4.楞次定律
[学习目标] 1.通过探究实验总结楞次定律.(重点) 2.会用右手定则和楞次定律判断感应电流的方向.(重点) 3.理解楞次定律的内容和本质.(难点) 4.找出楞次定律与右手定则的区别与联系.(难点)
一、右手定则
1.内容:将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线从手心穿入,大拇指指向导体运动方向,这时四指的指向就是感应电流的方向,也就是感应电动势的方向.
2.适用范围:适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况.
二、楞次定律
1.实验探究
将螺线管与电流计组成闭合导体回路,分别将条形磁铁的N极、S极插入,抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向如下.
2.实验记录
图号
磁场方向
感应电流方向(俯视)
感应电流的磁场方向
归纳总结
甲
向下
逆时针
向上
感应电流的磁场阻碍原磁通量的增加
乙
向上
顺时针
向下
丙
向下
顺时针
向下
感应电流的
磁场阻碍原磁
通量的减少
丁
向上
逆时针
向上
3.实验结论:当穿过线圈的磁通量增加时,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少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同.
4.楞次定律的内容
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.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)导体棒不垂直切割磁感线时,也可以用右手定则判断感应电流方向. (√)
(2)感应电流方向凡可以用右手定则判断的,均能用楞次定律判断. (√)
(3)右手定则即右手螺旋定则. (×)
(4)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. (√)
(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. (√)
(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.闭合电路的一部分导体在磁场中因切割磁感线而产生了感应电流,在如图所示的图中,B、v、I方向均正确的是( )
D [A、C两项中不产生感应电流,A、C错误;由右手定则可知B中的感应电流方向应向外,B错误;只有选项D正确.]
3.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则在线圈2从正上方下落至1的正下方过程中,从上往下看,线圈2中( )
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流
D.先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流
C [由安培定则可知通电线圈1产生的磁场方向自下而上穿过线圈1所包围的空间.当线圈2从正上方下落至与线圈1共面的过程中,穿过线圈2的磁通量向上增加,根据楞次定律的“增反”可知,线圈2中感应电流产生的磁场方向向下,应用安培定则可以判断出感应电流的方向为顺时针(俯视);当线圈2从与线圈1共面的位置继续下落至正下方时,穿过线圈2的磁通量向上减少,根据楞次定律的“减同”可知,线圈2中感应电流产生的磁场方向向上,应用安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针(俯视),故选项C正确.]
楞次定律的理解及应用
1.因果关系
闭合导体回路中磁通量的变化是因,产生感应电流是果;原因产生结果,结果又反过来影响原因.
2.“阻碍”的理解
3.“阻碍”的表现形式
(1)从磁通量变化的角度看,感应电流的效果是阻碍磁通量的变化.
(2)从相对运动的角度看,感应电流的效果是阻碍相对运动.
4.楞次定律应用四步曲
(1)确定原磁场方向;
(2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少);
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同);
(4)判定感应电流的方向.
该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”,一原——确定原磁场的方向;二变——确定磁通量是增加还是减少;三感——判断感应电流的磁场方向;四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向.
【例1】 如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中( )
A.始终有感应电流自a向b流过电流表G
B.始终有感应电流自b向a流过电流表G
C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
思路点拨:应用楞次定律判断感应电流的方向时,关键是分析原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况.
C [条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,感应电流的方向是a→G→b.条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管内产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,感应电流的方向是b→G→a,故C正确.]
应用楞次定律时应依次确定的物理量
训练角度1:楞次定律的理解
1.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 [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;当原磁通量增加时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误.]
训练角度2:楞次定律的简单应用
2.(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,以下各种说法中正确的是( )
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
BD [将金属圆环不管从哪边拉出磁场,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,应用右手螺旋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;当圆环全部处在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该种情况无感应电流,D正确.]
右手定则的理解及应用
1.适用范围:闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断.
2.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.
(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动.
(2)四指指向电流方向,切割磁感线的导体相当于电源.
【例2】 下列图中表示闭合电路中的一部分导体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( )
思路点拨:部分导体切割磁感线运动时,一般用右手定则判断感应电流方向,其方法是:掌心——磁感线穿过;拇指——导体运动方向;四指——感应电流方向.
A [题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线,应用右手定则判断可得:A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流沿a→d→c→b→a方向,D中电流方向为b→a.故选A.]
