人教版高中物理必修3-2讲义资料,复习补习资料:02【基础】楞次定律和右手定则的应用

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名称 人教版高中物理必修3-2讲义资料,复习补习资料:02【基础】楞次定律和右手定则的应用
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资源类型 教案
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科目 物理
更新时间 2019-12-07 15:49:15

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楞次定律和右手定则的应用

【学习目标】
1.实验探究获得感应电流方向的决定因素,能熟练地运用楞次定律以及右手定则判断感应电流的方向。   2.深入理解楞次定律的意义,能够利用它判断感应电流产生的力学效果。 【要点梳理】
要点一、楞次定律的得出
要点二、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。

要点诠释:
(1)定律中的因果关系。闭合电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因,而结果是出现了感应电流的磁场。
(2)楞次定律符合能量守恒定律。感应电流的磁场在阻碍磁通量变化或阻碍磁体和螺线管(课本实验)间的相对运动的过程中,机械能转化成了电能。楞次定律中的“阻碍”正是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。
(3)楞次定律中两磁场间的关系。闭合电路中有两个磁场,一是引起感应电流的磁场,即原磁场;二是感应电流的磁场。当引起感应电流的磁通量(原磁通量)要增加时,感应电流的磁场要阻碍它的增加,两个磁场方向相反;原磁通量要减少时,感应电流的磁场阻碍它的减少,两个磁场方向相同。
(4)正确理解“阻碍”的含义。感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的原因——原磁场磁通量的变化,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁场的磁通量。“阻碍”的具体表现是:当原磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,当原磁通量减少时,两磁场方向相同。阻碍不等于阻止,其作用是使磁通量增加或减少变慢,但磁通量仍会增加或减少。
要点三、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是:
(1)明确所研究的闭合电路,判断原磁场的方向;
(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况;
(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向;
(4)由安培定则根据感应电流的磁场方向,判断出感应电流的方向。
以上步骤可概括为四句话:“明确增减和方向,增反减同切莫忘,安培定则来判断,四指环绕是流向。”
要点四、右手定则
1.内容:伸出右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,并使拇指指向导体运动方向,这时其余四指所指方向就是感应电流的方向。
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,它是楞次定律的一种特殊情况。
要点五、楞次定律的另一种表述
感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因,常见有以下四种表现:
(1)就磁通量而言,总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化。
(2)就相对运动而言,阻碍导体间的相对运动,简称口诀:“来拒去留”。
(3)就闭合电路的面积而言,致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁感线都朝同一方向,则磁通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减少时,面积有增大趋势,简称口诀:“增缩减扩”。
(4)就电流而言,感应电流阻碍原电流的变化,即原电流增大时,感应电流方向与原电流方向相反;原电流减小时,感应电流方向与原电流方向相同,简称口诀:“增反减同。”
要点六、楞次定律与能量守恒
电磁感应现象中,感应电流的能量(电能)不是凭空产生的,而是从其他形式的能量转化来的,如图所示,当条形磁铁靠近线圈时,线圈中产生图示方向的电流,而这个感应电流对条形磁铁产生斥力,阻碍条形磁铁的靠近,必须有外力克服这个斥力做功,它才能移近线圈;当条形磁铁离开线圈时,感应电流方向与图中所示方向相反,感应电流对磁铁产生吸引力,阻碍条形磁铁的离开。这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。

