人教版(2019)高中物理 选择性必修第二册 2.1 楞次定律课件+学案

文档属性

名称 人教版(2019)高中物理 选择性必修第二册 2.1 楞次定律课件+学案
格式 zip
文件大小 8.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-12-03 20:04:19

文档简介

(共22张PPT)
1.通过实验探究电流表指针的偏转方向与感应电流方向之间的关系.
2.通过实验探究感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系.
学习目标
技能储备
精析典题
随堂演练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流的方向.
2.通过实验,观察分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流的方向,然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系.
二、实验器材
条形磁体,螺线管,
,导线若干,干电池,滑动变阻器,开关,电池盒.
一、实验原理
技能储备
灵敏电流计
三、进行实验
1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系.
实验电路如图1甲、乙所示:
图1
结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏.(指针偏转方向应由实验得出,并非所有电流表都是这样的)
2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
(1)按图2连接电路,明确螺线管的绕线方向.
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验.
图2
(3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况,并将结果填入表格.
?




条形磁体运动的情况
N极向下插入线圈
S极向下插入线圈
N极朝下时拔出线圈
S极朝下时拔出线圈
原磁场方向(“向上”或“向下”)
?
?
?
?
穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)
?
?
?
?
感应电流的方向(在螺线管上方俯视)
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向(“向上”或
“向下”)
?
?
?
?
原磁场与感应电流磁场方向的关系
?
?
?
?
(4)整理器材.
四、实验结果分析
根据上表记录,得到下述结果:
甲、乙两种情况下,磁通量都
,感应电流的磁场方向与原磁场方向
,阻碍磁通量的增加;丙、丁两种情况下,磁通量都
,感应电流的磁场方向与原磁场方向
,阻碍磁通量的减少.
实验结论:感应电流具有这样的方向,即
总要
引起感应电流的
___
.
增加
相反
减少
相同
感应电流的磁场
阻碍
磁通量的变化
五、注意事项
1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法并注意减小电流强度,防止电流过大或通电时间过长损坏电流表.
2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计.
3.实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向.
4.按照控制变量的思想进行实验.
5.进行一种操作后,等电流计指针回零后再进行下一步操作.
解析 要探究线圈中感应电流的方向,必须知道感应电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向.
精析典题
例1 我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和其所遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.
(1)如图3甲所示,当磁体的N极向下运动时,发现电流表
指针偏转,若要探究线圈中产生的感应电流的方向,必须
知道电流从正(负)接线柱流入时,____________________.
图3
电流表指针的偏转方向 
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转,电路稳定后,若向左移动滑动变阻器滑片,则电流表指针向________偏转;若将线圈A抽出,则电流表指针向________偏转.(均填“左”或“右”)


解析 闭合开关时,线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表指针向右偏转.
当向左移动滑动变阻器滑片时,会使线圈A中的磁场增强,电流表指针将向右偏转;
当将线圈A抽出时,线圈A在线圈B处的磁场减弱,线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏转.
针对训练 (2019·天津市调研)如图4所示,是“探究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将实物电路图中所缺的导线补充完整.
图4
答案 见解析图 
解析 实物电路图如图所示.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,灵敏电流计的指针将________偏转.(填“向左”“向右”或“不”)
向右
解析 已知闭合开关时,线圈L2中的磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.
当开关闭合后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,线圈L2中的磁通量增加,
由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.
(3)线圈L1插入线圈L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将________偏转.(填“向左”“向右”或“不”)
向左
解析 将滑动变阻器的滑片迅速向右移动,线圈L1中的电流变小,线圈L2中的磁场方向不变,磁通量减少,则灵敏电流计的指针向左偏转.
A.当把磁体N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.当把磁体N极向下从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转
C.保持磁体在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
D.磁体插入线圈后,使磁体和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指
针向左偏转

图5
例2 (多选)(2020·吉林省实验中学高二下期末)用如图5所示的实验装置探究电磁感应现象,当有电流从电流表的正接线柱流入时,指针向右偏转.下列说法正确的是

