楞次定律在发电机中的作用:楞次定律决定了感应电动势的方向和大小,从而决定了发电机产生的电流的方向和大小。
第四章:楞次定律的实验验证4.1 楞次定律的实验装置介绍楞次定律的实验装置:实验中使用导线、磁铁、电流表等器材,搭建一个闭合回路,观察感应电流的方向。
强调实验安全:实验中要注意电流的大小,避免过大的电流对器材造成损坏。
4.2 楞次定律的实验结果介绍楞次定律的实验结果:通过实验观察到,当磁铁靠近导体时,感应电流的方向与磁铁的运动方向有关。
课题:楞次定律的应用学科:物理授课教师:李授课班级:高二1班一、教材分析1、楞次定律是高中课程标准实验教科书选修3—2第四章第三节课的教学内容,它是电磁学中的重要定律,也是本章的重点和难点。
电磁感应作为联系电场和磁场的纽带,不仅是学过的电场和磁场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。
楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分,是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
在实际教学中要引导学生在实验的基础上,自主学习总结规律。
2、楞次定律第一节采用探究式教学模式,通过学生动手实验,学生得出了楞次定律的内容,学会了如何去判断感应电流的方向.但是由于时间关系,楞次定律的使用步骤、右手定则都没有讲。
学生知道了楞次定律的内容,应用的时候可能还有一定的困难,本节课就是要解决这个问题,通过理论分析探究,实验验证等方式加深学生对楞次定律的理解和应用。
二、学情分析本节内容要求一定的理论理解应用水平,选择理论探究和学生自主学习是有益的尝试。
通过探究得出结论并进一步深化结论是学生学习的重点。
1.学生已经掌握了磁通量的概念,并会分析磁通量的变化。
2.已经知道了几种典型磁场的磁感线的分布。
3.学生已经利用(条形磁铁、电流计、线圈等)实验器材研究感应电流产生的条件,并探究了感应电流方向的判断方法,知道了楞次定律的内容,现在要加深理解,学会解决实际问题。
三、教学目标1、知识与技能(1)通过楞次定律的实例应用分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,探明“磁通量变化”的方式和途径。
(2)通过实验和理论探究,学生理解楞次定律的其他表述内涵和应该方法。
(3)掌握右手定则2、过程与方法(1)学生通过教师引导,体验楞次定律的应用步骤,理解并掌握右手定则。
(2)学生在老师指导下,动手实验操作,并确定观察重点,进行观察,分析得出结论。
(3)通过讨论分析总结,找出实验现象的共性,并总结出规律,培养学生抽象思维能力和创新思维能力。
楞次定律教案一、教学目标1.了解楞次定律的基本概念和表达式;2.掌握楞次定律的应用方法;3.能够解决与楞次定律相关的问题。
二、教学内容1. 楞次定律的基本概念楞次定律是电磁学中的基本定律之一,它描述了电磁感应现象的本质。
楞次定律的表述如下:当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势,其大小与磁通量变化率成正比。
其中,磁通量的变化率指的是磁通量随时间的变化率,用数学公式表示为:ℰ=−dΦdt其中,ℰ表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
2. 楞次定律的应用方法楞次定律在实际应用中有着广泛的应用,例如:2.1 电磁感应实验在电磁感应实验中,我们可以利用楞次定律来计算感应电动势的大小。
例如,当一个导体在磁场中运动时,会产生感应电动势,其大小可以用以下公式计算:ℰ=Blvsinθ其中,B表示磁感应强度,l表示导体的长度,v表示导体的速度,θ表示导体运动方向与磁场方向之间的夹角。
2.2 电磁感应发电机电磁感应发电机是利用楞次定律原理来发电的。
当导体在磁场中运动时,会产生感应电动势,如果将导体绕成一个圆环形,那么在导体中就会产生一个电流,从而实现了发电的目的。
2.3 电磁感应加热电磁感应加热是利用楞次定律原理来加热的。
当导体在磁场中运动时,会产生感应电动势,如果将导体做成一个环形,那么在导体中就会产生一个电流,从而产生热量,实现加热的目的。
3. 楞次定律的问题解决在实际应用中,我们经常会遇到与楞次定律相关的问题,例如:3.1 电磁感应实验中如何测量感应电动势的大小?在电磁感应实验中,我们可以利用以下公式来计算感应电动势的大小:ℰ=Blvsinθ其中,B表示磁感应强度,l表示导体的长度,v表示导体的速度,θ表示导体运动方向与磁场方向之间的夹角。
3.2 电磁感应发电机如何实现发电?电磁感应发电机是利用楞次定律原理来发电的。
当导体在磁场中运动时,会产生感应电动势,如果将导体绕成一个圆环形,那么在导体中就会产生一个电流,从而实现了发电的目的。
第二章电磁感应1.楞次定律1.会用实验探究影响感应电流方向的因素。
2.理解楞次定律的内容。
3.会用楞次定律判断感应电流的方向。
4.会用右手定则及楞次定律解答有关问题。
一、影响感应电流方向的因素02 1.穿过闭合回路的□01磁通量变化是产生感应电流的条件,所以感应电流的方向可能与□磁通量的变化有关。
2.通过实验,记录磁极进出闭合线圈运动的四种情况,分析总结感应电流的方向与□03磁通量的变化之间的关系。
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□01阻碍引起感应电流的磁通02变化。
量的□03能量守恒定律的必然结果。
2.实质:感应电流沿着楞次定律所述的方向,是□三、右手定则01垂直,并且都与手掌在□02同一个平面内;1.内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指□05四指所指的方向就是感应让磁感线从□03掌心进入,并使□04拇指指向导线运动的方向,这时□电流的方向。
如图所示。
06导线切割磁感线时感应电流的方向。
2.适用条件:更便于判定□判一判(1)感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,所以原磁通量不变。
( )(2)电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用。
( )(3)楞次定律是机械能守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
( )(4)凡可以用右手定则判断感应电流方向的,均能用楞次定律判断。
( )提示:(1)×(2)×回路中的“阻碍”作用是由感应电流的磁场产生的,若回路不闭合,就无感应电流,因此不会产生“阻碍”作用。
(3)×(4)√想一想(1)楞次定律中,“阻碍引起感应电流的磁通量的变化”是说感应电流的磁场与原磁场方向相反吗?提示:不是,应理解为:原磁场磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;原磁场磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