由此可见,当导体在磁场中运动时,导体中由于出现感应电流而受到的磁场力必然阻碍此导体的相对运动。所以楞次定律还可以表述为:当磁体间因相对运动产生感应电流时,感应电流的磁场总是阻碍导体间的相对运动。
综上所述,楞次定律是符合能量守恒定律的。
要点七、楞次定律与右手定则的关系
楞次定律与右手定则的关系表:
楞次定律
右手定则
研究对象
整个闭合电路
闭合电路的一部分
适用范围
磁通量变化引起感应电流的各种情况
一段导线在磁场中做切割磁感线运动
关系
右手定则是楞次定律的特殊情况
要点诠释:
1)右手定则仅适用于导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断
2)右手定则和楞次定律的一致性:这主要体现在以下两个方面:第一,从电磁感应的过程来看,电磁感应现象的是指使通过外力做功,将其他形式的能量转化为电能的过程,因而右手定则和楞次定律都是遵守能量的转化和守恒制约的必然结果;第二,从电磁感应现象产生的结果所起的作用来看,总是跟引起电磁感应的原因相对抗的,这就是右手定则和楞次定律的共同内涵。
3)研究对象和适用范围的不同:右手定则研究的是切割磁感线的局部导体,而楞次定律得研究对象是磁通量发生变化的整个闭合回路。导体不切割时,只能用楞次定律。
要点八、右手定则与左手定则的比较
右手定则与左手定则的比较表:
比较项目
左手定则
右手定则
应用
磁场对运动电荷、对电流作用力方向判断
因导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断
物理量方向间关系
磁场方向、电流方向(电荷运动方向)、安培力(洛伦兹力)方向
磁场方向、导体切割磁感线方向、感应电流方向
图例
因果关系
电流→运动
运动→电流
应用实例
电动机
发电机
要点诠释:
(1)左手定则和右手定则很容易混淆,为了便于区分,可把两定则简单地总结为“通电受力用左手,运动生电用右手”。
(2)用手判断方向时,首先确定伸出的手应是左手还是右手,分清左、右手是不出错的关键。
要点九、感应电动势方向的判断方法
(1)存在感应电动势的那部分导体相当于电源,在电源内部的电流方向与电动势方向相同。
(2)由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向。
(3)当电路不闭合时,只要磁通量发生变化或部分导体切割磁感线,则必有感应电动势,此时可假设电路闭合,感应电动势的方向用楞次定律判定,或直接用右手定则判定。
【典型例题】
类型一、理解楞次定律
例1.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定( )
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场反向
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同

【答案】 C
【解析】本题考查楞次定律的理解,关键是真正理解楞次定律的内涵和外延。感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍磁通量,它和引起感应电流的磁场可以同向,也可以反向。故选C。
【总结升华】“阻碍”的对象是引起感应电流的磁通量的变化。
类型二、用楞次定律判断感应电流的方向
例2.如图所示,一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈,当磁铁经过A、B两位置时,线圈中(  )
A.感应电流方向相同,感应电流所受作用力的方向相同
B.感应电流方向相反,感应电流所受作用力的方向相反
C.感应电流方向相反,感应电流所受作用力的方向相同
D.感应电流方向相同,感应电流所受作用力的方向相反
【答案】C
【解析】当磁铁经过A位置时,线圈中磁通量增大,由楞次定律可知,线圈中感应电流从左向右看为顺时针方向;当磁铁经过B位置时,线圈中磁通量减小,由楞次定律可知,线圈中感应电流从左向右看为逆时针方向,感应电流所受作用力的方向相同,选项A、B、D错误,C正确。
举一反三
【 楞次定律和右手定则的应用 例1】
【变式1】如图所示,为一个闭合的金属弹簧圆圈,在它的中间插有一根条形磁铁,现在用力从四周拉弹簧圆圈,使圆圈的面积增大,从上向下看( )

A.穿过弹簧圆圈面的磁通量减少,弹簧圆中有逆时针方向的感应电流
B.穿过弹簧圆圈面的磁通量增加,弹簧圆中有逆时针方向的感应电流
C.穿过弹簧圆圈面的磁通量减少,弹簧圆中有顺时针方向的感应电流
D.穿过弹簧圆圈面的磁通量增加,弹簧圆中有顺时针方向的感应电流
【答案】A

【解析】如图,从上向下看。穿过弹簧圆圈面的磁通量为弹簧圆圈内条形磁铁内部、条形磁铁外部磁通量的和,用力从四周拉弹簧圆圈,使圆圈的面积增大,则弹簧圆圈内条形磁铁外部磁通量增加,而条形磁铁内部磁通量不变,总磁通量在减少。由楞次定律可知:弹簧圆中有逆时针方向的感应电流。所以A选项正确。
【 楞次定律和右手定则的应用 例10】
【变式2】如图所示,螺线管置于闭合金属圆环的轴线上,当中通过的电流减小时( )

A、环有缩小的趋势 B、环有扩张的趋势
C、螺线管有缩短的趋势 D、螺线管有伸长的趋势
【答案】AD
【 楞次定律和右手定则的应用 例2】
【变式3】如图所示,当条形磁铁作下列运动时,线圈中的感应电流方向应是(从左往右看)( )


A、磁铁靠近线圈时,电流的方向是逆时针的
B、磁铁靠近线圈时,电流的方向是顺时针的
C、磁铁向上平动时,电流的方向是逆时针的
D、磁铁向上平动时,电流的方向是顺时针的
【答案】BC

例3.如图所示,为一根固定的通有恒定电流,的长直导线,导线框与在同一竖直平面内(彼此绝缘),当导线框以竖直向下的速度。经过图示位置时,线框中感应电流方向如何?


