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文檔簡(jiǎn)介
第十一章
電磁感應(yīng)
第令講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律
[教材閱讀指導(dǎo)]
(對(duì)應(yīng)人教版新教材必修第三冊(cè)、選擇性必修第二冊(cè)頁(yè)碼及相關(guān)問(wèn)題)
D必修第三冊(cè)P1UJ12,閱讀“磁通量”這一部分內(nèi)容,當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)與
所研究的面既不垂直也不平行時(shí),怎樣求穿過(guò)該面的磁通量?
提示:方法一,據(jù)。=3S,S為該面在垂直于磁場(chǎng)方向的投影的面積;
方法二,據(jù)。=3S,3為磁感應(yīng)強(qiáng)度在垂直于該面方向的分量。
B必修第三冊(cè)P115,閱讀[實(shí)驗(yàn)「'探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”這一部分
內(nèi)容,圖13.3-3中有幾個(gè)閉合回路?
提示:兩個(gè)。
IB必修第三冊(cè)P117[練習(xí)與應(yīng)用]T1,閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)
動(dòng)時(shí),電路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?
提示:不一定,比如該題第(2)問(wèn)。
IB選擇性必修第二冊(cè)P25,閱讀“楞次定律”這一部分內(nèi)容,感應(yīng)電流
的磁場(chǎng)總與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向相反嗎?
提示:不是。
10選擇性必修第二冊(cè)P25[思考與討論],P28T5,由此可看出磁體與閉合
線圈間的力起什么作用?
提示:阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
物理觀念回顧有重建I
物理觀念1磁通量
1.磁通量
(1)定義:勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度(為與質(zhì)垂直磁場(chǎng)方向的面積(S)的乘積叫
作穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量,簡(jiǎn)稱磁通。我們可以用穿過(guò)這一面積的磁感線條數(shù)的
多少來(lái)形象地理解。
(2)公式:位]。=3S。
(3)公式的適用條件:①勻強(qiáng)磁場(chǎng);②S是畫(huà)垂直磁場(chǎng)方向的有效面積。
(4)單位:韋伯(Wb),1Wb=[04^1T-m2o
(5)標(biāo)量性:磁通量是廚標(biāo)量,但有正負(fù)之分。磁通量的正負(fù)是這樣規(guī)定的:
任何一個(gè)平面都有正、反兩面,若規(guī)定磁感線函從正面穿出時(shí)磁通量為正,則
磁感線麗從反面穿出時(shí)磁通量為負(fù)。
2.磁通量的變化量
在某個(gè)過(guò)程中,穿過(guò)某個(gè)平面的磁通量的變化量等于畫(huà)末磁通量與初磁
通量?L的差值,即=。2—。
3.磁通量的變化率(磁通量的變化快慢)
磁通量的變化量與發(fā)生此變化所用時(shí)間的畫(huà)比值,即等。
物理觀念2電磁感應(yīng)現(xiàn)象
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流
“畫(huà)磁生電”的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
當(dāng)穿過(guò)畫(huà)閉合導(dǎo)體回路的畫(huà)磁通量發(fā)生變化時(shí),國(guó)閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)
生感應(yīng)電流。
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種典型情況
(1)閉合導(dǎo)體回路的一部分做畫(huà)切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
(2)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量畫(huà)發(fā)生變化。
4.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生函]感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果導(dǎo)體回路閉合則產(chǎn)生國(guó)感
應(yīng)電流;如果導(dǎo)體回路不閉合,則只產(chǎn)生畫(huà)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而不產(chǎn)生由感應(yīng)電流。
5.能量轉(zhuǎn)化
發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為對(duì)電能。
物理觀念3楞次定律
1.楞次定律
(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要畫(huà)阻瑁引起感
應(yīng)電流的回磁通量的變化。
(2)適用范圍:判定一切閉合導(dǎo)體回路畫(huà)磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方
向。
(3)本質(zhì):畫(huà)能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)。
2.右手定則
(1)內(nèi)容:伸開(kāi)國(guó)右壬,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一
個(gè)平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使拇指指向前導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指
所指的方向就是畫(huà)感應(yīng)電流的方向。
(2)適用范圍:適用于判定導(dǎo)線闞切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流的方向。
物理觀念4實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
探究感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化之間的關(guān)系。
2.實(shí)驗(yàn)原理
通過(guò)實(shí)驗(yàn),記錄磁極進(jìn)出閉合線圈運(yùn)動(dòng)的四種情況,分析總結(jié)感應(yīng)電流的方
向與磁通量的變化之間的關(guān)系。
3.實(shí)驗(yàn)器材
條形磁體、線圈、電流表、導(dǎo)線若干、干電池一節(jié)、電池盒、滑動(dòng)變阻器、
開(kāi)關(guān)。
4.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系。
(D--------
①按圖連接電路。
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使接入電路的電阻最大。
③迅速閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)后立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。
④記錄電流方向與電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向,找出它們之間的關(guān)系。
(2)確定感應(yīng)電流方向與磁通量變化情況的關(guān)系。
①按圖連接電路,明確線圈的繞線方向。
②按照控制變量的方法分別進(jìn)行N極(S極)向下插入線圈和N極(S極)向上抽
