磁通量变化与感应电流方向的关系
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法拉第电磁感应定律感应电流方向-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方式编写:在物理学中,法拉第电磁感应定律被视为描述电磁现象的基本定律之一。
它揭示了磁场对电路中的导体产生感应电流的基本原理。
该定律由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年首次提出,对于我们理解电磁感应现象和应用于各种电器和设备中起着重要作用。
法拉第电磁感应定律的核心概念是磁通量的变化对于感应电流的产生具有决定性作用。
磁通量是指磁场通过某个平面的总磁场量,它的变化是通过改变磁场强度、面积或者磁场方向来实现的。
当磁通量发生变化时,根据法拉第电磁感应定律,会在导体中产生感应电流。
本文将从多个方面来探讨法拉第电磁感应定律以及感应电流的方向。
首先,我们将介绍法拉第电磁感应定律的基本原理以及他在实际应用中的重要性。
其次,我们将讨论电磁感应产生的感应电流的一般特征,并探讨感应电流方向和大小与磁通量变化的关系。
然后,我们将分析影响感应电流方向的因素,如磁场强度的变化和导体的运动状态等。
最后,我们将总结法拉第电磁感应定律在不同领域中的应用,并展望未来对感应电流方向的研究方向。
通过对法拉第电磁感应定律的深入研究,我们可以更好地理解电磁感应现象,并在实际应用中充分利用电磁感应产生的感应电流。
正确认识感应电流方向的规律,对于我们设计和改进各种电器设备,提高能源利用效率具有重要意义。
同时,深入研究感应电流方向的规律也将推动电磁学领域的进一步发展,促进科学技术的创新和应用。
通过本文的探讨和分析,我们期望能够为读者提供对于法拉第电磁感应定律和感应电流方向的全面理解,并对其应用和未来研究提供一定的启示。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来展开对法拉第电磁感应定律感应电流方向的讨论。
首先,引言部分将概述本文要探讨的内容,简要介绍法拉第电磁感应定律以及感应电流的产生和相关的概念。
同时,我们将明确本文的目的以及将要呈现的内容。
接下来,正文部分将包括四个主要的部分。
感应电流产生的条件和方向的判断一. 教学内容:感应电流产生的条件和方向的判断1. 电磁感应现象(1)利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
(2)产生感应电流的条件:穿过闭合电路中的磁通量发生变化。
(3)磁通量变化的几种情况:①闭合电路的面积不变,磁场变化;②磁场不变,闭合电路面积发生变化;③线圈平面与磁场方向的夹角发生变化;④磁场和闭合回路面积都变化(一般不涉及)。
2. 感应电流的方向(1)右手定则:伸开右手,使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使拇指指向导体的运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)楞次定律①内容:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
②意义:确定了感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向间的关系,当电路中原磁场的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当电路中原磁场的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同,这一关系可概括为“增反,减同”。
③应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(i)查明电路中的磁场方向;(ii)查明电路中的磁通量的增减;(iii)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;(iv)由安培定则判断感应电流的方向。
④楞次定律的另一种表述:感应电流的效果总反抗引起感应电流的原因。
说明:①右手定则是楞次定律的特殊情况,它的结论和楞次定律是一致的,当导体做切割磁感线运动时,用右手定则判断感应电流的方向比用楞次定律简便。
②左手定则用于判断磁场对电流的作用力的情况,右手定则用于判断导体切割磁感线产生感应电流的方向。
二. 难点分析:正确理解楞次定律的关键是正确理解“阻碍”的含义。
(1)谁起阻碍作用?要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”;(2)阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量;(3)怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加。
感应电流与磁通量变化的关系
当一个磁通量变化时,就会在附近的导体中产生感应电流。
这种现象被称为感应电流。
感应电流的大小与磁通量变化的速率成正比。
换句话说,当磁通量的变化速率越大,感应电流就越大。
另外,感应电流的大小还与导体的形状、材料、导电性等因素有关。
一般来说,如果导体是闭合的,感应电流将在导体中形成一个环路。
这个环路中的电流将产生一个磁场,这个磁场又会影响磁通量的变化,从而影响感应电流的大小。
感应电流在很多领域都有应用。
例如,变压器的工作原理就是基于感应电流的产生和传输。
感应电流还可以用于非接触式电力传输、磁悬浮列车等领域。
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物理总复习:电磁感应现象 感应电流方向的判断【考纲要求】1、知道磁通量的变化及其求解方法,理解产生感应电流、感应电动势的条件;2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式;3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同,并能在实际问题中熟练运用。
