教科版高中物理选择性必修第二册第二章电磁感应及其应用第1节楞次定律课件(含解析)

文档属性

名称 教科版高中物理选择性必修第二册第二章电磁感应及其应用第1节楞次定律课件(含解析)
格式 ppt
文件大小 4.7MB
资源类型 试卷
版本资源 教科版(2019)
科目 物理
更新时间 2026-03-20 00:00:00

图片预览

文档简介

(共62张PPT)
[学习目标]
1.探究影响感应电流方向的因素,会用右手定则判断感应电流的方向。
2.理解楞次定律中“阻碍”的含义,能从能量转化的角度解释楞次定律。
3.能熟练运用楞次定律判断感应电流的方向。
1.产生感应电流的条件:穿过闭合导体回路的______发生变化。
2.右手定则:伸开右手,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线垂直从____穿入,并使拇指指向导线运动的方向,这时____所指的方向就是感应电流的方向,如图所示。
磁通量
手心
四指
3.适用范围:___________________而产生感应电流的情况。
导线切割磁感线运动
[思考探究]
试总结右手定则与左手定则的区别以及应用?
提示 
比较项目 右手定则 左手定则
用途 判断感应电流的方向 判断通电导线或运动电荷所受磁场力的方向
因果关系 因动生电 因电受力
应用实例 发电机 电动机
[例1] 下列四个选项图中表示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,导体ab上的感应电流方向为a→b的是(  )
A
解析 应用右手定则判断可知,A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流方向为a→d→c→b→a,D中电流方向为b→a,故A正确。
[例2] 为了测量列车运行的速度和加速度的大小,可采用如图甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面,磁场方向垂直地面向下,如图乙所示,则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流(  )
B
A.始终沿逆时针方向
B.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
D.始终沿顺时针方向
解析 列车带着磁场向右运动,进入线圈的过程中,线圈左边的一段导线向左切割磁感线,根据右手定则知,线圈中的电流方向沿逆时针方向;磁场离开线圈时,线圈右边的一段导线向左切割磁感线,这一过程中线圈中的感应电流方向沿顺时针方向。故线圈中的电流先沿逆时针方向,再沿顺时针方向,选项B正确。
[总结提升]
对右手定则的两点说明
(1)切割磁感线的导线就是电路中的电源,感应电流的方向就是感应电动势的方向(在电源内部,由低电势指向高电势)。
(2)当导线不动而磁场运动时,大拇指的指向是导线相对于磁场的运动方向。
1.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、螺线管、导线、开关、学生电源、滑动变阻器。
(2)实验探究:①按如图甲所示情境连接电路,并在表1、表2中填写四种探究结果。
表1
操作 S极向下插入 S极向上拔出
原磁场(B0)的方向
原磁场(B0)穿过螺线管磁通量的增减
电流表指针偏转方向
螺线管线圈绕向,感应电流方向图示
螺线管内感应电流的磁场(B′)的方向
表2
操作 N极向下插入 N极向上拔出
原磁场(B0)的方向
原磁场(B0)穿过螺线管磁通量的增减
电流表指针偏转方向
螺线管线圈绕向,感应电流方向图示
螺线管内感应电流的磁场(B′)的方向
②按如图乙所示情境连接电路,并在表3、表4中填写四种探究结果。
表3
操作 开关闭合 开关断开
A线圈内部的磁场(B0)方向
穿过B线圈的磁通量的增减
电流表指针偏转方向
B线圈中感应电流方向
B线圈内部感应电流的磁场(B′)方向
表4
操作 变阻器R变大 变阻器R变小
A线圈内部的磁场(B0)方向
穿过B线圈的磁通量的增减
电流表指针偏转方向
B线圈中感应电流方向
B线圈内部感应电流的磁场(B′)方向
(3)实验结果:当引起感应电流的原磁场(B0)穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流的磁场(B′)方向与原磁场(B0)方向_____;当引起感应电流的原磁场(B0)穿过螺线管的磁通量减小时,感应电流的磁场(B′)方向与原磁场(B0)方向____。
2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要____引起感应电流的磁通量的变化。
3.楞次定律是________定律在电磁感应中的具体表现。
相反
相同
阻碍
能量守恒
[易错辨析]
(1)感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化。( )
(2)感应电流的磁场总是与原磁场反向,阻碍原磁场的变化。( )
(3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。( )
(4)感应电流的磁场方向可能与原磁场方向相同。( )
×
×
×

[例3] 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中,她选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵敏电流计的情况下,电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲所示。
(1)为了探究电磁感应规律,该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙所示。通过分析可知图乙中条形磁铁的运动情况是____________(选填“向上拔出”或“向下插入”)。
(2)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好,A线圈已插入B线圈中,请问若灵敏电流计中产生电流,则电流方向与螺线管B中导线的绕向________(选填“有”或“没有”)关系。她合上开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是________(多选)。
A.在A线圈中插入铁芯
B.拔出A线圈
C.滑动变阻器的滑片向右滑动