解析 当把磁体N极向下插入线圈时,穿过线圈的磁通
量增加,根据楞次定律可知,线圈中会产生阻碍磁通量
增加的磁场,即向上的磁场,再根据右手螺旋定则可判
断出线圈中的电流方向为逆时针方向(俯视),电流从电流表负接线柱流入,故指针向左偏转,故A正确;
同理,当把磁体N极向下从线圈中拔出时,电流表的指针向右偏转,故B错误;如果保持磁体在线圈中静止,则线圈中的磁通量不变化,故电流表指针不发生偏转,故C正确;
使磁体和线圈一起以同一速度向上运动时,线圈中的磁通量也不变化,故电流表指针也不发生偏转,故D错误.
解析 闭合开关的瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,电流表G指针向右偏转,这说明线圈B磁通量增加,指针向右偏;
开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P向E端快速移动,穿过线圈B的磁通量减少,电流计指针将向左偏转.
1.某同学用如图6所示的实验器材探究电磁感应现象.他连接好电路并检查无误后,闭合开关的瞬间观察到电流表G指针向右偏转.开关闭合后,他将滑动变阻器的滑片P向E端快速移动,电流计指针将______.(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)
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随堂演练
图6
左偏
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3
2.用如图7所示装置探究电磁感应现象.
图7
(1)用笔画线代替导线,将实物连接成实验电路.
答案 电路如图所示
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(2)若实验时,在开关K闭合瞬间,观察到灵敏电流计指针向右偏转,则开关K闭合一段时间后,为使灵敏电流计指针向左偏转,可行的方法有:
A._______________________________________;
B._______________________________________.
(至少写出两种方法)
答案 断开开关K 将滑动变阻器的滑片P向右移动 拔出A线圈(选2条即可)
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解析 实验时,在开关K闭合瞬间,穿过B线圈的磁通量增加,灵敏电流计指针向右偏转,若要使灵敏电流计指针向左偏转,需减小A线圈中的电流,可采用断开开关K,将滑动变阻器的滑片P向右移动,也可拔出A线圈.
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3.在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中,请完成下列实验步骤:
(1)为弄清灵敏电流表指针偏转方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究.某同学想到了多用电表内部某一挡,含有直流电源,他应选用多用电表的________(选填“欧姆”“直流电源”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡,对灵敏电流表进行测试,由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动.
欧姆
解析 只有欧姆表内部有电源.
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3
(2)该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱,再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的的负接线柱,若灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流是由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的.
解析 灵敏电流表量程太小,欧姆表内部电源电压相对偏大,电流超过电流表量程,长时间超量程通电会损坏电流表;
欧姆表红表笔连接着电源的负极,灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流从电流表的负接线柱流入.

短暂
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3
(3)实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流表的指针向右偏转,请在图8中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁体的极性.
解析 电流表的指针向右偏转,说明电流从正接线柱进入电流表,感应电流的磁场方向向下,故原磁场方向向上,插入的是S极,如图所示.
图8
答案 见解析图(共53张PPT)
1.理解楞次定律,会用楞次定律判断感应电流的方向.
2.理解右手定则,会用右手定则判断感应电流的方向.
学习目标
知识梳理
重点探究
随堂演练
课时对点练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
知识梳理
1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要
引起感应电流的
.
2.从能量角度理解楞次定律
感应电流沿着楞次定律所述的方向,是
定律的必然结果,当磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力做功,使
能转化为感应电流的
能.
一、楞次定律
阻碍
磁通量的变化
能量守恒
机械

二、右手定则
伸开右手,使拇指与其余四个手指
,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使
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.
垂直
拇指
四指
1.判断下列说法的正误.
(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反.(  )
(2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同.(  )
(3)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化.(  )
(4)右手定则和楞次定律都适用于所有电磁感应现象中感应电流方向的判断.
(  )
(5)感应电流沿楞次定律所描述的电流方向,说明电磁感应现象遵守能量守恒定律.(  )
即学即用
×


×
×
2.如图1所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′,都处于同一水平面内,P、Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,MN向右运动时,MN中的电流方向为________,MN向左运动时,MN中的电流方向为________.(均选填“M→N”或“N→M”)
图1
N→M
M→N
1.楞次定律中的因果关系
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.
一、对楞次定律的理解
重点探究
2.对“阻碍”的理解
问题
结论
谁阻碍谁
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
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化
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,这种变化将继续进行,最终结果不受影响
3.“阻碍”的表现形式
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.
从相对运动的角度看:感应电流的效果是阻碍相对运动.
例1 关于楞次定律,下列说法正确的是
A.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化
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与原磁场反向,阻碍原磁场的变化
解析 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,阻碍并不是阻止,只起延缓的作用,选项A正确,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与原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场同向,选项D错误.

二、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤
(1)明确所研究的闭合回路,判断原磁场方向.
(2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化.
(3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向.
(4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向.
例2 如图2所示,一根条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中
A.始终有自a向b的感应电流流过电流表G
B.始终有自b向a的感应电流流过电流表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
图2

解析 条形磁体内部磁场的方向是从S极指向N极,可
知条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管的过程中磁
场的方向都是向右的,当条形磁体进入螺线管的时候,
闭合线圈中的磁通量增加;
当条形磁体穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,根据楞次定律判断条形磁体进入和穿出螺线管的过程中,感应电流的磁场先向左后向右,再由右手螺旋定则判断出,先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流,故C正确,A、B、D错误.
A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
针对训练1 如图3所示,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流.若
图3