(2)右手定则与右手螺旋定则相同吗?提示:不同,右手定则中四指与拇指在同一平面上,判断的是感应电流的方向;右手螺旋定则中四指是弯曲的,大拇指与四指不在同一平面上,判断的是电流周围的磁场方向。
第1节电磁感应现象楞次定律[高考指南]说明:(1)导体切割磁感线时感应电动势的计算,只限于l垂直于B、v的情况.(2)在电磁感应现象里,不要求判断内电路中各点电势的高低.(3)不要求用自感系数计算自感电动势.第1节电磁感应现象楞次定律知识点1 磁通量1.定义在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积.2.公式Φ=B·S.适用条件:(1)匀强磁场;(2)S为垂直磁场的有效面积.3.矢标性磁通量的正、负号不表示方向,磁通量是标量.知识点2 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(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.知识点3 感应电流方向的判断1.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场的磁通量的变化.(2)适用范围:一切电磁感应现象.2.右手定则(1)内容: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;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:导体切割磁感线产生感应电流.[物理学史链接](1)1831年,英国物理学家法拉第发现了——电磁感应现象.(2)1834年,俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律——楞次定律.1.正误判断(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生.(×)(2)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生.(√)(3)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势.(√)(4)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反.(×)(5)回路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用.(×)(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化.(√)2.[感应电流的产生条件](2017·佛山高三质检)如图1011所示,一通电螺线管b 放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )【导学号:92492360】图1011A.使通电螺线管中的电流发生变化B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C.使线圈a以MN为轴转动D.使线圈绕垂直于MN的直径转动D[在A、B、C三种情况下,穿过线圈a的磁通量始终为零,因此不产生感应电流,A、B、C错误;选项D中,当线圈绕垂直于MN的直径转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故D正确.]3.[判断感应电流的方向](2017·南京高三质检)如图1012所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点做切线OO′,OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流流向( )图1012A.始终由A→B→C→AB.始终由A→C→B→AC.先由A→C→B→A再由A→B→C→AD.先由A→B→C→A再由A→C→B→AA[在线圈以OO′为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直桌面向下,由右手定则可知感应电流方向为A→B→C→A;线圈以OO′为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直桌面向上,由右手定则可知感应电流方向仍然为A→B→C→A,A正确.] 4.[右手定则的应用](多选)在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下.北京平安大街上,如图1013所示,某人骑车从东往西行驶,则下列说法正确的是( )图1013A.自行车左车把的电势比右车把的电势高B.自行车左车把的电势比右车把的电势低C.图中辐条AB此时A端比B端的电势高D.图中辐条AB此时A端比B端的电势低AD[从东往西,车把切割地磁场的竖直分量,由右手定则知左车把电势高,而辐条切割水平分量,B端电势高,即A、D正确.]电磁感应现象的判断1(1)磁场强弱不变,回路面积改变;(2)回路面积不变,磁场强弱改变;(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变.2.判断电磁感应现象是否发生的一般流程[题组通关]1.(2014·全国卷Ⅰ)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化D[选项A、B电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B不能观察到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条件,也能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故选项C也不能观察到电流表的变化;选项D 满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,所以选D.]2.将一圆形导线环水平放置,在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场,mn、pq 为圆环上两条互相垂直的直径,mn为水平方向,pq为竖直方向.则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是( )【导学号:92492361】图1014A.让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动B.让圆环在水平面内向右平动C.让圆环以mn为轴转动D.让圆环以pq为轴转动D[圆环在匀强磁场中运动,磁感应强度B为定值,根据ΔΦ=B·ΔS知:只要回路中相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0,则磁通量一定改变,回路中一定有感应电流产生.