第1章电磁感应与现代生活2探究感应电流的方向课件+精练含解析(3份打包)沪教版选修3_2

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名称 第1章电磁感应与现代生活2探究感应电流的方向课件+精练含解析(3份打包)沪教版选修3_2
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科目 物理
更新时间 2020-05-15 22:23:53

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第1章 电磁感应与现代生活
第1章 电磁感应与现代生活
预习导学·新知探究
梳理知识·夯实基础
要点探究讲练互动
突破疑难·讲练提升






探究感应电流的方向
 1.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力. 2.理解并掌握楞次定律的内容.(重点)
3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力.(难点)
4.能利用右手定则判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向.

一、探究感应电流的方向

1.实验探究:如图所示,当条形磁铁的一极(N极或S极)靠近悬挂的铝环时,铝环将被排斥,说明铝环跟磁铁之间存在斥力作用;当磁铁离开铝环时,铝环将被吸引,说明铝环跟磁铁之间存在引力作用.
2.分析论证:实验表明,当磁铁靠近或远离铝环时,铝环中磁通量发生变化,铝环中产生感应电流,排斥力和吸引力说明了铝环中的感应电流的方向不同.

实验中若选用铁环,实验还能成功吗?铝环中的电流方向是怎样判断的?
提示:不能成功.将铝环中的环形电流的磁场等效为小磁针的磁场.
二、楞次定律
1.内容: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.实验分析:当磁铁靠近铝环时,穿过铝环的磁通量增大,感应电流产生的磁场与原磁场方向相反,阻碍原磁场的磁通量增大;当磁铁远离铝环时,穿过铝环的磁通量减小,感应电流产生的磁场与原磁场方向相同,阻碍原磁场的磁通量减小.
三、右手定则
1.内容:伸开右手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内.让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.
2.适用范围:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动.
四、电磁感应中的能量转化
从能量转化和守恒的角度来看,把磁体移近线圈时,外力要克服磁体和线圈之间的排斥力做功,使外界其他形式的能转化为电能;磁体离开线圈时,外力则要克服磁体和线圈之间的吸引力做功,也使外界其他形式的能转化为电能.在这两种情况下,总能量是守恒的.

 对楞次定律的理解
1.楞次定律中“阻碍”的含义
谁阻碍谁 是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍 当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”
结果如何 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果不受影响
2.“阻碍”的效果体现
感应电流的效果,总是要反抗产生感应电流的原因.
具体原因不同,反抗的形式也有所不同,具体情况见下表.

产生感应电流的原因 感应电流的效果
磁通量增加或减小 增反减同Φ增加时,感应电流产生反向磁场Φ减少时,感应电流产生同向磁场
磁体与回路间的相对运动 来拒去留磁体靠近时,感应电流利用磁场产生斥力磁体远离时,感应电流利用磁场产生引力
回路发生形变 增缩减扩回路面积增大时,感应电流利用所受安培力使面积缩小;回路面积减小时,感应电流利用所受安培力使面积扩大
通过线圈自身的电流发生变化 增反减同原电流增大时,感应电流与之反向原电流减小时,感应电流与之同向
 如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是(  )

A.向右运动       B.向左运动
C.静止不动 D.不能判定
[思路点拨] 解此题注意把握两点:
(1)明确磁铁运动时铜环磁通量的变化情况.
(2)感应电流会产生阻碍相对运动的效果以阻碍磁通量变化.
[解析] 法一:躲闪法.磁铁向右运动,使铜环的磁通量增加而产生感应电流,由楞次定律可知,铜环为阻碍原磁通量的增大,必向磁感线较疏的右方运动,即向躲开磁通量增加的方向运动.故A正确.
法二:阻碍相对运动法.产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留”.磁铁向右运动时,铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动,则磁铁和铜环间有排斥作用.故A正确.