【知识网络】【考点梳理】考点一、磁通量1、定义: 磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,BS φ=。
如果面积S 与B 不垂直,如图所示,应以B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S '。
即cos BS φθ'=。
2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。
3、磁通量的单位:Wb 211Wb T m =⋅。
要点诠释:(1)磁通量是标量,当有不同方向的磁感线穿过某面时,常用正负加以区别,这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。
另外,磁通量与线圈匝数无关。
磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负。
穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。
(2)磁通量的变化21φφφ∆=-,它可由B 、S 或两者之间的夹角的变化引起。
4、磁通量的变化要点诠释:(一)、磁通量改变的方式有以下几种(1)线圈跟磁体间发生相对运动,这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。
(2)线圈不动,线圈所围面积也不变,但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。
(3)线圈所围面积发生变化,线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。
其实质也是B 不变,而S 增大或减小。
(4)线圈所围面积不变,磁感应强度也不变,但二者间的夹角发生变化,如在匀强磁场中转动矩形线圈。
(二)、对公式BS φ=的理解在磁通量BS φ=的公式中,S 为垂直于磁感应强度B 方向上的有效面积,要正确理解 φ、B 、S 三者之间的关系。
(1)线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的,如图(a ),当线圈面积由S 1变为S 2时,磁通量并没有变化。
感应电流的计算公式和感应电流的公式感应电流是导体中由于磁场的变化而产生的电流。
在自然界和工业生产中,感应电流的产生和计算是非常重要的。
下面我将根据你提供的主题,从简到繁地进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章,以便你能更深入地理解感应电流的计算公式和感应电流的公式。
一、感应电流的产生当一个导体处于磁场中,并且磁场的强度发生变化时,导体中就会产生感应电流。
这是由法拉第电磁感应定律所决定的。
根据该定律,磁通量的变化率与感应电动势成正比,感应电动势又与感应电流成正比。
当磁场发生变化时,导体中就会产生感应电流。
二、感应电流的计算公式1. 当导体处于匀强磁场中运动时:在匀强磁场中,当导体以速度v与磁场相互作用时,根据洛伦茨力定律,感应电动势ε的大小可以表示为:ε = Bvl其中B为磁场的磁感应强度,v为导体的速度,l为导体的长度。
2. 当磁场发生变化时:当磁场的磁感应强度B发生变化时,感应电动势ε的大小可以表示为:ε = -ΔΦ/Δt其中ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间的变化量。
根据法拉第电磁感应定律,感应电流I的大小可以表示为:I = ε/R其中R为导体的电阻。
三、感应电流的公式感应电流的大小和方向可以用安培环路定律来计算。
根据安培环路定律,在闭合电路中,感应电流的大小与磁场以及电路的几何形状有关。
通过对闭合电路的环路积分,可以得到感应电流的公式。
另外,根据感应电流的产生原理和洛伦茨力定律,我们还可以得到感应电流的公式:I = ε/R四、个人观点和理解感应电流是一种非常重要的物理现象,在现代电磁学和电工应用中有着广泛的应用。
通过掌握感应电流的计算公式和感应电流的公式,我们可以更好地理解和应用在实际工程中,例如发电机、电动机等领域。
对于电磁学和电工学的学习也具有重要意义。
总结回顾通过上述的介绍和分析,我们深入探讨了感应电流的产生、计算公式和公式。
感应电流作为电磁学中的重要概念,具有重要的理论和应用意义。
感应电流方向的判定(一)对楞次定律的理解1834年德国物理学家楞次通过实验总结出:感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律可以简单表达为:感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。
所谓阻碍原磁通的变化是指:当原磁通增加时,感应电流的磁场(或磁通)与原磁通方向相反,阻碍它的增加;当原磁通减少时,感应电流的磁场与原磁通方向相同,阻碍它的减少。
楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因,即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程:(1)阻碍原磁通的变化(原始表述);用“增反减同”(2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”,具体表现为:若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动,则它会以它的运动来阻碍穿过回路的磁通的变化;若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动,而回路的面积又不可变,则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发生与磁体同方向的运动;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