解析 根据楞次定律,当金属圆环上、下移动时,穿过
圆环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,故A、
B错误;
当金属圆环向左侧直导线靠近时,穿过圆环垂直纸面向外的磁场增强,根据楞次定律及安培定则可知,产生的感应电流方向为顺时针,故C错误;
当金属圆环向右侧直导线靠近时,穿过圆环垂直纸面向里的磁场增强,根据楞次定律及安培定则可知,产生的感应电流方向为逆时针,故D正确.
三、右手定则的理解和应用
导学探究 如图4所示,导体棒ab向右做切割磁感线运动.
图4
(1)请用楞次定律判断感应电流的方向.
答案 感应电流的方向为a→d→c→b→a
(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间什么关系?根据课本P27右手定则,自己试着做一做.
答案 满足右手定则
1.右手定则适用范围: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、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系:
(1)大拇指所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.
知识深化
3.楞次定律与右手定则的比较
规律
比较内容
  
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体
适用范围
各种电磁感应现象
只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况
联系
右手定则是楞次定律的特例
A.整个过程,线圈中始终有感应电流
B.整个过程,线圈中始终没有感应电流
C.线圈进入磁场和离开磁场的过程中,有感应电流,方向都是逆时针方向
D.线圈进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针方向;离开磁场的过
程中,感应电流的方向为顺时针方向
例3 如图5所示,边长为d的正方形线圈,从位置A开始向右运动,并穿过宽度为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B,则
图5

解析 在线圈进入或离开磁场的过程中,穿过线
圈的磁通量发生变化,有感应电流产生,线圈完
全在磁场中时,穿过线圈的磁通量不变,没有感
应电流产生,选项A、B错误;
由右手定则可知,线圈进入磁场过程中,线圈中感应电流沿逆时针方向,线圈离开磁场过程中,感应电流沿顺时针方向,选项C错误,D正确.
针对训练2 如图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,分析各图中感应电流的方向,在导体中由a→b的是

解析 题图四幅图都属于闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的情景,
用右手定则判断可得:A中电流由a→b,B中电流向b→a,C中电流沿a→c→b→a方向,D中电流由b→a,故A正确.
1.(楞次定律的理解)(多选)关于感应电流,下列说法正确的是
A.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量
B.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
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,只能用安培定则确定感应电流的方向
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随堂演练

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A.环中有感应电流,方向a→d→c→b→a
B.环中有感应电流,方向a→b→c→d→a
C.环中无感应电流
D.条件不够,无法确定有无感应电流
2.(楞次定律的应用)如图6所示,在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环.在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中
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图6
解析 由圆形变成正方形的过程中,面积减小,磁通量减小,由楞次定律可知产生a→d→c→b→a方向的电流,A正确.
3.(楞次定律的应用)
(2020·临沂市高二期末)绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图7所示方法连接,G为电流表,下列说法正确的是
A.开关S闭合瞬间,G中的电流方向从左向右
B.保持开关S闭合,G中的电流方向从左向右
C.保持开关S闭合,向右移动变阻器R0的滑动
触头,G中的电流方向从左向右
D.断开开关S的瞬间,G的示数为零
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图7

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解析 开关S闭合瞬间,Ⅰ线圈中有电流通过,产生磁场,线圈内部磁场方向从左向右,穿过Ⅱ线圈的磁通量从无到有,产生感应电流,根据楞次定律可知,电流表G中的电流方向从左向右,故A正确;
保持开关S闭合,Ⅰ线圈中电流不变,穿过Ⅱ线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表G的示数为零,故B错误;
保持开关S闭合,向右移动滑动变阻器R0的滑动触头,接入电路的电阻增大,Ⅰ线圈中电流减小,线圈内部产生方向向右且减弱的磁场,穿过Ⅱ线圈的磁通量变化,产生感应电流,根据楞次定律可知,电流表中的电流方向从右向左,故C错误;
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断开开关S的瞬间,Ⅰ线圈中电流减小,产生磁场,穿过Ⅱ线圈的磁通量变化,产生感应电流,则电流表中有电流,故D错误.
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4.(右手定则的应用)(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如选项图所示,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是

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解析 图A中导体不切割磁感线,导体中无电流,A错误;
由右手定则可判断B、C正确;
图D中感应电流方向应垂直纸面向外,D错误.