当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动时,圆环相对磁场的正对面积始终为零,因为ΔS =0,因而无感应电流产生,A 错误;当圆环水平向右平动时,同样ΔS =0,因而无感应电流产生,B 错误;当圆环以mn 为轴转动时,圆环相对磁场的正对面积改变量ΔS 仍为零,回路中仍无感应电流,C 错误;当圆环以pq 为轴转动时,圆环相对磁场的正对面积发生了改变,回路中产生了感应电流,D 正确.]1.2.感应电流方向判断的两种方法(1)用楞次定律判断(2)用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线.判断时注意掌心、四指、拇指的方向:①掌心——磁感线垂直穿入;②拇指——指向导体运动的方向;③四指——指向感应电流的方向.[多维探究] ●考向1 线圈类感应电流方向的判断 1.如图1015甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图1015A .顺时针,向左B .逆时针,向右C .顺时针,向右D .逆时针,向左B [在0~T 2时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在T2~T 时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故B 正确,A 、C 、D 错误.]●考向2 切割类感应电流方向的判断2.如图1016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,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN 、GH 所在的平面,则( )图1016A .若固定ab ,使cd 向右滑动,则abdc 回路有电流,电流方向为a →b →d →c →aB.若ab、cd以相同的速度一起向右运动,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→aD[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同向运动且速度大小相同,ab、cd所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B项错;若ab向左,cd向右,则abdc回路中有顺时针方向的电流,故C项错;若ab、cd 都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则ab、cd所围面积变大,磁通量也变大,由楞次定律可判断出,abdc回路中产生顺时针方向的电流,故D项正确.]3.(多选)如图1017所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时( )【导学号:92492362】图1017A.a端聚积电子B.b端聚积电子C.金属棒内电场强度等于零D.棒ab两端的电势φa>φbBD[根据右手定则可确定棒b端聚积电子,A错,B对;由于a、b两端存在电势差,φa>φb,故金属棒中电场强度不等于零,C错,D对.]利用楞次定律判断感应电流方向的方法可概括为“一原二变三感四螺旋”.第一步,确定原磁场的方向;第二步,确定磁通量的变化;第三步,根据楞次定律确定感应电流所产生的磁场的方向;第四步,根据右手螺旋定则确定感应电流的方向.[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( )图1018A.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【自主思考】(1)如何判断MN 所在处的磁场方向?由MN 的运动方向,如何进一步判断MN 中的电流方向?提示:根据安培定则判断ab 中电流产生的磁场方向,进而确定MN 处的磁场方向为垂直纸面向里,再由左手定则判断MN 中电流的方向,应为由M 到N .(2)如何判断线圈L 1中的磁场方向和L 2中磁场的方向及变化情况?提示:根据安培定则判断L 1中的磁场方向,再由楞次定律判断L 2中磁场的方向及变化.(3)如何判断PQ 的运动情况?提示:已知L 2中的磁场方向及变化情况,可根据安培定则和右手定则判断PQ 的运动情况.BC [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――→左手定则MN 中的感应电流由M →N ――→安培定则L 1中感应电流的磁场方向向上――→楞次定律⎩⎪⎨⎪⎧ L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强;若L 2中磁场方向向上减弱――→安培定则PQ 中电流为Q →P 且减小――→右手定则向右减速运动;若L 2中磁场方向向下增强――→安培定则PQ 中电流为P →Q 且增大――→右手定则向左加速运动.][母题迁移](多选)图1019所示装置中,cd 杆原来静止.当ab 杆做如下哪些运动时,cd 杆将向右移动( )图1019A .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BD [ab 匀速运动时,ab 中感应电流恒定,L 1中磁通量不变,穿过L 2的磁通量不变,L 2中无感应电流产生,cd 保持静止,A 错误;ab 向右加速运动时,L 2中的磁通量向下增大,通过cd 的电流方向向下,cd 向右移动,B 正确;同理可得C 错误,D 正确.]“三个定则、一个定律”的应用对比一竖直螺线管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( )图10110A.线圈a中将产生俯视时顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力N将增大D[通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由右手定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈a中的磁通量应变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈a将阻碍磁通量的增大,因此,线圈a有缩小且远离螺线管的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,C错误、D正确.][母题迁移]●迁移1 磁体靠近两自由移动的金属环1.如图10111所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是( )图10111A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距减小C.同时向右运动,间距减小D.同时向右运动,间距增大B[根据“来拒去留”可知,两环同时向左运动,又因两环中产生同向的感应电流,相互吸引,故两环间距又减小,B正确.]