出線圈時(shí)的實(shí)驗(yàn)。
③觀察并記錄磁體磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流方向、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,并將結(jié)
果填入表格。
“必備知識(shí)夯實(shí)
-堵點(diǎn)疏通
1.磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度3與面積S的乘積。()
2.磁通量既有大小,又有方向,所以磁通量是矢量。()
3.磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的大小均與匝數(shù)無(wú)關(guān)。()
4.只要回路中的磁通量變化,回路中一定有感應(yīng)電流。()
5.只要閉合回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線,閉合回路中一定有感應(yīng)電流。
()
6.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可能與原磁場(chǎng)方向相同,也可能與原磁場(chǎng)方向相反。()
答案LX2.X3.V4.X5.V6.V
二對(duì)點(diǎn)激活
1.如圖所示,正方形線圈時(shí)〃位于紙面內(nèi),邊長(zhǎng)為"匝數(shù)為N,過(guò)"中
點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上,磁感應(yīng)
強(qiáng)度為B,若圖示位置穿過(guò)線圈的磁通量為線圈從圖示位置繞軸轉(zhuǎn)過(guò)
60。的過(guò)程中,磁通量的變化量為A。,則。和的大小分別是()
C.BL\萼D.NBL?,等
答案A
解析公式。=BS中,S應(yīng)為有效面積,且磁通量與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)。初態(tài)Si
T2BL?Z/2乙2Dr2
所以。轉(zhuǎn)過(guò)60。,有效面積S2=E-COS6(T=4,=丁,所以
B必
=①'-①=一~^~,A正確。
2.(人教版必修第三冊(cè)Pii7-Ti改編)如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)
線框,在下列四種情況下,線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.如圖甲所示,保持線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)
B.如圖乙所示,保持線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)
C.如圖丙所示,線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線A3轉(zhuǎn)動(dòng)
D.如圖丁所示,線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線。轉(zhuǎn)動(dòng)
答案C
解析A、B、D中穿過(guò)線框的磁通量均不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,而C中
穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選C。
3.(人教版選擇性必修第二冊(cè)P28-T5改編)(多選)如圖所示,一輕質(zhì)絕緣橫桿兩
側(cè)各固定一金屬環(huán),橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),老師拿一條形磁體插向其中一個(gè)
小環(huán),后又取出插向另一個(gè)小環(huán),下列關(guān)于同學(xué)們看到的現(xiàn)象及對(duì)現(xiàn)象的分析說(shuō)
法正確的是()
A.磁體插向左環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
B.磁體插向右環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
C.磁體插向左環(huán),左環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流
D.磁體插向右環(huán),右環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流
答案BD
解析磁體插向左環(huán)時(shí),通過(guò)左環(huán)的磁通量發(fā)生變化,左環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)
勢(shì),但左環(huán)是開(kāi)路的,所以沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,此時(shí)橫桿不動(dòng),A、C錯(cuò)誤;磁
體插向右環(huán)時(shí),通過(guò)右環(huán)的磁通量發(fā)生變化,右環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的變化,使右環(huán)與磁體相互排斥,則橫桿會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),
B、D正確。
4.(人教版選擇性必修第二冊(cè)P28-T2改編)如圖所示,CDER是金屬框,框內(nèi)存
在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體A3向右移動(dòng)時(shí),金屬框中CD、ER邊的
感應(yīng)電流的方向?yàn)椋ǎ?/p>
XXXXXX
XXXXXX
)XXWx(
XXXXXX
XXXXXX
Eu4D
A.C—D,E—FB.D—C,EfF
C.C—D,"ED.D—C,IE
答案C
解析根據(jù)右手定則可以判斷,A3中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳-3,貝IJ在ABCD
回路中,S的感應(yīng)電流方向?yàn)?。一。,在A3RE回路中,ER的感應(yīng)電流方向?yàn)?/p>
FT,C正確。
核心素養(yǎng)發(fā)展與提升卜
考點(diǎn)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷S
[科學(xué)思維梳理]
1.感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的判斷
2.磁通量變化的常見(jiàn)情況
變化情形舉例磁通量變化量
磁感應(yīng)永磁體靠近或遠(yuǎn)離線圈、電磁鐵
強(qiáng)度變化(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化
有磁感
匚XX
線穿過(guò)
的回路XX
閉合線圈的部分導(dǎo)線做切割磁
有效面積變
感線運(yùn)動(dòng),如圖
面積化A0=BAS
變化回路平XX
m
面與磁X口*X
場(chǎng)夾角XXX
變化線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),如圖
磁感應(yīng)強(qiáng)度斗
和有效面積彈性線圈在向外拉的過(guò)程中,如N①=孰—①1
同時(shí)變化圖
例1(2021.北京高考)某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時(shí),發(fā)現(xiàn)表針晃
動(dòng)劇烈且不易停止。按照老師建議,該同學(xué)在兩接線柱間接一根導(dǎo)線后再次搬運(yùn),
發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)明顯減弱且能很快停止。下列說(shuō)法正確的是()
A.未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)劇烈是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用
