2.1楞次定律——高二物理人教版(2019)选择性必修二课堂速测
【基础知识整合】
一、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阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.本质;阻碍是能量守恒的反映,其他形式的能转化为电能。
3.阻碍的理解
(1)阻碍的主体与对象;感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)磁通量的变化。
(2)阻碍的方式;当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍其增加,反之二者方向则相同,即“增反减同”
(3)阻碍的结果;阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的过程,最终结果不受影响。磁通量是增加的最终仍增加,是减少的最终仍减少。
二、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;闭合导体回路的一部分切割磁感线。
3.相对性;在右手定则中,拇指的指向是导体切割磁感线的方向,即导体相对磁场的运动方向。
【课堂考点速测】
1.如图所示,三角形线框与长直导线彼此绝缘,线框被导线分成面积相等的两部分,在MN接通图示方向电流的瞬间,下列说法正确的是的瞬间,下列说法正确的是( )
A.线框中合磁通量方向垂直纸面向外
B.线框中无感应电流
C.线框中感应电流的方向为
D.线框中感应电流的方向为
2.中国科学院科普云平台的格致论道栏目中,罗会仟老师演示了用超导线圈悬浮一个强磁铁的实验,如图所示,此时强磁铁N极朝上.若快速将磁铁从图示位置向下拔出,则( )
A.俯视超导线圈,其电流的方向为顺时针
B.俯视超导线圈,其电流的方向为逆时针
C.将磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈,线圈受引力
D.将磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈,线圈受斥力
3.下列图中是闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生方向由b到a感应电流的是( )
A. B. C. D.
4.如图,闭合矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的两个边与导线平行。关于线圈中感应电流方向的判断,下列说法正确的是( )
A.线圈向右运动时,电流沿顺时针方向
B.线圈沿平行于直导线向上运动时,电流沿顺时针方向
C.线圈以直导线为轴向外旋转时,电流沿逆时针方向
D.直导线中电流沿图示方向增加时,电流沿顺时针方向
5.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右),则( )
A.导线框进入磁场时,感应电流方向为
B.导线框离开磁场时,感应电流方向为
C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左
6.如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈中产生逆时针方向(俯视)感应电流的是( )
A.线圈a B.线圈b C.线圈c D.线圈d
7.如图所示,光滑固定导轨水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,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.将互相靠拢 B.将互相远离 C.磁铁的加速度小于g D.磁铁的加速度仍为g
答案以及解析
1.答案:D
解析:由安培定则可知,MN中的电流在线框左处产生的磁场垂直于纸面向里,在线框右处产生的磁场垂直纸面向外.虽然线框被导线分成面积相等的两部分,但对于通电直导线形成的磁场,离导线越远,磁场越弱,所以在MN通电的瞬间,通过线框的磁通量向里增大,由楞次定律可知,线框中感应电流的磁场方向向外,故线框中感应电流的方向为,故选D.
2.答案:BD
解析:当快速将磁铁从题中图示位置向下拔出时,向上穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律和安培定则知,俯视超导线圈,其电流的方向为逆时针,A错误,B正确;将磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈时,向下穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律知,线圈受斥力,C错误,D正确.
3.答案:BCD
解析:根据右手定则可知,图A中感应电流方向由a到b,故A错误;图B中导体ab向纸外运动,根据右手定则可知,感应电流方向由b到a,故B正确;图C中穿过闭合电路的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,感应电流方向由b到a,故C正确;图D中导体ab切割磁感线,根据右手定则可知,导体ab中感应电流方向由b到a,故D正确.
4.答案:A
解析:根据安培定则和楞次定律综合判断。
5.答案:D
解析:导线框进入磁场时,穿过导线框的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流沿顺时针方向,即方向为,导线框离开磁场时,穿过导线框的磁通量减小,感应电流方向为逆时针方向,即,A、B错误;根据楞次定律的“来拒去留”规律可知导线框进入磁场时,受到的安培力向左,离开磁场时受到的安培力向左,C错误,D正确。
6.答案:A
解析:由安培定则可知,线圈a中磁场方向垂直纸面向里,当电流增大时,根据楞次定律可知,线圈a中有逆时针方向(俯视)的感应电流,A正确;穿过线圈b、d的磁通量为零,当电流变化时没有感应电流产生,B、D错误;由安培定则可知,线圈c中磁场方向垂直纸面向外,当电流增大时,根据楞次定律可知,线圈c中有顺时针方向(俯视)的感应电流,C错误.
7.答案:AC
解析:当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知将互相靠拢,回路的面积减小,使穿过回路的磁通量减小,起到阻碍原磁通量增加的作用,故A正确,B错误。由于磁铁受到向上的磁场力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于g,故C正确,D错误。