利用上述规律分析问题可独辟蹊径,达到快速准确的效果。
3. 当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,用右手定则可判定感应电流的方向。
运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。
用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定的方便简单。
反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判定出来。
如图所示,闭合图形导线中的磁场逐渐增强,因为看不到切割,用右手定则就难以判定感应电流的方向,而用楞次定律就很容易判定。
要注意左手定则与右手定则应用的区别,两个定则的应用可简单总结为:“因电而动”用左手,“因动而电”用右手,因果关系不可混淆。
针对训练1、2005年全国卷Ⅲ16.如图,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。
物理总复习:电磁感应现象 感应电流方向的判断【考纲要求】1、知道磁通量的变化及其求解方法,理解产生感应电流、感应电动势的条件;2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式;3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同,并能在实际问题中熟练运用。
【知识网络】【考点梳理】考点一、磁通量1、定义: 磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,BS φ=。
如果面积S 与B 不垂直,如图所示,应以B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S '。
即cos BS φθ'=。
2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。
3、磁通量的单位:Wb 211Wb T m =⋅。
要点诠释:(1)磁通量是标量,当有不同方向的磁感线穿过某面时,常用正负加以区别,这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。
另外,磁通量与线圈匝数无关。
磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负。
穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。
(2)磁通量的变化21φφφ∆=-,它可由B 、S 或两者之间的夹角的变化引起。
4、磁通量的变化要点诠释:(一)、磁通量改变的方式有以下几种(1)线圈跟磁体间发生相对运动,这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。
(2)线圈不动,线圈所围面积也不变,但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。
(3)线圈所围面积发生变化,线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。
其实质也是B 不变,而S 增大或减小。
(4)线圈所围面积不变,磁感应强度也不变,但二者间的夹角发生变化,如在匀强磁场中转动矩形线圈。
(二)、对公式BS φ=的理解在磁通量BS φ=的公式中,S 为垂直于磁感应强度B 方向上的有效面积,要正确理解 φ、B 、S 三者之间的关系。
(1)线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的,如图(a ),当线圈面积由S 1变为S 2时,磁通量并没有变化。
电磁感应现象和感应电流方向〖教学结构〗当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中产生感应电流。
磁通量发生变化的原因可能是闭合电路的一部分做切割磁感线的运动,可能是闭合电路处于变化的磁场中,我们可能把前者叫做动生电流,把后者叫做感生电流。
电路中有感应电流时,一定有感应电动势;有感应电动势时,不一定有感应电流。
当电路不闭合时,有感应电动势也不能形成电流;当电路在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向平移时,尽管某一部分电路中有感应电动势,由于电动势的总和为零,电路中也不能形成电流。
判断感应电流(或感应电动势)的方向,可用楞次定律或右手定则,它们是一致的。
通常对于动生电流,用右手定则比较方便;对于感生电流,则要用楞次定律。
对于动生电流的情况,哪部分电路做切割磁感线运动,哪部分电路就是电源,因此四指所指方向既是感应电流方向(如果电路是闭合的),也是由低电势指向高电势的方向。
用楞次定律判断感应电流(或感应电动势)时,其电流方向也是从从低电势指向高电势的。
楞次定律是服从能量守恒定律的。
当由于某种原因使电路中的磁通量发生变化,从而产生感应电流时,电路的部分导体(或全部)会受到安培力,可能在安培力作用下做某种形式的运动,由楞次定律我们可以判断,部分电路的受力情况或运动情况一定是反抗电路中磁通量变化的。
如一闭合线圈保持水平“姿态”从一竖直放置的条形磁铁上方沿磁铁轴线向下落,这时线圈中的磁通量先增大后减小,有感应电流产生,线圈受到安培力。
无论磁铁的哪个磁极向上,线圈受到的安培力一定阻碍磁通量先增大后减小,因此除过磁铁中心位置外,线圈受到的安培力总是向上的。
用这样的方法判断物理现象,往往比较快捷。
〖解题点要〗例1 (90年考题)一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中,设向里为磁感强度B 的正方向,线圈中的箭头为电流i 的正方向(如图11-1所示)。
已知线圈中感应电流i 随时间变化的图象如图4-2所示。