三个定则的比较
比较项目
左手定则
右手定则
安培定则
应用
磁场对运动电荷、电流作用力方向的判断
对因导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断
电流产生的磁场方向的判断
涉及方向的物理量
磁场方向、电流(电荷运动)方向、安培力(洛伦兹力)方向
磁场方向、导体切割磁感线的方向、感应电流的方向
电流方向、磁场方向
各物理量方向间的关系图例
因果关系
电流→运动
运动→电流
电流→磁场
应用实例
电动机
发电机
电磁铁
3.如图所示,在置于匀强磁场中的平行导轨上,横跨在两导轨间的导体杆PQ以速度v向右匀速移动,已知磁场的磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面(即纸面)向外,导轨间距为l,闭合电路acQPa中除电阻R外,其他部分的电阻忽略不计,则( )
A.电路中的感应电动势E=IlB
B.电路中的感应电流I=
C.通过电阻R的电流方向是由a向c
D.通过PQ杆中的电流方向是由Q向P
B [导体棒垂直切割磁感线,产生的感应电动势为E=Blv,故A错误;电路中的感应电流为I==,故B正确;由右手定则可知,PQ中产生的感应电流从P流向Q,通过R的电流方向从c流向a,故C、D错误.]
楞次定律的推广应用
楞次定律的推广含义
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引起感应电流的原因,列表说明如下:
内容
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近线圈,B感与B原反向
阻碍相对运动——“来拒去留”
磁铁靠近,是斥力
磁铁远离,是引力
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁铁下移,a、b靠近
【例3】 如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
思路点拨:①PQ向右运动,PQRS回路中产生感应电流.②PQRS中产生的电流对穿过T的磁通量产生影响.
D [金属杆PQ向右运动,穿过PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,PQRS中产生逆时针方向的电流.这时因为PQRS中感应电流的作用,依据楞次定律可知,T中产生顺时针方向的感应电流.故只有D项正确.]
[一题多变] 上例中题设条件不变,只是金属杆PQ突然向左移动,则上述选项中哪一项是正确的.( )
A [PQ向左移动,穿过PQRS的磁通量减少,由楞次定律知,PQRS中产生顺时针方向的电流,这时因PQRS中电流的作用,T中磁通量增加,根据楞次定律知T中产生逆时针方向的感应电流.A项正确.]
4.(多选)如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,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.P、Q将相互靠拢
B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为g
D.磁铁的加速度小于g
AD [法一:设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中感应电流方向,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向,可见P、Q将相互靠拢,由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律知磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g,当S极为下端时,可得出同样的结果.
法二:根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,本题的“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将相互靠近且磁铁的加速度小于g.]
[课堂小结]
核 心 归 纳
知 识 脉 络
1.2个规律——楞次定律和右手定则
2.3个定则的区别——左手定则、右手定则、安培定则的区别
1.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(始终在金属环左侧),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
C [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项正确.]
2.(2019·全国卷Ⅲ)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?( )
A.电阻定律 B.库仑定律
C.欧姆定律 D.能量守恒定律
[答案] D
3.如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则( )
A.线框中有感应电流,且按顺时针方向
B.线框中有感应电流,且按逆时针方向
C.线框中有感应电流,但方向难以判断
D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
B [方法一:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如答图所示),因ab向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向为a→b,同理可判断cd中的感应电流方向为c→d,ad、bc两边不切割磁感线,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的.
方法二:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如答图所示),由对称性可知合磁通量Φ=0;其次当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直纸面向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流按逆时针方向,故B项正确.]
4.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由静止开始释放,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→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
B [金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到竖直位置的过程中,磁场自abcd的右侧面穿出,摆动过程中磁通量在减少,根据楞次定律得电流方向为d→c→b→a→d;金属线框由竖直位置摆动到左侧最高点的过程中,穿过线框的磁通量增加,根据楞次定律不难得出感应电流的方向为d→c→b→a→d.]
课件58张PPT。第一章 电磁感应4.楞次定律234垂直手心导体运动感应电流感应电动势切割磁感线56向下向上向上向下阻碍向下向下向上向上阻碍7变化相反相同阻碍8×√√9√√√101112131415 楞次定律的理解及应用16171819202122232425262728 右手定则的理解及应用293031323334353637 楞次定律的推广应用3839404142434445464748495051525354555657点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(四)
(时间:40分钟 分值:100分)
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源,在接通电源的瞬间,A、C两环( )
A.都被B吸引
B.都被B排斥
C.A被吸引,C被排斥
D.A被排斥,C被吸引
B [在接通电源的瞬间,环B可等效看作条形磁铁,左侧为N极,右侧为S极.穿过A、C两环的磁通量增加,由楞次定律可知,为阻碍其增加,A、C两环均远离B环,故B项正确.]