C.接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D.接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)減弱是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用
[答案]D
[解析]未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線圈切割磁感線,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電
動(dòng)勢(shì),但因未連成閉合回路,沒(méi)有感應(yīng)電流,所以線圈不受安培力,故A、B錯(cuò)
誤;接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,
表針晃動(dòng)減弱是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的安培力的作用,故C錯(cuò)誤,D
正確。
[關(guān)鍵能力升華]
判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法
①確定所研究回路;②看。是否變化;③回路是否閉合;②③同時(shí)滿足可產(chǎn)
生感應(yīng)電流。
[對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練]
L(電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析)(多選)如圖所示,矩形閉合線圈豎直放置,
00,是它的對(duì)稱軸,通電直導(dǎo)線A3與平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,
可行的做法是()
A.A3中電流/逐漸增大
B.A3中電流/先增大后減小
C.以A3為軸,線圈繞A3順時(shí)針轉(zhuǎn)90。(俯視)
D.線圈繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90。(俯視)
答案ABD
解析只要A3中電流發(fā)生變化,無(wú)論是大小變,還是方向變,還是大小和
方向同時(shí)變,都可以使線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,A、B正
確;以A3為軸,線圈繞A3順時(shí)針轉(zhuǎn)90。的過(guò)程中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和線圈的
有效面積都沒(méi)變,磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,C錯(cuò)誤;以為軸逆時(shí)
針轉(zhuǎn)90。的過(guò)程中,線圈的有效面積發(fā)生了變化,磁通量變化,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,
D正確。
2.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析)如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機(jī),。、b、c、d是空間四
個(gè)可用電刷與銅盤邊緣接觸的點(diǎn),。、Q是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端,M、N是電
流表的接線端,現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動(dòng),能觀察到感應(yīng)電流的是()
A.將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置
B.將電流表的接線端V、N分別連接。1、a位置
C.將電流表的接線端V、N分別連接。、。2位置
D.將電流表的接線端”、N分別連接久d位置
答案B
解析將銅盤看成無(wú)數(shù)個(gè)軸向銅條組成,當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其切割磁感線產(chǎn)生
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),此時(shí)銅條相當(dāng)于電源,銅盤邊緣和中心相當(dāng)于電源的兩個(gè)極,則想
要觀察到感應(yīng)電流,M、N應(yīng)分別接電源的兩個(gè)極,故B正確。
考點(diǎn)2楞次定律的理解及應(yīng)用S
[科學(xué)思維梳理]
1.用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向
S研
閉
體
盆判定感應(yīng)
電流方向
2.楞次定律中“阻礙”的含義
當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)
方向與原磁場(chǎng)的方向相反;當(dāng)磁通量減
如何阻礙少時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁
場(chǎng)的方向相同,即“增反減同”
阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的
阻礙效果
變化,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行
例2(2021.上海市嘉定區(qū)高三一模)磁單極子自1932年被狄拉克提出以來(lái),
科學(xué)家們一直都在努力尋找其存在的確鑿證據(jù)。如果一個(gè)只有S極的磁單極子從
上向下穿過(guò)如圖所示的閉合超導(dǎo)線圈,則從上向下看,這個(gè)線圈中將出現(xiàn)()
A.先逆時(shí)針后順時(shí)針的感應(yīng)電流
B.先順時(shí)針后逆時(shí)針的感應(yīng)電流
C.逆時(shí)針?lè)较虻某掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流
D.順時(shí)針?lè)较虻某掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流
[答案]D
[解析]只有S極的磁單極子從上向下穿過(guò)如圖所示的閉合超導(dǎo)線圈時(shí),穿
過(guò)線圈的磁通量先向上增加,后向下減小,根據(jù)楞次定律可知,從上向下看線圈
中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻某掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流。故選Do
[關(guān)鍵能力升華]
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的兩個(gè)磁場(chǎng)和一^1K電流
(1)原磁場(chǎng):引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的磁場(chǎng)。做題時(shí)需要首先明確原磁場(chǎng)分布特點(diǎn)
(大小、方向)以及穿過(guò)閉合回路的磁場(chǎng)變化情況。
(2)感應(yīng)電流磁場(chǎng):感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),阻礙原磁場(chǎng)的磁通量變化,根據(jù)“增
反減同”可以判斷出感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向。
(3)感應(yīng)電流:在確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向后,再由安培定則判斷感應(yīng)電
流的方向。
[對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練]