●迁移2 磁体靠近面积可变的金属线圈2. (多选)如图10112所示,光滑固定的金属导轨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,一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图10112A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于gAD[根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总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.]●迁移3 磁体先靠近又远离金属线圈3.如图10113所示,质量为m的铜质小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铁贴近线圈,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F N和摩擦力F f的情况,以下判断正确的是( )【导学号:92492363】图10113A.F N先大于mg,后小于mgB.F N一直大于mgC.F f先向左,后向右D.线圈中的电流方向始终不变A[条形磁铁向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增加后减小,为阻碍磁通量的变化,线圈先有向下的运动趋势,后有向上的运动趋势,故F N先大于mg,后小于mg,A项正确,B 项错误;条形磁铁相对线圈一直向右运动,为阻碍相对运动,线圈有向右运动的趋势,故摩擦力F f一直向左,C项错误;线圈中的磁通量先增加后减小,据楞次定律可知,感应电流的方向(俯视)先逆时针后顺时针,D项错误.]四个常用推论对楞次定律中“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,可由以下四种方式呈现:1.阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”.2.阻碍相对运动,即“来拒去留”.3.使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”.4.阻碍原电流的变化(自感现象),即“增反减同”.。
精品题库试题物理1.(2012四川理综,16,易)如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则()A. 线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B. 线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C. 线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D. 线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场[答案] 1. D2.(2012北京理综,19,中)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[答案] 2. D3.(2008海南单科,10,易)一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心,若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空()A. 由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B. 由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C. 沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D. 沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势[答案] 3. AD4.(2008海南单科,1,易)法拉第通过精心设计的一系列实验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来. 在下面几个典型的实验设计思想中,所作的推论后来被实验否定的是()A. 既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B. 既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C. 既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D. 既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流[答案] 4. A5.(2011上海单科,13,中)如图,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()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] 5.B6.(2010海南单科,2,中)一金属圆环水平固定放置. 现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放,在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环()A. 始终相互吸引B. 始终相互排斥C. 先相互吸引,后相互排斥D. 先相互排斥,后相互吸引7.(2010浙江理综,19,中)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图(上)所示. 有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图(下)所示. 在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q的静止微粒. 则以下说法正确的是()A. 第2秒内上极板为正极B. 第3秒内上极板为负极C. 第2秒末微粒回到了原来位置D. 第2秒末两极板之间的电场强度大小为/d[答案] 7. A8.(2009海南单科,4,中)一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动. M连接在如图所示的电路中,其中R为滑线变阻器,和为直流电源,S为单刀双掷开关. 下列情况中,可观测到N向左运动的是()A. 在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B. 在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C. 在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时D. 在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时9.