D.滑动变阻器的滑片向左滑动
(3)通过本实验可以得出:感应电流产生的磁场,总是________________________。
答案 (1)向下插入 (2)有 BC (3)阻碍引起感应电流的磁通量的变化
解析 (1)根据题图甲可知,电流从灵敏电流计的左接线柱流入,指针往左偏;由题图乙可知,螺线管中的电流方向为顺时针方向(从上往下看),根据安培定则,螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下;条形磁铁在螺线管中的磁场方向(原磁场方向)竖直向上,可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加,所以条形磁铁向下插入线圈。
(2)由右手螺旋定则可知,用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,大拇指指的方向为N极方向,螺线管B中导线的绕向不同,则右手握住螺线管的方式不同,故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关。合上开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明B线圈中磁通量增加时,电流计指针向右偏转;现在要使灵敏电流计的指针向左偏转,因此穿过B线圈的磁通量应该减小;在A线圈中插入铁芯,穿过B线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,灵敏电流计指针向右偏转,故A错误;拔出A线圈,则穿过B线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,灵敏电流计向左偏转,故B正确;由题图丙可知,滑动变阻器的滑片向右滑动,电路中的电流减小,线圈A的磁感应强度减小,穿过线圈B的磁通量减小,根据楞次定律,灵敏电流计向左偏转,故C正确;同理,滑动变阻器的滑片向左滑动,灵敏电流计向右偏转,故D错误。
(3)根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
[例4] 关于楞次定律,下列说法正确的是(  )
A.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
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场的阻碍作用
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化
A
解析 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,选项A正确;闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场的阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁场增强时,感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁场减弱时,感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误。
[总结提升]
楞次定律中“阻碍”的含义
[例5] (2024·江苏卷)如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(  )
A.顺时针,顺时针 B.顺时针,逆时针
C.逆时针,顺时针 D.逆时针,逆时针
A
解析 线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过线圈a的磁通量在减小,则根据楞次定律可知线圈a的感应电流方向为顺时针。由于线圈a从磁场中匀速拉出,则线圈a中产生的感应电流为恒定电流,则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,同理可得线圈b产生的感应电流方向为顺时针。故选A。
[例6] 如图甲所示,水平桌面上固定的闭合金属线圈处于磁感应强度为B的磁场中,磁感应强度B随时间t变化的关系图像如图乙所示。设磁场方向垂直桌面向上为正方向,则金属线圈中感应电流的方向(从上向下看)(  )
A.0~t1时间内逆时针方向
B.t1~t2时间内为顺时针方向
C.t2~t3时间内为顺时针方向
D.t3~t4时间内为顺时针方向
D
解析 0~t1时间内,穿过线圈的磁通量增加,且原磁场的方向向上,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,即感应电流的磁场方向向下,由安培定则可得,感应电流的方向为顺时针方向,故A错误;t1~t2时间内,穿过线圈的磁通量减小,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,所以感应电流为逆时针方向,故B错误;t2~t3时间内,穿过线圈的磁通量增大,磁场方向向下,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,所以感应电流为逆时针方向,故C错误;t3~t4时间内,穿过线圈的磁通量减小,原磁场方向向下,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,所以感应电流为顺时针方向,故D正确。
[总结提升]
应用楞次定律的一般解题步骤
(1)确定研究对象:哪个闭合回路。
(2)确定闭合回路中原磁场的方向。
(3)确定穿过闭合回路的磁通量如何变化。
(4)根据楞次定律判断感应电流磁场的方向。
(5)由安培定则最终确定感应电流的方向。
1.(右手定则)如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是(  )
B
A.导体棒中的电流方向为B→A
B.电流表A1中的电流方向为F→E
C.电流表A1中的电流方向为E→F
D.电流表A2中的电流方向为D→C
解析 根据右手定则,可知导体棒中的电流方向为A→B,所以电流表A1中的电流方向为F→E,电流表A2中的电流方向为C→D,选项B正确,A、C、D错误。
2.(楞次定律)在电磁感应现象中,下列说法正确的是(  )
A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化