1.(楞次定律的應(yīng)用)(2020.江蘇高考)如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
B和比大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合。下列變化會(huì)
在環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是()
XXXXXX
A.同時(shí)增大Bi減小及
B.同時(shí)減小31增大歷
C.同時(shí)以相同的變化率增大R和及
D.同時(shí)以相同的變化率減小B和及
答案B
解析同時(shí)增大B減小瓦,穿過(guò)圓環(huán)的總磁通量垂直紙面向里且增多,由
楞次定律可知,環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面向外,由安培定則可知,會(huì)在環(huán)中
產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,同理可知,同時(shí)減小為增大外,會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生順
時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,A錯(cuò)誤,B正確。同時(shí)以相同的變化率增大5和比,或同
時(shí)以相同的變化率減小用和B2,兩個(gè)磁場(chǎng)穿過(guò)圓環(huán)的磁通量總保持大小相同,
所以穿過(guò)圓環(huán)的總磁通量總為0,不會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,C、D錯(cuò)誤。
2.(楞次定律的應(yīng)用)汽車自動(dòng)控制剎車系統(tǒng)(ABS)的原理如圖所示。鐵質(zhì)齒輪
P與車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),右端有一個(gè)繞有線圈的磁體(極性如圖),M是一個(gè)電流檢測(cè)
器。當(dāng)車輪帶動(dòng)齒輪P轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),靠近線圈的鐵齒被磁化,使通過(guò)線圈的磁通量增
大,鐵齒離開(kāi)線圈時(shí)又使通過(guò)線圈的磁通量減小,從而能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,
感應(yīng)電流經(jīng)電子裝置放大后即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制剎車。齒輪從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)到下一
個(gè)鐵齒正對(duì)線圈的過(guò)程中,通過(guò)M的感應(yīng)電流的方向()
A.總是從左向右的
B.總是從右向左的
C.先從右向左,然后從左向右
D.先從左向右,然后從右向左
答案C
解析穿過(guò)線圈的磁通量方向與磁體內(nèi)部的磁場(chǎng)方向相同,均從右指向左。
鐵齒靠近線圈時(shí),鐵齒的右端是S極,鐵齒在線圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向指向鐵齒,
即與原磁場(chǎng)同向,所以在圖示時(shí)刻,穿過(guò)線圈的磁通量最大,隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),
磁通量先減小后增大,當(dāng)下一個(gè)鐵齒正對(duì)線圈時(shí),磁通量又達(dá)到最大。結(jié)合楞次
定律可知,該過(guò)程線圈中感應(yīng)電流在線圈軸線上的磁場(chǎng)方向先向左后向右,由安
培定則可知,通過(guò)M的感應(yīng)電流的方向先從右向左,然后從左向右,C正確。
考點(diǎn)3楞次定律推論的應(yīng)用S
[科學(xué)思維梳理]
楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)
電流的原因。列表說(shuō)明如下:
內(nèi)容例證
磁體靠近線圈,
阻礙原磁通量變化——“增反減同”
[B感與B原反向
3原
G+工磁體靠近,
是斥力
阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”1K
,磁體遠(yuǎn)離,
喧
IS是引力
sn,P、Q是光滑固定導(dǎo)
「軌,a、b是可動(dòng)金屬
Q/棒,磁體下移,回路面
使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)
ab積應(yīng)減小,a、b靠近
——“增縮減擴(kuò)”
XXXXO
x(<33B減小,線圈擴(kuò)張
XXXX
通過(guò)導(dǎo)體遠(yuǎn)離或靠近來(lái)阻礙原磁通量的
)'i增大,B遠(yuǎn)離A
變化——“增離減靠”
\1靠近A
例3某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所
示,在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁體,磁體N極朝上,電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干
金屬線圈,線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合,從而減小對(duì)箱內(nèi)人員的傷害。當(dāng)
轎廂墜落到圖示位置時(shí),關(guān)于該裝置,以下說(shuō)法正確的是()
A.從下往上看,金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?/p>
B.從下往上看,金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?/p>
C.金屬線圈B對(duì)轎廂下落有阻礙作用,A對(duì)轎廂下落沒(méi)有阻礙作用
D.金屬線圈B有收縮的趨勢(shì),A有擴(kuò)張的趨勢(shì)
[答案]D
[解析]當(dāng)電梯墜落至如題圖所示位置時(shí),金屬線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,
感應(yīng)電流的方向從下往上看沿順時(shí)針?lè)较?,B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的方
向從下往上看沿逆時(shí)針?lè)较?,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律的推論“來(lái)拒去留”
可知,當(dāng)電梯墜落至如題圖所示位置時(shí),金屬線圈A、B都在阻礙電梯下落,故
C錯(cuò)誤;金屬線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),根據(jù)楞次定律的
推論“增縮減擴(kuò)”可知,線圈B有收縮的趨勢(shì),A有擴(kuò)張的趨勢(shì),故D正確。
[關(guān)鍵能力升華]
利用楞次定律的推論可以速解電磁感應(yīng)問(wèn)題。
[對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練]
L(推論應(yīng)用)(多選)如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖,若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右
運(yùn)動(dòng),則可能是()
sK
A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間
B.開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)的瞬間
C.開(kāi)關(guān)S已經(jīng)是閉合的,滑動(dòng)變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng)