(2009浙江理综,17,中)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[答案] 9. B10.(2008重庆理综,18,难)如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈. 当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()A. 先小于mg后大于mg,运动趋势向左B. 先大于mg后小于mg,运动趋势向左C. 先小于mg后大于mg,运动趋势向右D. 先大于mg后小于mg,运动趋势向右11.(2008宁夏理综,16,难)如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里. 导体棒的电阻可忽略. 当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()A. 流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB. 流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC. 流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD. 流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b[答案] 11. B12.(2010全国Ⅱ,18,中)如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平. 在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平. 线圈从水平面a 开始下落. 已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离. 若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为、和,则()A. >>B. <<C. >>D. <<[答案] 12.D13. (2012课标,20,中)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行. 已知在t=0到t=的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右. 设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是()[答案] 13. A14.(2012福建理综,18,难)如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合. 若取磁铁中心O 为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()[答案] 14.B15.(2012重庆理综,21,难)如图所示,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场. 在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M'、N'、P'、Q'恰好在磁场边界中点. 下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是()[答案] 15. B16.(2011海南单科,6,中)如图,EOF和E'O'F'为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E'O',FO∥F'O',且EO⊥OF;OO'为∠EOF的角平分线,OO'间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里. 一边长为l的正方形导线框沿O'O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置. 规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()[答案] 16. B17.(2011江苏单科,5,中)如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计. 匀强磁场与导轨平面垂直. 阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好. t=0时,将开关S由1掷到2. q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度. 下列图象正确的是()[答案] 17. D18.(2011山东理综,22,中)如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计. 两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处. 磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直. 先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触. 用表示c的加速度,表示d的动能,、分别表示c、d相对释放点的位移. 图乙中正确的是()[答案] 18. BD19.(2010上海单科,19,中)如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L. 边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上. 使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图()[答案] 19. AC20.(2011江苏单科,2,易)如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行. 线框由静止释放,在下落过程中()A. 穿过线框的磁通量保持不变B. 线框中感应电流方向保持不变C. 线框所受安培力的合力为零D. 线框的机械能不断增大[答案] 20. B21.(2008山东理综,22,难)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻. 将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示. 除电阻R外其余电阻不计. 现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则()A. 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB. 金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→bC. 