甲         乙
法三:电流元受力分析法.如图甲所示,当磁铁向环运动时,由楞次定律判断出铜环的感应电流方向,把铜环的电流等效为多段直线电流元,取上、下两小段电流元进行研究,由左手定则判断出两段电流元的受力,由此可判断整个铜环所受合力向右.故A正确.
法四:等效法.如图乙所示,磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为条形磁铁,则两磁铁有排斥作用.故A正确.
[答案] A
eq \a\vs4\al()
(1)“阻碍”的现象说明了两个场间的方向关系,即感应电流的磁场方向与原磁场方向“增反减同”.
(2)“阻碍”的结果,是实现了其他形式的能向电能转化,如果没有“阻碍”,将违背能量守恒定律. 
 1.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是(  )
 
解析:选A.施加磁场来快速衰减STM的微小振动,其原理是电磁阻尼,在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化,紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流,则其受到安培力作用,该作用阻碍紫铜薄板振动,即促使其振动衰减.方案A中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,通过它的磁通量都发生变化;方案B中,当紫铜薄板上下振动时,通过它的磁通量可能不变,当紫铜薄板向右振动时,通过它的磁通量不变;方案C中,紫铜薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变;方案D中,当紫铜薄板上下振动时,紫铜薄板中磁通量可能不变.综上可知,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A.
 应用楞次定律判断感应电流的方向
1.因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因.
2.应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤
(1)明确研究对象是哪一个闭合电路.
(2)明确原磁场的方向.
(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少.
(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向.
(5)由安培定则判断感应电流的方向.
一般步骤也可概括为以下四句话:
“明确增减和方向”,“增反减同切莫忘”,“安培定则来判断”,“四指环绕是方向”.
 

如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则(  )
A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,沿adcb方向
B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,沿abcd方向
C.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿abcd方向
D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向
[解题探究] (1)磁铁经过①位置向下运动,线框处的磁场方向大体向________,磁通量逐渐变________.
(2)磁铁经②位置向下运动,线框处的磁场方向大体向________,磁通量逐渐变________.
[解析] 当磁铁经过位置①时,线框处磁场方向向下,穿过线框的磁通量不断增加,由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上,阻碍磁通量的增加,根据右手定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判定当磁铁经过位置②时,感应电流沿adcb方向.
[答案] A
 右手定则的理解及应用
1.楞次定律与右手定则的区别及联系
楞次定律 右手定则
区别 研究对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导线
适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况
应用 用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便
联系 右手定则是楞次定律的特例
2.应用右手定则判电势的高低
(1)电源——用来切割磁感线的“导体”.
(2)电流——“四指”的指向为电源内部电流,即为高电势.
 

如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是(  )
A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b
[思路点拨] 解此题要把握住原磁场方向、导体棒的运动方向及右手放置方式.
[解析] 依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q,Q处电势最高,P处电势最低,由P到Q电势依次升高.外电路中的电流方向总是从高电势处流向低电势处,因此流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a,选项B正确.
[答案] B
eq \a\vs4\al()
右手定则的使用技巧
(1)右手定则是楞次定律的特例.用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解.但对导体切割磁感线的问题,用右手定则判断更方便.
(2)如果电路不闭合时,若穿过电路的磁通量变化或导体切割磁感线运动时,虽然无感应电流,但仍有感应电动势产生,此时仍可假设电路闭合,应用楞次定律或右手定则来判断感应电动势的高低. 
 2.

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
解析:选D.金属杆PQ向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向;原来T中的磁场方向垂直于纸面向里,金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T的磁通量减小,根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流,综上所述,可知A、B、C项错误,D项正确.
 二次感应问题的分析
1.二次感应:闭合回路中的磁通量发生变化时会产生感应电流,该电流产生的磁场若是变化的,则在另一个回路中产生感应电流,即二次感应.
2.注意的问题:要能产生二次感应,第一个回路中产生的电流必须是变化的,若第一次感应是切割类的,导体切割的磁感线的速度必须是变化的,即导体棒做变速运动.若第一次感应是磁场变化引起的,磁通量的变化必须是非均匀的.
 

如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是(  )
A.向右加速运动      B.向左匀速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
[解析] 当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的;若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可以判断流过MN的感应电流方向是从N→M的,用左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动,可见选项A错误;若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,所以选项C是正确的;同理可判断D项是错误的.PQ匀速运动时,MN中无感应电流,MN不受安培力,B项错误.
[答案] C
 二次感应问题是右手定则、楞次定律、左手定则的综合应用,注意正确使用左、右手定则.

[随堂检测]
1.关于楞次定律,下列说法中正确的是(  )
A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
C.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
解析:选D.楞次定律内容: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,阻碍的不是磁通量,而是磁通量的变化.
2.