B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量
D.感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁场的磁通量的变化
解析 根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,选项A正确,C错误;当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反;当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,选项B错误;感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场磁通量的变化,但不是阻止,选项D错误。
A
3.(楞次定律的应用)如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁铁的N极附近竖直下落过程中保持bc边在纸外,ad边在纸内,且ad边、bc边一直在同一水平面上,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,位置Ⅱ与条形磁铁在同一平面,这个过程中线圈中的感应电流(  )
A
A.沿abcda流动
B.沿dcbad流动
C.先沿abcda流动,后沿dcbad流动
D.先沿dcbad流动,后沿abcda流动
解析 由条形磁铁的磁场分布可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小,为零,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律及右手螺旋定则可知感应电流的方向是abcda,故选A。
4.(探究影响感应电流方向的因素)某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素:
(1)图甲中,将条形磁体从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离,出现的现象是________。
A.灯泡A、B均不发光
B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知:当电流从图乙中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转,则当条形磁体________(选填“向上”或“向下”)运动时,电流计指针向右偏转。
答案 (1)B (2)向上
解析 (1)将条形磁体从题图甲所示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离,则螺线管中产生的感应电流方向相反,两个二极管相继分别导通,出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光,故选B。(2)通过实验得知:当电流从题图乙中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转,则当电流计指针向右偏转时,螺线管中产生的感应电流从上往下,根据楞次定律可知,条形磁体向上运动。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1.如图所示,一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d,则(  )
D
A.整个运动过程中,线圈中一直有感应电流
B.进入磁场和离开磁场的过程中,感应电流方向相同
C.进入磁场时感应电流方向顺时针,离开磁场时感应电流方向逆时针
D.进入磁场时感应电流方向逆时针,离开磁场时感应电流方向顺时针
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 由右手定则可知,线圈进入磁场的过程中,感应电流方向沿逆时针方向,当线圈完全在磁场中,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流的产生,线圈离开磁场时,根据右手定则,感应电流方向沿顺时针方向。故选D。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2.飞机水平飞行时,飞行员的左侧机翼顶端电势为φ1,右侧机翼顶端电势为φ2,则(  )
A.在北半球自西向东飞行时,φ1=φ2
B.在北半球飞行时,φ1>φ2
C.在南半球自西向东飞行时,φ1=φ2
D.在南半球飞行时,φ1>φ2
解析 当飞机在北半球飞行时,由于地磁场有竖直向下的分量,由右手定则可知,左端电势高,即在北半球飞行时,无论飞行方向如何,都有φ1>φ2,在南半球飞行时,磁场有竖直向上的分量,无论飞行方向如何,都有φ2>φ1,故B正确。
B
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关依次连接,如图所示。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流表指针向右偏转。由此可以推断(  )
B
A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动,都能引起电流表指针向左偏转
B.线圈A向上移动或断开开关,都能引起电流表指针向右偏转
C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流表指针静止在中央
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,所以无法判断电流表指针偏转的方向
13
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 由题意知,穿过线圈B的磁通量减小时,电流表指针向右偏转,线圈A向上移动或断开开关时,穿过线圈B的磁通量均减小,电流表指针向右偏转,故A错误,B正确;滑片P匀速向左滑动时,穿过线圈B的磁通量减少,电流表指针向右偏转;滑片P匀速向右滑动时,穿过线圈B的磁通量增大,电流表指针向左偏转,故C、D错误。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4.关于感应电流,下列说法正确的是(  )
A.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量