2.如选项图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的轴线运动,使圆环内产生了感应电流.下列四幅图中,产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是( )
D [选项A,磁场向上减弱,由增反减同知感应电流为俯视逆时针,选项A错误;选项B,磁场向上增强,由增反减同知感应电流为俯视顺时针,选项B错误;选项C,磁场向下减弱,由增反减同知感应电流为俯视顺时针,选项C错误;选项D,磁场向下增强,由增反减同知感应电流为俯视逆时针,选项D正确.]
3.如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向( )
A.向左
B.向右
C.垂直纸面向外
D.垂直纸面向里
B [当MN中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小,根据楞次定律,单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可知,线圈所受安培力的合力方向向右,选项B正确.]
4.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
A [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,由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向,即外环逆时针,内环顺时针,选项A正确.]
5.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是( )
A.a→G→b
B.先a→G→b,后b→G→a
C.b→G→a
D.先b→G→a,后a→G→b
D [(1)确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下.
(2)明确回路中磁通量变化的情况:向下的磁通量增加.
(3)由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中感应电流产生的磁场方向向上.
(4)应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视),即从b→G→a.
同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中,向下的磁通量减小,由楞次定律可得:线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视),电流从a→G→b.]
6.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.ab中的感应电流方向由b到a
B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
D [A错:根据楞次定律,ab中感应电流方向由a到b.
B错:根据E=·S,因为恒定,所以E恒定,根据I=知,回路中的感应电流恒定.
C错:根据F=BIl,由于B减小,安培力F减小.
D对:根据平衡条件,静摩擦力f=F,故静摩擦力减小.]
二、非选择题(14分)
7.如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A和B.将线圈B的两端与漆包线CD相连,使CD平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N极的偏转情况.线圈A中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?
解析:在开关合上的瞬间,线圈A内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈B内感应电流的磁场应该阻碍线圈B内的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的.由安培定则可判断出线圈B内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方是垂直于纸面向里,因此,小磁针N极应该向纸内偏转.线圈A内电流稳定后,CD内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来的位置.
答案:见解析
[能力提升练]
一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)
1.如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时,从纸外向纸内看,线框ab将( )
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向
C [无论电源极性如何,两电磁铁中间的区域内均产生水平方向的匀强磁场,当滑片P自左向右滑动时,电流减小,穿过导线框ab的磁通量减少,由楞次定律的“动态规律”知,线框ab应顺时针转动.故选项C正确.]
2.(多选)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运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引的是 ( )
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
BC [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项错误;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项正确;同理可判定C项正确,D项错误.]
3.如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则 ( )
A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大
B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小
C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小
D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大
B [胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过B的磁通量向下,且增大,根据楞次定律,感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小.故B项正确,A、C、D项错误.]
4.(多选)如图所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流电I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中,下列判断正确的是( )
A.金属环中无感应电流产生
B.金属环中有逆时针方向的感应电流
C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力
D.悬挂金属环C的坚直线的拉力小于环的重力
BC [Φ=BS,S不变,I增大,B增大,所以有感应电流产生,A项错误.由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,B正确.由圆的上半部分B大于下半部分,所以安培力以上半圆为主,I方向向左,B垂直纸面向里,F安方向向下,所以F拉=mg+F安,拉力大于重力,C项正确,D项错误.]
5.如图甲所示为放在同一水平面内的两个闭合同心圆形线圈A、B,线圈A中通入如图乙所示的电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),则下列说法中不正确的是( )
甲 乙
A.在t1~t2时间段内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈B有扩张的趋势
B.在t1~t2时间段内,线圈B内感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里
C.在0~t1时间段内,线圈B内有逆时针方向的电流
D.在0~t1时间段内,线圈B有收缩的趋势
C [在t1~t2时间段内,线圈A中的电流为逆时针方向,产生的磁场垂直纸面向外且是增大的,由此可判定线圈B中的电流为顺时针方向,产生的磁场方向垂直纸面向里,线圈A、B中电流方向相反,相互排斥,线圈B有扩张趋势,故A、B项正确;在0~t1时间段内,线圈A中的电流为顺时针方向,产生的磁场垂直纸面向里且是减小的,线圈B内有顺时针方向的感应电流,线圈A、B相互吸引,线圈B有收缩的趋势,C项错误,D项正确.]
二、非选择题(20分)
6.某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后,自己制作了一个手动手电筒.如图是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称.
(1)试分析其工作原理;
(2)灯泡中的电流方向是否变化?
解析:(1)线圈来回滑动时,穿过线圈的磁通量不断变化,线圈中产生感应电流,灯泡发光.
(2)线圈由a滑至b过程中,磁场方向向左,穿过线圈的磁通量先减小后增加,根据楞次定律,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右.
同样可判断线圈由b滑至a过程中,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右.所以灯泡中电流方向不断变化.
答案:见解析