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
解析:选B.如题图,磁场方向向上,开始磁通量减小,后来磁通量增大.由“增反减同”可知电流方向是d→c→b→a→d.B项正确.
3.如图所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有(  )

A.闭合电键S的瞬间
B.闭合电键S后,把R的滑动头向右移
C.闭合电键S后,把P中的铁心从左边抽出
D.闭合电键S后,把Q远离P
解析:选A.闭合电键S时,线圈中电流从无到有,铁心中产生向右的磁场,穿过Q的磁通量增加,根据楞次定律,Q中产生图示方向的电流,A对;R的滑动头向右移时,P中电流减小,穿过Q的磁通量减小,根据楞次定律,Q中产生与图示相反方向的电流,B错;将铁心抽出或Q远离P时,穿过Q的磁通量都减小.根据楞次定律,Q中产生与图示相反方向的电流,C、D错.
4.(多选)如图所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道,轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连,要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流,导线ab的运动情况可能是(  )

A.匀速向右运动     B.加速向右运动
C.减速向右运动 D.加速向左运动
解析:选CD.要使Q中产生电流,P中的感应电流必须是变化的,导体ab必须做变速运动,故A错误.Q中产生顺时针电流,由“增反减同”知,P中感应电流有两种情况:
―→故C、D正确,B错误.
5.如图所示,当圆环向右运动时acb、adb、elf中有电流的是________,它们的方向分别为________,a、b两点相比较________点电势高.

解析:当圆环向右运动时,acb、adb同时向右做切割磁感线运动,这种切割方式等效于在a、b间连两条直导线切割.由右手定则判定,感应电流的方向是b→c→a→e→l→f→b和b→d→a→e→l→f→b,相当于acb、adb两个相同电源并联,外电路是线圈elf,圆环是电源,故a点电势高.
答案:acb、adb、elf b→c→a、b→d→a、e→l→f a
[课时作业]
一、单项选择题
1.一根沿东西方向的水平导线,在赤道上空自由落下过程中,导线上各点的电势(  )
A.东端最高       B.西端最高
C.中点最高 D.各点一样高
解析:选A.赤道上空地磁场方向是由南向北,则根据右手定则不难判断导线的东端电势最高,故答案为A.
2.

如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁;磁铁的N极朝下,当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部),下列说法中正确的是(  )
A.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
解析:选B.磁铁N极朝下,且向下运动,穿过线圈的磁通量增加,产生感应电流,感应电流的磁场方向与原磁场(条形磁铁的磁场)相反,即上端为N极,由安培定则确定出电流方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈之间有相互排斥的磁力作用,故答案B正确,其他选项错误.
3.

如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点.现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形,设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中(  )
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb
D.线圈中无感应电流产生
解析:选A.在线圈发生形变的过程中,闭合回路的面积减小.根据楞次定律可知感应电流的方向为abcd,所以选项A正确.
4.

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的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0?L.先将线框拉开到如图所示的位置,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.金属线框最终将在磁场内做往复运动
解析:选D.金属线框进入磁场时穿过线框的磁通量增加,线框中产生的感应电流的方向为a→d→c→b→a,而金属线框离开磁场时穿过线框的磁通量减少,线框中产生的感应电流的方向为a→b→c→d→a.金属线框每次进出磁场时,都有一定的机械能转化为电能,表现为线框进出磁场的速率逐渐减小,摆起的高度有所下降,最终线框将在磁场内做往复运动,机械能保持不变,选项D正确.
5.如图所示,线框平面与磁场方向垂直,现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是(  )

A.变小 B.变大
C.不变 D.先变小后变大
解析:选A.线框平面与磁场方向垂直,故磁通量为Φ=BS;将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,在磁场中的面积S减小,故BS减小;故选A.
6.

如图,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
解析:选B.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,内部磁场向里.故选项B符合.
7.