则磁感强度B 随时间的变化的图象可能是t/s 0 图11-1 图11-2 图11-3 B B B Btt t tA B C D解答:用楞次定律判断正误。
感应电流方向的判断楞次定律一、基础知识(一)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通量的变化.(2)适用情况:所有的电磁感应现象.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,并使拇指指向导体运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:导体棒切割磁感线产生感应电流.3、利用电磁感应的效果进行判断的方法:方法1:阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.方法2:阻碍相对运动——“来拒去留”.方法3:使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”方法4:阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.(二)利用楞次定律判断感应电流的方向1、楞次定律中“阻碍”的含义2、楞次定律的使用步骤(三)“一定律三定则”的应用技巧1、应用现象及规律比较2无论是“安培力”还是“洛伦兹力”,只要是“力”都用左手判断.“电生磁”或“磁生电”均用右手判断.二、练习1、下列各图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是 ( )2、如图所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看) ( )A .沿顺时针方向B .先沿顺时针方向后沿逆时针方向C .沿逆时针方向D .先沿逆时针方向后沿顺时针方向3、如图所示,当磁场的磁感应强度B 增强时,内、外金属环上的感应电流的方向应为( )A .内环顺时针,外环逆时针B .内环逆时针,外环顺时针C .内、外环均为顺时针D .内、外环均为逆时针4、如图所示,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()A.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.U a>U b5、金属环水平固定放置,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6、如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将()A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向答案 C解析当P向右滑动时,电路中电阻减小,电流增大,穿过线圈ab的磁通量增大,根据楞次定律判断,线圈ab将顺时针转动.7、如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是()A.三者同时落地B.甲、乙同时落地,丙后落地C.甲、丙同时落地,乙后落地D.乙、丙同时落地,甲后落地答案 D解析甲是闭合铜线框,在下落过程中产生感应电流,所受的安培力阻碍它的下落,故所需的时间长;乙不是闭合回路,丙是塑料线框,故都不会产生感应电流,它们做自由落体运动,所需时间相同,故D正确.8、如图,铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程中,下列判断中正确的是()A.金属环在下落过程中机械能守恒B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C.金属环的机械能先减小后增大D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力答案 B解析金属环在下落过程中,磁通量发生变化,闭合金属环中产生感应电流,金属环受到磁场力的作用,机械能不守恒,A错误.由能量守恒知,金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和,B正确.金属环下落的过程中,机械能转变为电能,机械能减少,C错误.当金属环下落到磁铁中央位置时,金属环中的磁通量不变,其中无感应电流,和磁铁间无作用力,磁铁所受重力等于桌面对它的支持力,由牛顿第三定律,磁铁对桌面的压力等于桌面对磁铁的支持力,等于磁铁的重力,D错误.9、如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面),a、b将如何移动()A.a、b将相互远离B.a、b将相互靠近C.a、b将不动D.无法判断答案 A解析根据Φ=BS,条形磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势.由于S不可改变,为阻碍磁通量增大,导体环会尽量远离条形磁铁,所以a、b将相互远离.10、如图所示,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、快速经过时,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() A.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.F f一直向左答案AD解析条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时,线圈中磁通量先增大后减小,由楞次定律中“来拒去留”关系可知A、D正确,B、C错误.11、如图所示,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上.M与电源、开关、滑动变阻器相连,P为滑动变阻器的滑动触头,开关S处于闭合状态,N与电阻R相连.下列说法正确的是( ) A.当P向右移动时,通过R的电流为b到aB.当P向右移动时,通过R的电流为a到bC.断开S的瞬间,通过R的电流为b到aD.断开S的瞬间,通过R的电流为a到b答案AD解析本题考查楞次定律.