D.開(kāi)關(guān)S已經(jīng)是閉合的,滑動(dòng)變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng)
答案AC
解析鉆頭M向右運(yùn)動(dòng),是遠(yuǎn)離左邊的線圈,依據(jù)楞次定律的推論“增離減
靠”,說(shuō)明左邊線圈中的電流增大,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。
2.(推論應(yīng)用)(多選)如圖所示,M為水平放置的橡膠圓盤,在其外側(cè)面均勻
地帶有負(fù)電荷。在M正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)閉合鋁環(huán)N,鋁環(huán)也處于水平面
中,且M盤和N環(huán)的中心在同一條豎直線上,現(xiàn)讓橡膠圓盤由靜止開(kāi)始繞
。1。2軸按圖示逆時(shí)針?lè)较蚣铀俎D(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()
a
A.鋁環(huán)N有沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
B.鋁環(huán)N有擴(kuò)張的趨勢(shì)
C.橡膠圓盤M對(duì)鋁環(huán)N的作用力方向豎直向下
D.橡膠圓盤M對(duì)鋁環(huán)N的作用力方向豎直向上
答案AD
解析橡膠圓盤M由靜止開(kāi)始繞軸按圖示逆時(shí)針?lè)较蚣铀俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿
過(guò)環(huán)N的磁通量向下且增大,依據(jù)楞次定律可知,鋁環(huán)N有沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)
電流,故A正確;根據(jù)楞次定律的推論,知鋁環(huán)N的面積有縮小的趨勢(shì),且有向
上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以,橡膠圓盤M對(duì)鋁環(huán)N的作用力方向豎直向上,且鋁環(huán)N
有收縮的趨勢(shì),故D正確,B、C錯(cuò)誤。
對(duì)比
考點(diǎn)4三定則一定律的綜合應(yīng)用
[科學(xué)思維梳理]
1.“三定則一定律”的用途
基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律
電流的運(yùn)動(dòng)電荷、
安培定則
磁效應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)
洛倫茲力、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、
左手定則
安培力電流有作用力
部分導(dǎo)體做切割
右手定則
磁感線運(yùn)動(dòng)
電磁感應(yīng)
閉合回路
楞次定律
磁通量變化
以上定則或定律中,“因電而動(dòng)”用左手定則,“因動(dòng)生電”用右手定則;
“因電生磁”用安培定則,“因磁生電”用楞次定律或右手定貝上
2.左手定則與右手定則的比較
定則
定則示意圖共同點(diǎn)區(qū)別
名稱
左手大拇指指向安培力(洛倫茲
定則B磁感線都從掌心垂力)的方向
1直進(jìn)入,四指都指向
1電流(正電荷定向運(yùn)
右手動(dòng))的方向大拇指指向?qū)w棒切割磁感
定則線運(yùn)動(dòng)的方向
說(shuō)明:右手定i則中1。的方向與左手定則中歹的方向相反,是能量守恒定律的
必然結(jié)果。
3.相互聯(lián)系
(1)應(yīng)用楞次定律時(shí),一般要用到安培定則。
(2)研究感應(yīng)電流受到的安培力時(shí),一般先用楞次定律或右手定則確定電流方
向,再用左手定則確定安培力的方向,有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。
例4(多選)如圖,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒尸。、
MN,的左邊有一閉合電路。當(dāng)尸。在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),向右運(yùn)動(dòng),
則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()
A.向右加速運(yùn)動(dòng)B.向右減速運(yùn)動(dòng)
C.向左加速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng)
[答案]BC
[解析]根據(jù)安培定則可知,MN處于ab產(chǎn)生的垂直向里的磁場(chǎng)中,MN在
磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng),說(shuō)明"N受到的磁場(chǎng)力向右,由左手定則可知電流由M
指向N,Li中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上,由楞次定律可知,L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)
應(yīng)該是向上減弱,或向下增強(qiáng);再由右手定則可知PQ可能是向右減速運(yùn)動(dòng)或向
左加速運(yùn)動(dòng)。故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。
[關(guān)鍵能力升華]
利用程序法和逆向推理法分析二次感應(yīng)問(wèn)題
如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果,選擇程序法;如果已知二次感應(yīng)后的
結(jié)果,要判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況或磁場(chǎng)的變化,需選擇逆向推理法。
(1)程序法(正向推理法)
①依據(jù)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向(或原磁感應(yīng)強(qiáng)度方向及大小的變化),判
斷一次感應(yīng)電流的方向。
②依據(jù)導(dǎo)體切割磁感線的速度大小的變化
(或原磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率等隨時(shí)間的變化),判斷一次感應(yīng)電流的大小變化情況。
③依據(jù)一次感應(yīng)電流的方向及大小變化情況,判斷一次感應(yīng)電流的磁通量方
向及大小變化情況。
④依據(jù)一次感應(yīng)電流的磁通量變化情況,判斷二次感應(yīng)電流的方向及產(chǎn)生的
現(xiàn)象。
(2)逆向推理法
①依據(jù)二次感應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象,判斷二次感應(yīng)電流的方向。
②依據(jù)二次感應(yīng)電流的方向,應(yīng)用安培定則,判定二次感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方
向,明確它是阻礙一次感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量變化的。
③依據(jù)楞次定律,得出一次感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向及相應(yīng)的變化的可能情況,
從而得到引起磁場(chǎng)變化的一次感應(yīng)電流的方向與大小變化情況。
④依據(jù)一次感應(yīng)電流的方向及大小變化情況,判斷導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方
向與速度變化情況(或原磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、大小變化及等的變化)。
[對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練]