【答案】电流方向为
【解析】本题考查用楞次定律判断感应电流的方向,关键是判断线框经过图示位置时,穿过线框的磁通量将怎样变化。中电流在上方和下方产生的磁场如图所示,线框经过图示位置时,线框上面的部分和间所包围的“·”的磁感线将要减少,线框下面的部分与间所包围的“×”的磁感线将要增多,总的来说,线框所围面积“·”将要减少,“×”将要增多,根据“增反减同”这一口诀,可知感应电流的磁场方向与“·”同向,由安培定则可知框中感应电流方向为。


【总结升华】当有相反方向的磁感线穿过电路时,应进行“抵消”看净条数,即穿过电路的合磁通量。
举一反三
【 楞次定律和右手定则的应用 例3】
【变式1】如图所示,当磁场的磁感应强度在逐渐增强的过程中,内外金属环上的感应电流的方向应为( )

A、内环顺时针方向,外环逆时针方向
B、内环逆时针方向,外环顺时针方向
C、内外环均顺时针方向
D、内外环均逆时针方向
【答案】A
【 楞次定律和右手定则的应用 例4】
【变式2】如图所示,当变阻器R的滑片P向右移动时,流过电阻R′的电流方向是________。

【答案】
【 楞次定律和右手定则的应用 例11】
【变式3】如图所示,一个闭合金属框的两边接有电阻,框上垂直搁置一根金属棒,棒与线框接触良好,整个装置放在匀强磁场中,当用外力使棒右移时,下列判断中正确的是( )

A.穿过线框的磁通量不变,框内没有感应电流;
B.框内有感应电流,电流方向顺时针
C.框内有感应电流,电流方向逆时针
D.框内有感应电流,左半边电流方向逆时针,右半边电流方向逆时针
【答案】D
类型三、运用楞次定律判断物体的运动情况
例4.如图所示,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自左向右滑动时,线框的运动情况是( )

A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向
【思路点拨】由“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”,能很快得出结论。
【答案】C
【解析】本题考查了楞次定律的另一种表述,关键是分析出穿过闭合导线框的磁通量如何变化。由图示电路,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中电阻增大,电流减弱,则穿过闭合导线框的磁通量将减少,根据楞次定律,感应电流磁场将阻碍原磁通量的变化,线框只有顺时针转动,才能使穿过线圈的磁通量增加。
【总结升华】 对于感应电流产生运动效果的题目可利用“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”来判断,能很快得出结论。
举一反三
【 楞次定律和右手定则的应用 例5】
【变式1】如图所示,一电子以初速度沿金属板平行方向飞入极板间,若突然发现电子向板偏转,则可能是( )
A、电键闭合瞬间
B、电键由闭合到断开瞬间
C、电键是闭合的,变阻器滑片向左迅速滑动
D、电键是闭合的,变阻器滑片向右迅速滑动

【答案】AC
【变式2】如图所示,在一个水平放置的闭合线圈上方有一条形磁铁,现要在线圈中产生顺时针方向的电流(从上向下看),那么下列选项中可以做到的是(  )
A.磁铁下端为N极,磁铁向上运动
B.磁铁上端为N极,磁铁向上运动
C.磁铁下端为N极,磁铁向下运动
D.磁铁上端为N极,磁铁向下运动
【答案】AD
【解析】由安培定则可知,感应电流的磁场方向向下;当磁铁向上运动时,穿过线圈的磁通量变小,由楞次定律可知,原磁场方向向下,因此磁铁的下端是N极,上端是S极,故A正确,B错误;由安培定则可知,感应电流的磁场方向向下,当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可知,原磁场方向向上,因此磁铁的下端是S极,上端是N极,故C错误,D正确。

例5.(2019 普宁市校级月考)如图15所示,A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环,由于它的转动,使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流,则A环的转动情况为(  )
A.顺时针匀速转动
B.逆时针加速转动
C.逆时针减速转动
D.顺时针减速转动
【答案】BD
【解析】本题考查安培安则和楞次定律的应用.B环中感应电流为逆时针,根据安培定则判断可知,感应电流的磁场为垂直纸面向外,根据楞次定律能产生这样的磁场,是由于A环旋转时A环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂直纸面向里增强的磁场的结果,负电荷的运动方向与电流方向相反,根据安培定则可得出,A环逆时针加速转动时产生方向垂直纸面向里的增强的磁场,若A环顺时针减速转动时产生垂直纸面向外的减弱的磁场.故正确答案为B、D.
举一反三
【 楞次定律和右手定则的应用 例7】
【变式1】如图所示,水平放置的光滑杆上套有三个金属环,其中接电源.在接通电源的瞬间,两环( )