根据右手螺旋定则可知M线圈内磁场方向向左,当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,电阻减小,M线圈中电流增大,磁场增大,穿过N线圈内的磁通量增大,根据楞次定律可知N线圈中产生的感应电流通过R的方向为b到a,A 正确,B错误;断开S的瞬间,M线圈中的电流突然减小,穿过N线圈中的磁通量减小,根据楞次定律可知N线圈中产生的感应电流方向为a到b,C错误,D正确.12、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成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下面说法中正确的是()A.穿过线圈a的磁通量变大B.线圈a有收缩的趋势C.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大答案 C解析P向上滑动,回路电阻增大,电流减小,磁场减弱,穿过线圈a的磁通量变小,根据楞次定律,a环面积应增大,A、B错;由于a环中磁通量减小,根据楞次定律知a 环中感应电流应为俯视顺时针方向,C对;由于a环中磁通量减小,根据楞次定律,a 环有阻碍磁通量减小的趋势,可知a环对水平桌面的压力F N减小,D错.13、两根相互平行的金属导轨水平放置于图10所示的匀强磁场中,在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下说法中正确的是() A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过,方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力向左D.磁场对导体棒AB的作用力向左答案BD解析利用楞次定律.两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路,分析出磁通量增加,结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.以此为基础,再根据左手定则进一步判定CD、AB的受力方向,经过比较可得正确答案.14、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.向右做加速运动答案BC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.15、如图所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动()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解析ab匀速运动时,ab中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd杆保持静止,A不正确;ab向右加速运动时,L2中的磁通量向下增大,由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向上,故通过cd的电流方向向下,cd向右移动,B正确;同理可得C不正确,D正确.16、如图甲所示,等离子气流由左边连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中,ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd连接.线圈A内有随图乙所示的变化磁场,且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示.则下列说法正确的是()A.0~1 s内ab、cd导线互相排斥B .1 s ~2 s 内ab 、cd 导线互相排斥C .2 s ~3 s 内ab 、cd 导线互相排斥D .3 s ~4 s 内ab 、cd 导线互相排斥答案 CD解析 由图甲左侧电路可以判断ab 中电流方向由a 到b ;由右侧电路及图乙可以判断,0~2 s 内cd 中电流为由c 到d ,跟ab 中的电流同向,因此ab 、cd 相互吸引,选项A 、B 错误;2 s ~4 s 内cd 中电流为由d 到c ,跟ab 中电流反向,因此ab 、cd 相互排斥,选项C 、D 正确.17、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 →N L 1中感应电流的磁场方向向上⎩⎪⎨⎪⎧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PQ 中电流为Q →P 且减小向右减速运动;若L 2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 18、如图所示,通电导线cd 右侧有一个金属框与导线cd 在同一平面内,金属棒ab 放在框架上,若ab 受到向左的磁场力,则cd 中电流的变化情况是 ( )A .cd 中通有由d →c 方向逐渐减小的电流B .cd 中通有由d →c 方向逐渐增大的电流C .cd 中通有由c →d 方向逐渐减小的电流D .cd 中通有由c →d 方向逐渐增大的电流答案 BD19、如图所示,线圈由A 位置开始下落,在磁场中受到的安培力如果总小于它的重力,则它在A 、B 、C 、D 四个位置(B 、D 位置恰好线圈有一半在磁场中)时,加速度关系为 ( )A .aA >aB >aC >a DB.a A=a C>a B>a DC.a A=a C>a D>a B D.a A=a C>a B =a D答案 B解析线圈在A、C位置时只受重力作用,加速度a A=a C=g.线圈在B、D位置时均受两个力的作用,其中安培力向上,重力向下.由于重力大于安培力,所以加速度向下,大小a=g-Fm<g.又线圈在D点时速度大于B点速度,即F D>F B,所以a D<a B,因此加速度的关系为a A=a C>a B>a D,选项B正确.20、(2011·上海单科·13)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.