金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=D. 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少[答案] 21. AC22.(2012江苏单科,7,中)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有()A. 家庭电路正常工作时,中的磁通量为零B. 家庭电路中使用的电器增多时,中的磁通量不变C. 家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起D. 地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起[答案] 22. ABD23.(2012山西山大附中高三第一次模拟,20)长为L 的正方形线框abcd电阻为R , 以速度v匀速进入边长为L的正方形区域, 该区域中磁场方向如图所示, 磁感应强度大小均为B , 则线框进入过程中( )A. 线框中产生的感应电流方向不变B. 线框刚进入磁场瞬间ab两点间电势差为C. 线框进入L/2时所受安培力为D. 线框进入L/2过程中电路中产生的电荷量为[答案] 23.BD24.(2012太原市高三第二次模拟,17)如图所示, 虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场, 直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动. 规定逆时针方向为线框中感应电流的正方向, 则线框从图示位置开始转动一周的过程中, 感应电流随时间变化的规律大致是下图中的( )[答案] 24.A25.(2012衡水高三第三次模拟,20)如图, 通有恒定电流I的长直导线位于x=a处, 距该导线为r的某点磁感应强度大小B∝. 一宽度为a的矩形导体框从x=0处匀速滑过3a距离的此过程中, 导体框内产生的感应电流i随x变化的图象可能是( )[答案] 25.B26.(2012唐山高三第三次模拟,21)菱形有界匀强磁场中, 磁感应强度的方向垂直纸面向里, 矩形金属线圈在纸面内沿磁场区域的一条对角线向右匀速穿过磁场区域, 如图所示. 线圈与磁场区域高度均为H, 线圈的宽度为L, 磁场区域的宽度为2L. 线圈中电流以顺时针方向为正, 则线圈穿过磁场过程中电流的变化情况为( )[答案] 26.D27.(2012陕西五校高三第三次模拟,20)两根足够长的光滑导轨竖直放置, 间距为L, 底端接阻值为R的电阻. 将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端, 金属棒和导轨接触良好, 导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直, 如图所示, 除电阻R外其余电阻不计. 现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放, 则( )A. 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB. 金属棒向下运动时, 流过电阻R的电流方向为a→bC. 金属棒的速度为v时, 电路中的电功率为B2L2v2/RD. 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量[答案] 27.AC28.(2012湖北七市高三联考,21)如图所示, 一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动, 穿过具有一定宽度的匀强磁场区域, 已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直. 下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以ABCD顺序流向为正方向, 从C点进入磁场时开始计时)正确的是( )[答案] 28.B29.(2012南昌高三第二次模拟,14)如图所示, 光滑的平行导轨MN、PQ水平放置, 处在竖直方向的匀强磁场中(磁场方向未标明). 两导体棒ab、cd横跨在导轨上, 当cd棒绕O点顺时针转动时, 导体棒ab( )A. 顺时针转动B. 逆时针转动C. 向左平动D. 向右平动[答案] 29.D30.(2011四川金川一中预测卷)光滑绝缘水平面上存在竖直向下的匀强磁场B, 宽度为2L, 一边长为L、电阻为R, 用同种材料做成的正方形线框以初速度v0从左侧冲进磁场区域, 俯视图如图所示, 当线框完全离开磁场时速度恰好为零. 以ab边刚进入磁场时为时间和位移的零点, 用v表示线框速度(以右为正方向), i表示回路中的感应电流(以逆时针方向为正, i0表示零时刻回路的感应电流), U ab表示a、b两点间的电压, F ab表示ab边所受的安培力(向左为正, F0表示零时刻ab边所受的安培力). 则关于以上四个物理量对时间t或对位移x的图象中正确的是()A. ①③B. ②④C. ③④D. ①②③④[答案] 30.C31.(2012石家庄毕业质检二)现代科学研究中常用到高速电子, 电子感应加速器就是利用变化的磁场产生电场使电子加速的设备, 它的基本原理如图所示. 在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真室, 电子在真空室中做圆周运动. 上边为侧视图, 下边为真空室的俯视图. 如果从上向下看, 电子沿逆时针方向运动, 则以下方法能够使电子加速的是()A. 当电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向一致时, 减小电流B. 当电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向一致时, 保持电流不变C. 当电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向相反时, 增大电流D. 当电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向相反时, 减小电流[答案] 31.D32.(2012石家庄二模)如图所示, 有理想边界的直角三角形区域abc内部存在两个垂直纸面的匀强磁场, 磁感应强度大小相等方向相反, e是斜边ac的中点, be是两个匀强磁场的理想分界线. 现以b为原点, 沿直角边bc作x轴, 在纸面内与abc形状完全相同的金属线框ABC的BC边处在x轴上. 让ABC以恒定的速度v沿x轴正方向运动, 当金属线框C点恰好经过原点时开始计时, 现规定逆时针方向为金属线框中感应电流i的正方向, 在下列四个i-x图象中, 能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是()[答案] 32.D33.(2012郑州高三第一次质检,19)如图所示,正方形匀强磁场区域内,有一个正方形导线框abed,导线粗细均匀,导线框平面与磁感线垂直,导线框各边分别与磁场边界平行。