B.感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的磁场方向相反
C.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反
D.当导体切割磁感线运动时,只能用右手定则确定感应电流的方向
解析 根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。原磁场减弱时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同,原磁场增强时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反,故选项A、B错误,选项C正确;导体切割磁感线运动时也可以用楞次定律结合安培定则确定感应电流的方向,故选项D错误。
C
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5.(2025·绵阳市高二月考)(多选) 如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法正确的是(  )
A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反
B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
D.将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无感应电流
解析 不管将金属圆环从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的,选项B正确,A、C错误;另外在圆环离开磁场前,穿过圆环的磁通量没有改变,该种情况无感应电流产生,D正确。
BD
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6.(2025·西安市高二期中)英国物理学家狄拉克在1931年就从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”。美国物理学家卡布莱拉在1982年就设计了一个寻找磁单极子的实验,他设想,如果一个只有N极的磁单极子从下向上穿过如图所示的超导线圈,则从上向下看,超导线圈上将出现(  )
A.顺时针方向的感应电流
B.逆时针方向的感应电流
C.先顺时针方向、后逆时针方向的感应电流
D.先逆时针方向、后顺时针方向的感应电流
A
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 当磁单极子位于超导线圈下方时,超导线圈中原磁场的方向向上,磁通量增加,则感应电流的磁场方向向下,由安培定则可知,产生顺时针(俯视)方向的感应电流;在磁单极子运动的过程中,当磁单极子位于超导线圈上方时,超导线圈中原磁场的方向向下,磁通量减少,则感应电流的磁场方向向下,由安培定则可知,产生顺时针(俯视)方向的感应电流,故A正确,B、C、D错误。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7.如图,空间固定一条形磁体(其轴线水平),以下说法正确的是(  )
D
A.圆环a沿磁体轴线向右运动,靠近磁体N极时感应电流为逆时针(从左往右看)
B.圆环b竖直下落时磁通量不变
C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0,感应电流为0
D.圆环c经过位置2前后一小段时间内感应电流方向不变
解析 圆环a沿磁体轴线向右运动,穿过线圈的磁通量增多,根据楞次定律可知电流为顺时针方向(从左往右看),A错误;圆环b竖直下落时,穿过圆环b的磁通量变小,B错误;圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0,但磁通量仍发生变化,因此仍有感应电流,C错误;圆环c经过位置2前后一小段时间内,磁通量先是向下的减少,然后是向上的增多,根据楞次定律,感应电流均为顺时针方向(从上向下看),D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8.如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,且d0 L,先将线框拉到如图所示的位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是(  )
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.金属线框最终将在有界磁场中做往复运动
D
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 金属线框进入磁场时,线框cd边切割磁感线,使穿过金属线框的磁通量增大,因此产生感应电流,根据楞次定律可判断电流的方向为a→d→c→b→a,故A错误;金属线框离开磁场时,线框的有效面积减小,穿过线框的磁通量减小,因此产生感应电流,根据楞次定律可判断电流的方向为a→b→c→d→a,故B错误;根据能量守恒定律,线框每次经过磁场边界时都会有热量产生,机械能减少,可知金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等,故C错误;当线框不再穿出磁场时,就没有机械能损失了,故线框最终将在有界磁场中做往复运动,故D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[能力提升练]
9.如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体棒ef与导体环接触良好,当ef向右匀速运动时(  )
D
A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
13
解析 导体ef切割磁感线相当于电源,圆环两侧组成外电路,所以环上有感应电流,故A错误;根据右手定则判断可知,ef中产生的感应电流方向从e→f,则环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流,故B、C错误,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10.(多选)如图所示,把开关K闭合后,要使Q线圈产生图示方向的电流,下面采用的方法正确的是(  )