A、都被吸引 B、都被排斥
C、被吸引, 被排斥 D、被排斥, 被吸引
【答案】B
【 楞次定律和右手定则的应用 例8】
【变式2】如图所示,小金属环和大金属环重叠在同一平面内,两环相互绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流的情况是( )

A、无感应电流 B、有顺时针方向的感应电流
C、有逆时针方向的感应电流 D、无法确定
【答案】C
例6.如图所示,光滑固定导轨水平放置,两根导体棒平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时( )

A.将相互靠拢
B.将相互远离
C.磁铁的加速度仍为
D.磁铁的加速度小于
【思路点拨】磁铁靠近回路,感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。
【答案】AD
【解析】本题考查用楞次定律判断物体的运动情况。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”是回路中磁通量增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以将互相靠近且磁铁的加速度小于。
【总结升华】若感应电流是由于导体与磁场相互靠近而产生的,感应电流的磁场与原磁场存在相互作用的斥力,阻碍导体与磁场的相互靠近;若感应电流是由于导体与磁场相互远离而产生的,感应电流的磁场与原磁场间存在相互作用的引力,阻碍导体与磁场相互远离。
举一反三
【 楞次定律和右手定则的应用 例6】
【变式1】一无限长直导线通有电流,有一矩形线圈与其共面,如图所示,当电流减小时,矩形线圈将( )

A.向左平动 B.向右平动 C.静止不动 D.发生转动
【答案】A
【 楞次定律和右手定则的应用 例9】
【变式2】如图所示,要使金属环向线圈运动,导线在金属导轨上应( )

A、向右作减速运动 B、向左作减速运动
C、向右作加速运动 D 、向左作加速运动
【答案】AB
类型四、运用右手定则判断感应电动势的方向
例7.如图所示为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下,飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变。由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为,右方机翼末端处的电势为,则( )