(三定則一定律的應(yīng)用)如圖甲,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場(chǎng),以圖中
箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框MM相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一固定的閉合
小金屬圓環(huán),圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3隨時(shí)間按
如圖乙所示規(guī)律變化時(shí)()
A.在0?九時(shí)間內(nèi),金屬圓環(huán)中有恒定的電流
B.在九?這時(shí)間內(nèi),金屬環(huán)先有擴(kuò)張的趨勢(shì)再有收縮的趨勢(shì)
C.在九?力時(shí)間內(nèi),金屬環(huán)內(nèi)一直有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
D.在念?/3時(shí)間內(nèi),金屬環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
答案C
解析在0?%時(shí)間內(nèi),B均勻增大,則在螺線管中產(chǎn)生恒定不變的感生電動(dòng)
勢(shì),則在導(dǎo)線框時(shí)加中形成穩(wěn)定的電流,則導(dǎo)線框內(nèi)的磁場(chǎng)也穩(wěn)定不變,此時(shí)環(huán)
中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;在九?力時(shí)間內(nèi),3先向上減小后向下增大,且3
的變化率逐漸減小,則螺線管中的感應(yīng)電流方向?yàn)閺南碌缴锨抑饾u減小,在導(dǎo)線
框Med中的磁通量為向外減小,穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量向外減小,根據(jù)楞次定律可
知,金屬環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,且有擴(kuò)張趨勢(shì),故B錯(cuò)誤,C正確;在
念?/3時(shí)間內(nèi),3向下減小,且3的變化率逐漸減小,則螺線管中的感應(yīng)電流方向
為從上到下且逐漸減小,在導(dǎo)線框Med中的磁通量為向里減小,穿過(guò)金屬環(huán)的磁
通量向里減小,根據(jù)楞次定律可知,金屬環(huán)內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故D錯(cuò)
誤。
考點(diǎn)5實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素
[科學(xué)探究梳理]
1.數(shù)據(jù)處理
(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖
(2)數(shù)據(jù)記錄
表1磁通量增大時(shí)的情況
磁體磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流
圖號(hào)
的方向的方向的磁場(chǎng)方向
甲向下逆時(shí)針(俯視)向上
乙向上順時(shí)針(俯視)向下
表2磁通量減小時(shí)的情況
磁體磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流
圖號(hào)
的方向的方向的磁場(chǎng)方向
丙向下順時(shí)針(俯視)向下
T向上逆時(shí)針(俯視)向上
(3)根據(jù)數(shù)據(jù)記錄表格,歸納出影響感應(yīng)電流方向的因素,并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
2.注意事項(xiàng)
(1)確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系時(shí),要用試觸法,并注意減小
電流強(qiáng)度,防止電流過(guò)大或通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而損壞電流表。
(2)電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計(jì)。
(3)實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)好表格,并明確線圈的繞線方向。
(4)按照控制變量的思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(5)進(jìn)行完一種磁極運(yùn)動(dòng)情況的操作后,等電流表指針回零后再進(jìn)行下一種情
況的操作。
例5在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)先觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系,查明線圈中導(dǎo)線
的繞向,以便從指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。
(2)下表為某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
磁體磁場(chǎng)的磁體運(yùn)指針偏感應(yīng)電流的磁
序號(hào)
方向(正視)動(dòng)情況轉(zhuǎn)情況場(chǎng)方向(正視)
1向下插入線圈向左向上
2向下拔出線圈向右向下
3向上插入線圈向右向下
4向上拔出線圈向左向上
①由實(shí)驗(yàn)記錄1、3得出的結(jié)論:穿過(guò)閉合回路的磁通量________時(shí),感應(yīng)電
流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向O
②由實(shí)驗(yàn)記錄2、4得出的結(jié)論:穿過(guò)閉合回路的磁通量________時(shí),感應(yīng)電
流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向O
③由實(shí)驗(yàn)1、2、3、4得出的結(jié)論是__________________________________O
(3)本實(shí)驗(yàn)涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有
。(舉一例)
[答案】(1)電流(2)①增大相反②減小相同③感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要
阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化(3)發(fā)電機(jī)(其他答案合理也可)
[解析](1)應(yīng)該先觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向?qū)?yīng)的關(guān)系,查明線
圈中導(dǎo)線的繞向,以便從指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。
(2)①由實(shí)驗(yàn)記錄1、3可知,磁體插入線圈,穿過(guò)閉合回路的磁通量增大,
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反。
②由實(shí)驗(yàn)記錄2、4可知,磁體從線圈中拔出,穿過(guò)閉合回路的磁通量減小,
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同。
③根據(jù)①、②可得出結(jié)論:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量
的變化。
(3)本實(shí)驗(yàn)涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有:發(fā)電機(jī)、變壓器、無(wú)線
充電器等。
[關(guān)鍵能力升華]