BCD
A.把Q靠近P
B.把P中的铁芯从左边抽出
C.把R的滑片右移
D.开关K断开的瞬间
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 根据右手螺旋定则,线圈P中产生的磁场左侧为N极,右侧为S极,则把Q靠近P时,穿过Q的磁通量向左增加,根据楞次定律可知,线圈Q中产生与图中相反方向的感应电流,故A错误;把P中的铁芯从左边抽出,则穿过Q的磁通量向左减小,根据楞次定律可知,线圈Q中产生图中方向的感应电流,故B正确;把R的滑片右移,则P中电流减弱,则穿过Q的磁通量向左减小,根据楞次定律可知,线圈Q中产生图中方向的感应电流,故C正确;开关K断开的瞬间,则穿过Q的磁通量向左减小,根据楞次定律可知,线圈Q中产生图中方向的感应电流,故D正确。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11.如图甲所示,线圈ab中通有如图乙所示的电流,电流正方向为从a到b,在0~t2这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,则下列说法正确的是(  )
B
A.0~t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小
B.从左向右看,铝环中感应电流的方向始终为顺时针
C.t1时铝环无感应电流
D.从左向右看,铝环中感应电流的方向始终为逆时针
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 M处于通电线圈的磁场中,磁通量变化取决于线圈中电流的变化;0~t1这段时间内线圈中电流减小,穿过铝环的磁通量在减小;t1~t2这段时间内线圈中电流反向增大,穿过铝环的磁通量在增大。t1时线圈中电流处于变化状态,铝环中磁通量处于变化状态,故铝环中有感应电流,A、C错误;根据题意可知,由于电流从a到b为正方向,当电流从a流向b时,由右手螺旋定则可知,通电线圈的磁场的方向水平向右,则穿过铝环的磁场水平向右,0~t1时间内,由于电流减小,所以穿过铝环磁通量变小,根据楞次定律可得,铝环中的感应电流方向为顺时针(从左向右看);当电流从b流向a时,由右手螺旋定则可知,穿过铝环的磁场水平向左,t1~t2时间内,由于电流增大,则穿过铝环的磁通量增加,根据楞次定律可得,铝环中感应电流方向为顺时针(从左向右看),故电流方向始终为顺时针,B正确,D错误。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12.甲、乙两位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
(1)(多选)如图甲,甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。
A.闭合开关
B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C.开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
D.开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(2)为确切判断B线圈中的感应电流方向,应在实验前先查明灵敏电流计______________________的关系。
(3)乙同学设计了如图乙所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的电阻挡对二极管正负极进行确认,某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转,说明此时黑表笔接触的是二极管的________(选填“正极”或“负极”)。实验操作时将磁铁插入线圈时,只有灯________(选填“C”或“D”)短暂亮起。
答案 (1)CD (2)指针偏转方向与电流流入方向 (3)负极 C
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析 (1)断开开关时,A线圈中电流迅速减小,则B线圈中磁通量减小,出现感应电流,使灵敏电流计指针向右偏转;为了同样使指针向右偏转,应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。闭合开关,A线圈中的电流突然增大,则B线圈中的磁通量增大,故A错误;开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动,A线圈中的电流增大,则B线圈中的磁通量增大,故B错误;开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出,则B线圈中的磁通量减小,故C正确;开关闭合时将A线圈倒置,再重新插入B线圈中,则B线圈中反向的磁通量增加,故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(2)为确切判断感应电流的方向,应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系。
(3)指针没有偏转时,说明二极管的负极与电源正极相连,根据多用电表“红进黑出”可知,此时黑表笔接触的是二极管的负极;当磁铁插入线圈时,线圈中出现如图所示方向的电流,灯C短暂亮起。
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[拓展培优练]
13.如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁从离地面高h处由静止开始下落,最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触。若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
13
A
A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C.磁铁在整个下落过程中它的机械能不变
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
同课章节目录