A.若飞机从西往东飞,比高
B.若飞机从东往西飞,比高
C.若飞机从南往北飞,比高
D.若飞机从北往南飞,比高

【答案】AC
【解析】本题考查了用右手定则判断感应电动势的方向。要做好这道题,首先明确用哪只手判断,其次要明确磁场方向、手的放法,最后要明确拇指、四指应各指什么方向,四指指向应是正电荷积累的方向,该端电势高于另一端。
我国地处北半球,地磁场有竖直向下的分量,用右手定则判知无论机翼向哪个水平方向切割磁感线,机翼中均产生白右向左的感应电动势,左侧电势高于右侧。
【总结升华】磁场水平分量对产生感应电动势无贡献,可将飞机两翼视为一垂直切割竖直向下磁感线的导体棒。
【巩固练习】
一、选择题
1.关于磁通量的描述,下列说法正确的是( )
A.置于磁场中的一个平面,当平面垂直磁场方向时,穿过平面的磁通量最大
B.若穿过平面的磁通量最大,则该处的磁感应强度一定最大
C.如果穿过某平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零
D.将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总是相等的
2.一磁铁自上向下运动,穿过一闭合导电回路,如图所示。当磁铁磁铁运动到a处和b处时,回路中感应电流的方向分别是( )
A.顺时针,逆时针 B.逆时针,顺时针
C.顺时针,顺时针 D.逆时针,逆时针
3.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,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
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
D.将圆环拉出磁场过程中,环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生
4.在赤道上空,一根沿东西方向的水平导线自由下落,则关于导线上各点的电势正确的说法是( )
A.东端高 B.西端高 C.中点高 D.各点电势相同
5.如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是( )
A.同时向左运动,间距变大 B.同时向左运动,间距变小
C.同时向右运动,间距变小 D.同时向右运动,间距变大
6.电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路,条形磁铁静止在线圈的正上方,N极朝下,如图所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电
7.1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子,如图所示,如果有一个磁单极子(单N极)从a点开始穿过线圈后从b点飞过,那么( )
A.线圈中感应电流的方向上沿PMQ方向
B.线圈中感应电流的方向是沿QMF方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向,然后是PMQ方向
D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向,然后是QMP方向
8.(2019 安庆校级期中)如图所示,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中产生顺时针方向的感应电流,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
9.如图所示,导线框abcd与导线AB在同一平面内,直导线AB中通有恒定电流,,当线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是( )
A.先abcda,再dcbad,后abcda
B.先abcda,后dcbad
C.始终是dcbad
D.先dcbad,再abcda,后dcbad
10.(2019 铜仁市模拟)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
二、填空题
11.(2019 西城区期末)如图所示,几位同学在北京某学校的操场上做“摇绳发电”实验:把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路.两个同学沿东西方向站立,女生站在西侧,男生站在东侧,他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线,通过灵敏电流计的电流是 (选填“直流电“或”交流电”),当电线从上向下运动时,通过灵敏电流计的电流方向是 (选填“”或“”).
三、解答题
12.(2019 遵义月考)磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图所示,从ab进入磁场时开始计时,到线框离开磁场为止。
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像;
(2)判断线框中有无感应电流。若有,答出感应电流的方向。
【答案与解析】
一、选择题
1.【答案】A
【解析】电磁通量的定义知Φ=SB⊥cos,当S与B垂直时B⊥=B,=0,Φ最大。所以选项A正确;磁通量的大小取决于S、B以及S的法线方向与B所夹的角,三个因素,所以B、C、D三选项不正确。
2.【答案】B
【解析】当磁铁接近线圈时,线圈中的磁通量向下增加,由“增反减同”,得知感应电流的磁场方向向上,再由安培定则知线圈中感应电流的方向为俯视逆时针;当磁铁从线圈中穿出时,原磁场方向不变仍向下,但穿过线圈的磁通量要减少,根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下,由安培定则知感应电流为俯视顺时针,故选B。
3.【答案】B
【解析】圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量变化的情况,不论向左或向右将圆环拉出磁场,圆环中垂直纸面向里的磁感线都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同,即都垂直纸面向里,应用安培定则可以判断出感应电流方向沿顺时针方向。圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流。故B选项正确。
4.【答案】A
【解析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流,其方向可以根据右手定则判断,产生感应电动势的导体相当于电源,在电源内部电流由低电势流向高电势,由于题中电路不闭合,因此有些同学感到无法判断选择D,另外有些同学由于对赤道上空磁场的方向认识不清而选B。
5.【答案】B
【解析】当条形磁铁向左运动靠近两环时,两环中的磁通量都增加,根据楞次定律,两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动,即阻碍“靠近”,那么两环都向左运动,又由于两环中的感应电流方向相同,两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力,因而两环间的距离要减小。
6.【答案】D
【解析】磁铁N极接近线圈的过程中,线圈中向下的磁通量增加,由楞次定律可得,感应电流方向b→R→a;电容器下极板带正电,上极板带负电。
7.【答案】B
【解析】磁单极子(N极)向外发出磁感线,当磁单极子从下方靠近线圈时,线圈中感应电流的磁场阻碍磁单极子的靠近,所以感应电流的磁场方向向下;当磁单极子穿过线圈后要远离线圈时,感应电流的磁场阻碍磁单极子的远离,所以感应电流的磁场方向还是向下,感应电流的磁场方向不变,感应电流的方向也不变,根据安培定则可知,感应电流的方向沿QMP,故B正确。
8.【答案】B
【解析】由楞次定律,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。
9.【答案】D
【解析】直线电流的磁场是非匀强磁场,根据安培定则,在线框所在平面内,直线电流的右侧磁场垂直纸面向里,左侧垂直纸面向外,线框从左向右运动时,磁通量是从垂直纸面向外的增强到减弱(线框通过导线时),当线框正通过直线电流的中间时,磁通量为零。继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱,根据楞次定律和右手螺旋定则,感应电流的方向是先顺时针;后逆时针,再顺时针。
10.【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。
二、填空题
11.【答案】交流电;
【解析】当电线从上向下运动时,地磁场由南直向北,根据右手定则判断可知,通过灵敏电流计的电流从B流向A;当电线从下向上运动时,“通过灵敏电流计的电流从A流向B。可见摇动这条电线过程中,产生的感应电流方向不断变化,产生的是交流电。
三、解答题
【答案】见解析
【解析】(1)进入磁场的过程中磁通量均匀地增加,完全进入以后磁通量不变,之后磁通量均匀减小,如图所示。
(2)线框进入磁场阶段,磁通量增加,由楞次定律得电流方向为逆时针方向;线框在磁场中运动阶段,磁通量不变,无感应电流;线框离开磁场阶段,磁通量减小,由楞次定律得电流方向为顺时针方向。