在分析“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí),發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的方
向與磁通量變化不容易建立起直接的聯(lián)系,關(guān)鍵是引入“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”這個(gè)
中介,從而分析感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向與引起感應(yīng)電流的磁通量變化的關(guān)系。
[對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練]
某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的條形磁體和楞次環(huán)“探究影響感應(yīng)電流方向的因
素”。
(1)用磁體磁極靠近和遠(yuǎn)離A環(huán),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,完成下表。
實(shí)驗(yàn)操作磁體N極磁體s極磁體N極磁體s極
靠近A環(huán)靠近A環(huán)遠(yuǎn)離A環(huán)遠(yuǎn)離A環(huán)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象排斥排斥吸引吸引
磁通量變化增加增加減少—
指向指向指向
原磁場(chǎng)方向—
A環(huán)磁體A環(huán)
感應(yīng)電流
磁場(chǎng)的方
向與原磁相反相反相同—
場(chǎng)方向的
關(guān)系
感應(yīng)電
指向
流磁場(chǎng)指向A環(huán)指向A環(huán)—
磁體
的方向
感應(yīng)電流
的方向(在
A環(huán)靠近逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針—
磁體一側(cè)
觀察)
(2)根據(jù)上表總結(jié)關(guān)于感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
答案(1)減少指向磁體相同指向磁體逆時(shí)針
(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
解析(1)使條形磁體S極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),穿過(guò)A環(huán)的磁通量減少,原磁場(chǎng)方
向指向磁體;由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象S極吸引A環(huán),結(jié)合磁極間的相互作用規(guī)律可知,A環(huán)
靠近S極的一側(cè)相當(dāng)于小磁針的N極,因此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向指向磁體,則感
應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)的方向相同,由安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)
針(在A環(huán)靠近磁體一側(cè)觀察)。
(2)結(jié)論是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
課時(shí)作業(yè)|
一、選擇題(本題共10小題,其中第1?6題為單選,第7?10題為多選)
1.如圖所示,一水平放置的N匝矩形線框面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
為B,方向斜向上,與水平面成30。角,現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到
豎直的虛線位置,則此過(guò)程中磁通量的改變量的大小是()
小+1
-2
答案C
解析磁通量與匝數(shù)無(wú)關(guān),。=抽中,3與S必須垂直。初態(tài)。1=厭詁30。5
末態(tài)02=-Bcos30°S,磁通量的變化量大小A0=|02-0i|=\BS(-cos30°-
sin30°)|=^—BS,所以C正確。
2.下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
答案B
解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知,A中,電路沒(méi)閉合,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;
B中,電路閉合,且垂直磁感線的閉合回路的面積增大,則穿過(guò)閉合回路的磁通
量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;C中,穿過(guò)閉合線圈的磁感線相互抵消,磁通量恒為
零,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;D中,閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。
故選Bo
3.(2019?全國(guó)卷III)楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)?
()
A.電阻定律B.庫(kù)侖定律
C.歐姆定律D.能量守恒定律
答案D
解析楞次定律表述了感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,同時(shí)也體現(xiàn)了不同能量間的關(guān)
系??偰芰渴鞘睾愕模袘?yīng)電流產(chǎn)生電能,電能是“阻礙”的結(jié)果,D正確。
4.如圖,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺
線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路,若
將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()
A.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
B.穿過(guò)線圈a的磁通量變小
C.線圈a有收縮的趨勢(shì)
D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力K將減小
答案C
解析根據(jù)安培定則可知,螺線管b在其內(nèi)部產(chǎn)生向下的磁場(chǎng),當(dāng)滑動(dòng)變阻
器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí),電路中總電阻減小,電流增大,磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,穿過(guò)
線圈a的磁通量變大,根據(jù)楞次定律,線圈a中會(huì)產(chǎn)生阻礙磁通量變大的感應(yīng)電
流,即產(chǎn)生俯視逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律的推論“增
縮減擴(kuò)”可知,線圈a有收縮的趨勢(shì),故C正確;根據(jù)楞次定律的推論“增離減
靠”可知,線圈a有遠(yuǎn)離螺線管b的趨勢(shì),因此線圈a對(duì)水平桌面的壓力人將增
大,故D錯(cuò)誤。
5.為了演示“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”的
現(xiàn)象,老師做了這樣的演示實(shí)驗(yàn):如圖所示,水平橫梁兩端各固定一個(gè)鋁環(huán),其
中A環(huán)是閉合的,B環(huán)是斷開(kāi)的,橫梁可以繞中間的支點(diǎn)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)裝
置靜止不動(dòng)時(shí),用一磁體的N極去接近A環(huán),發(fā)現(xiàn)A環(huán)繞支點(diǎn)沿順時(shí)針(俯視)