如图所示,一水平放置的矩形线圈abcd,在细长的磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流(  )
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
解析:选A.矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中,穿过线圈的磁感线方向相反.由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少为零,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,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.
二、多项选择题
8.关于楞次定律,可以理解为(  )
A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场
B.感应电流的磁场总要阻碍导体相对于原磁场运动
C.若原磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场反向;若原磁通量减少,感应电流的磁场跟原磁场同向
D.感应电流的磁场总是与原磁场反向
解析:选BC.感应电流的磁场不是总是阻碍原磁场,而是阻碍原磁场磁通量的变化.根据楞次定律,这种“阻碍”可表现为阻碍导体相对于原磁场的运动.感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同,也有可能与原磁场方向相反.
9.如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中(  )

A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
B.感应电流方向一直是逆时针
C.安培力方向始终与速度方向相反
D.安培力方向始终沿水平方向
解析:选AD.圆环从位置a运动到磁场分界线前,磁通量向里增大,感应电流为逆时针;跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大,感应电流为顺时针;再摆到b的过程中,磁通量向外减小,感应电流为逆时针,所以A正确,B错误;由于圆环所在处的磁场,上下对称,所受安培力竖直方向平衡,因此总的安培力沿水平方向,故C错误,D正确.
10.一位同学按照如图所示连接电路,并做如下操作:让螺线管A的轴线和线圈C的平面垂直,闭合开关的瞬间,发现电流表的指针向右偏转,则下列说法正确的是(  )

A.断开开关的瞬间,电流表的指针将向左偏转
B.断开开关的瞬间,电流表的指针将向右偏转
C.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片迅速向左移动,电流表的指针将向左偏转
D.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片迅速向左移动,电流表的指针将向右偏转
解析:选AD.闭合开关的瞬间,穿过线圈C的磁通量增加,线圈会产生阻碍其磁通量增加的反向磁场,相应会产生感应电流,使得电流表的指针向右偏转.在断开开关的瞬间,穿过线圈C的磁通量减小,和闭合开关的情况相反,即电流表指针向左偏转.闭合开关后,电路中有稳定的电流,而若将滑动变阻器的滑片迅速向左移动,电路中的电阻减小,电流增大,穿过线圈C的磁通量增大,其产生的感应电流的方向与闭合开关的瞬间相同,电流表的指针向右偏转.
三、非选择题
11.

如图所示,试判断当开关闭合和断开瞬间,矩形线圈ABCD中的电流方向.
解析:根据楞次定律按步骤判断如下:
当S闭合瞬间:
①研究回路ABCD,穿过回路的原磁场由电流I产生,在回路ABCD中其磁场方向指向纸外.
②接通瞬间,回路ABCD中的磁通量增加.
③由楞次定律得知,感应电流的磁场方向与B原相反,指向纸内.
④由右手定则得知,感应电流方向为:A→D→C→B→A.
当S断开瞬间:
①研究回路仍为闭合线圈ABCD,穿过回路的原磁场仍由I产生,由安培定则可知,在回路ABCD内的原磁场方向指向纸外.
②S断开时,穿过回路ABCD的原磁场的磁通量减小.
③由楞次定律可知,感应电流的磁场方向应和B原相同,即指向纸外.
④由右手定则知,感应电流方向是A→B→C→D→A.
答案:闭合瞬间感应电流方向A→D→C→B→A
断开瞬间感应电流方向A→B→C→D→A
12.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.
在甲图中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).

在乙图中:
(1)S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将如何偏转?
(2)线圈A放在B中不动时,指针如何偏转?
(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表指针如何偏转?
(4)线圈A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表指针如何偏转?
解析:由甲图可知,电流从接线柱“+”流入电流表时,指针向左偏转,则电流从接线柱“-”流入电流表时,指针将向右偏转.
(1)在乙图中,S闭合后,通电的线圈A相当于一根条形磁铁(S极在下,N极在上),A插入B中时,穿过B的方向朝上的磁通量增加,根据楞次定律,B中感应电流的磁场方向朝下,运用安培定则可判断,B中感应电流从接线柱“-”流入电流表,电流表指针向右偏转.
(2)A在B中不动时,穿过B的磁通量(实际上是通电的A线圈的磁场)不变化,B中没有电流通过,这时电流表的指针不偏转.
(3)A在B中不动,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,它的电阻减小,通过A的电流增大,磁场增强,穿过B的方向朝上的磁通量增大,根据楞次定律,B中感应电流的磁场方向朝下,运用安培定则,B中产生的感应电流从接线柱“-”流入电流表,电流表指针向右偏转.
(4)A在B中不动,突然切断S,B中方向朝上的磁通量突然消失,这时将发生电磁感应现象,B中感应电流的磁场方向应朝上,感应电流将从接线柱“+”流入电流表,电流表指针将向左偏转.
答案:(1)向右偏 (2)不偏转 (3)向右偏 (4)向左偏







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