逆时针减速旋转解析由楞次定律知,欲使b中产生顺时针电流,则a环内磁场应向里减弱或向外增强,a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速,由于b环又有收缩趋势,说明a环外部磁场向外,内部向里,故选B.答案 B21、如图(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),在t1~t2时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是()A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势答案 A解析在t1~t2时间段内,A线圈的电流为逆时针方向,产生的磁场垂直纸面向外且是增加的,由此可判定B线圈中的电流为顺时针方向.线圈的扩张与收缩可用阻碍Φ变化的观点去判定.在t1~t2时间段内B线圈内的Φ增强,根据楞次定律,只有B线圈增大面积,才能阻碍Φ的增加,故选A.22、(2011·海南单科·20)如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速度释放,在圆环从a摆向b的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向答案AD解析圆环从位置a运动到磁场分界线前,磁通量向里增大,感应电流方向为逆时针;跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大,感应电流方向为顺时针;再摆到b的过程中,磁通量向外减小,感应电流方向为逆时针,A正确,B错误;由于圆环所在处的磁场,上下对称,所受安培力在竖直方向平衡,因此总的安培力方向沿水平方向,故C错误,D正确.1答案CD解析根据楞次定律可确定感应电流的方向:以C选项为例,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场的方向——向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加;(3)感应电流产生的磁场方向——向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同.线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥.运用以上分析方法可知,C、D正确.2答案 C解析条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,向右的磁通量一直增加,根据楞次定律,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向,C对.3答案 A解析磁场增强,则穿过回路的磁通量增大,故感应电流的磁场向外,由安培定则知感应电流对整个电路而言应沿逆时针方向;若分开讨论,则外环逆时针,内环顺时针,A 正确.4答案BD解析因金属棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外,当金属棒转动时,由右手定则可知,a端的电势高于b端的电势,b端聚积电子,B、D正确.5答案 D解析磁铁靠近圆环的过程中,穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍穿过圆环的原磁通量的增加,与原磁场方向相反,如图甲所示,二者之间是斥力;当磁铁穿过圆环下降离开圆环时,穿过圆环的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍穿过圆环的磁通量的减少,二者方向相同,如图乙所示,磁铁与圆环之间是引力.因此选项D正确.也可直接根据楞次定律中“阻碍”的含义推论:来则拒之,去则留之分析.磁铁在圆环上方下落过程是靠近圆环.根据来则拒之,二者之间是斥力;当磁铁穿过圆环后继续下落过程是远离圆环.根据去则留之,二者之间是引力.因此选项D正确.。
电学电磁感应中的感应电磁场方向判断在电学电磁学领域中,感应电磁场方向的判断是一个重要的问题。
准确地判断感应电磁场的方向对于理解电磁感应现象以及应用于实际问题的解决具有重要意义。
本文将从理论和实践两个方面阐述感应电磁场方向的判断方法。
一、理论分析根据电磁感应定律,当磁通量通过一个线圈变化时,会在该线圈中产生感应电动势。
而根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的方向与磁通量的变化率有关。
根据这两个定律,可以通过以下方法判断感应电磁场的方向。
1. 右手定则根据右手定则,当握住一根导线,使得拇指指向电流的方向,四指所指方向即为磁场的方向。
根据这一原理,可以将右手定则应用于感应电磁场的判断中。
当磁通量的增加方向与磁场方向一致时,感应电动势方向垂直于线圈中的导线方向。
在计算机辅助模拟中,可以通过绘制磁场线以及线圈的几何形状来判断感应电磁场方向。
2. 柯尔尼定律柯尔尼定律指出,在感应电路中,感应电动势的方向总是阻碍引起它的变化。
根据这一定律,当磁通量的改变方式已知时,可以通过柯尔尼定律来判断感应电磁场的方向。
例如,如果磁通量从大到小减小,感应电动势的方向将使其增大,即感应电磁场的方向与磁通量变化方向相反。
二、实际应用除了理论分析外,感应电磁场的方向判断在实际应用中也具有重要意义。
1. 感应电机感应电机是一种常见的电机类型,其工作原理基于电磁感应。
在感应电机中,可以通过判断感应电磁场的方向来确定电机的旋转方向。
根据感应电动势的方向,可以确定旋转方向,并采取适当的控制措施。
2. 电磁感应传感器电磁感应传感器广泛应用于工业自动化、交通运输等领域。
在传感器中,通过检测感应电动势的方向来获取有关物体位置、速度等信息。
正确判断感应电磁场的方向对于传感器的准确测量十分重要。
3. 变压器变压器是电力系统中常用的设备之一。
变压器的工作原理基于电磁感应。
在变压器中,通过判断感应电磁场的方向来确定原、副线圈之间的电流方向和电压关系。
准确判断电磁场的方向对于保证变压器正常运行非常关键。