方向轉(zhuǎn)動(dòng)。若不考慮空氣流動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確
的是()
A.若用磁體的S極接近A環(huán),A環(huán)也將繞支點(diǎn)沿順時(shí)針(俯視)方向轉(zhuǎn)動(dòng)
B.制作A、B環(huán)的材料只要是金屬就行,很薄的鐵環(huán)也可以得到相同的實(shí)
驗(yàn)效果
C.制作A、B環(huán)的材料用絕緣材料也可以得到相同的實(shí)驗(yàn)效果
D.磁體接近A環(huán)的過(guò)程中,A環(huán)將有擴(kuò)張的趨勢(shì)
答案A
解析當(dāng)磁體N極向A環(huán)靠近時(shí),穿過(guò)A環(huán)的磁通量增加,A環(huán)是閉合的,
會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁體對(duì)A環(huán)產(chǎn)生安培力,阻礙兩者相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此為阻礙磁體
靠近,A環(huán)出現(xiàn)繞支點(diǎn)順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象;同理,磁體S極接近A環(huán)時(shí),A
環(huán)也將繞支點(diǎn)順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng),故A正確。制作A、B環(huán)的材料必須是金屬導(dǎo)
體,很薄的鐵環(huán)電阻較大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小,且會(huì)被磁化吸引,不能得到相
同的實(shí)驗(yàn)效果,故B錯(cuò)誤。若制作A、B環(huán)的材料用絕緣材料,則在A環(huán)中不會(huì)
產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁體對(duì)A環(huán)無(wú)安培力作用,A環(huán)不會(huì)繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),故C錯(cuò)誤。
磁體接近A環(huán)的過(guò)程中,穿過(guò)A環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,A環(huán)將有
收縮的趨勢(shì),故D錯(cuò)誤。
6.如圖甲所示,線圈仍中通有如圖乙所示的電流,電流從。到人為正方向,
那么在0?加這段時(shí)間內(nèi),用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流,貝義)
M
0\
aoi)b^\:
甲乙
A.從左向右看感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針
B.從左向右看感應(yīng)電流的方向?yàn)橄软槙r(shí)針后逆時(shí)針
C.感應(yīng)電流的大小先減小后增加
D.鋁環(huán)與線圈之間一直有磁場(chǎng)力的作用,作用力先向左后向右
答案A
解析電流從。到6為正方向,由圖乙可知,開(kāi)始時(shí)電流為正且逐漸減小,
由右手螺旋定則可知,鋁環(huán)M中的磁場(chǎng)水平向右,由于電流減小,所以磁通量變
小,根據(jù)楞次定律可得,鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看);
由圖乙可知,電流減小到零后反向增大,電流從6流向由右手螺旋定則可知,
鋁環(huán)M中的磁場(chǎng)水平向左,電流增大,則通過(guò)鋁環(huán)M的磁通量變大,根據(jù)楞次
定律可得,鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看),故A正確,B
錯(cuò)誤。由圖乙可知,湖內(nèi)的電流的變化率不變,則產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變
化率不變,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,鋁環(huán)M產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不變,
所以感應(yīng)電流的大小也不變,故C錯(cuò)誤。當(dāng)線圈。。中電流為零時(shí),鋁環(huán)M和線
圈之間無(wú)磁場(chǎng)力作用,故D錯(cuò)誤。
7.研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有獨(dú)特屬性的新型合金能夠?qū)?nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。
具體而言,只要略微提高溫度,這種合金就會(huì)變成強(qiáng)磁性合金,從而使環(huán)繞它的
線圈中產(chǎn)生電流,其簡(jiǎn)化模型如圖所示。A為圓柱形合金材料,B為線圈,套在
圓柱形合金材料上,線圈的半徑大于合金材料的半徑?,F(xiàn)對(duì)A進(jìn)行加熱,下列說(shuō)
法正確的是()
B
A.B線圈一定有收縮的趨勢(shì)
B.B線圈一定有擴(kuò)張的趨勢(shì)
C.B線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻止了B線圈內(nèi)磁通量的增加
D.若從右向左看B中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑒tA左端是強(qiáng)磁性合金的S
極
答案BD
解析現(xiàn)對(duì)A進(jìn)行加熱,其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,A內(nèi)部磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)方向相
反,B線圈的總磁通量與A內(nèi)部磁場(chǎng)方向相同,由楞次定律可知,B線圈一定有
擴(kuò)張的趨勢(shì),所以A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)楞次定律可知,B線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生
的磁場(chǎng)阻礙了B線圈內(nèi)磁通量的增加,而非阻止,C錯(cuò)誤;根據(jù)右手螺旋定則和
楞次定律可知,若從右向左看B中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,則A中原磁場(chǎng)方向向
右,即A左端是強(qiáng)磁性合金的S極,D正確。
8.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面,規(guī)定垂直紙面向里的方向?yàn)檎?,磁感?yīng)強(qiáng)度B
隨時(shí)間/變化規(guī)律如圖甲所示。在磁場(chǎng)中有一細(xì)金屬矩形回路,回路平面位于紙
面內(nèi),如圖乙所示。令11、上、上分別表示。ab、。。段的感應(yīng)電流,F(xiàn)i、仍、
仍分別表示。八ab、A段回路右側(cè)PQ邊受到的安培力。貝女)
A.沿逆時(shí)針?lè)较颍?2沿順時(shí)針?lè)较?/p>
B.12沿逆時(shí)針?lè)较颍?3沿順時(shí)針?lè)较?/p>
C.八方向向左,人方向向右
D.尸2方向向右,方向向右
答案AC
解析由楞次定律可知,段感應(yīng)電流/1沿逆時(shí)針?lè)较颍?、稅段感?yīng)電
流上、/3沿順時(shí)針?lè)较?,故A正確,B錯(cuò)誤。。。段回路右側(cè)PQ邊中電流由。流
向P,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里,由左手定
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