考点一 楞次定律的理解和应用
1.如图1所示,通有恒定电流的直导线右侧有一矩形线圈abcd,导线与线圈共面.如果线圈运动时产生方向为abcda的感应电流,线圈可能的运动是
A.向上平移
B.向下平移
C.向左平移
D.向右平移

基础对点练
课时对点练
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图1
解析 导线中电流强度不变时,产生的磁场不变,导
线周围的磁感应强度不变,线框上下平移时穿过线框
的磁通量不变,即不会产生感应电流,故A、B错误;
线框向左平移时,线框中的磁感应强度增大,穿过线框的磁通量增大,可以产生感应电流,根据楞次定律可知电流方向为abcda,故C正确;
线框向右平移时,线框中的磁感应强度减小,穿过线框的磁通量减小,可以产生感应电流,根据楞次定律可知电流方向为adcba,故D错误.
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2.两根平行放置的长直绝缘导线M、N,通以同向等大的电流如图2所示.在它们正中间放有一金属圆环,则可以使圆环中产生顺时针方向感应电流的是
A.增大M中的电流
B.增大N中的电流
C.导线N向右移
D.将两电流同时反向
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图2
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解析 依据右手螺旋定则可知,长直绝缘导线M、N在环中
产生的磁场相互叠加,导致穿过环的磁通量为零,当只增
大M中的电流时,穿过环垂直纸面向里的磁通量增加,由
楞次定律可知环中的感应电流方向为逆时针,A错误;
当只增大N中的电流时,穿过环垂直纸面向外的磁通量增加,由楞次定律可知环中的感应电流方向为顺时针,B正确;
当导线N向右移时,穿过环垂直纸面向里的磁通量增加,由楞次定律可知环中的感应电流方向为逆时针,C错误;
将两电流同时反向,大小不变,位置也不变,因此穿过环的磁通量仍为零,圆环中没有感应电流,D错误.
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3.某磁场的磁感线如图3所示,有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B,在下落的过程中,自上向下看,铝质线圈中的感应电流方向是
A.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
B.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
C.始终沿顺时针方向
D.始终沿逆时针方向
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图3
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解析 在下落过程中,磁感应强度先增大后减小,所以穿
过线圈的磁通量先增大后减小,线圈从A处落到中间位置
处的过程中,穿过线圈的磁通量变大,感应电流产生的磁
场方向向下,
所以感应电流的方向为顺时针.线圈从中间位置处落到B处的过程中,穿过线圈的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向上,
所以感应电流的方向为逆时针,A正确,B、C、D错误.
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A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻
值的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻
值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
4.(2020·厦门外国语学校期末)1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R接入电路组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图4所示.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验,下列说法正确的是
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图4

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解析 闭合开关S的瞬间,通过B线圈的磁通量不发生变化,B线圈中不产生感应电流,故选项A、B错误;
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闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,A线圈中的电流逐渐减弱,即B线圈处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可知,电流表G中的感应电流方向为b→a,故选项C错误,选项D正确.
5.如图5所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属棒,与导轨接触良好,它从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到金属棒完全落在OC上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则ab棒在上述过程中
A.感应电流方向是b→a
B.感应电流方向是a→b
C.感应电流方向先是b→a,后是a→b
D.感应电流方向先是a→b,后是b→a

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图5
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解析 由几何知识可知,在金属棒向下滑动的过程中,金属棒与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形aOb内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可知,感应电流方向先是b→a,后是a→b,C项正确.
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考点二 右手定则的应用
6.如图6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,则下列说法中正确的是
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
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图6
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解析 根据右手定则,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,A、C错,B对,
电流表A2中的电流方向为C→D,D错.
7.(多选)如图7所示,某人在自行车道上从东往西沿直线骑行,该处地磁场的水平分量方向由南向北,竖直分量方向竖直向下.自行车车把为直把、金属材质,且带绝缘把套,只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象,下列结论正确的是
A.图示位置中辐条A点电势比B点电势低
B.图示位置中辐条A点电势比B点电势高
C.自行车左车把的电势比右车把的电势高
D.自行车在十字路口左拐改为南北骑向,则自行车右车把电势高
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图7

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解析 自行车从东往西行驶时,辐条切割地磁场水平
分量的磁感线,根据右手定则判断可知,题图所示位
置中辐条A点电势比B点电势低,故A正确,B错误;
自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线,由右手定则知,左车把的电势比右车把的电势高,故C正确;
自行车左拐改为南北骑向,自行车车把仍切割地磁场竖直分量的磁感线,由右手定则可知左车把的电势仍然高于右车把的电势,故D错误.
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8.(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图8所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当导体棒AB在外力F的作用下向右运动时,下列说法中正确的是
A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→C
B.导体棒CD内有电流通过,方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力向左
D.磁场对导体棒AB的作用力向左
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图8

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解析 导体棒AB切割磁感线产生感应电流,根据右手
定则可知,AB中感应电流的方向为B→A,则导体棒CD
内有电流通过,方向是C→D,故A错误,B正确;
导体棒CD内有电流通过,导体棒CD受到安培力作用,由左手定则判断可知,磁场对导体棒CD的作用力向右,磁场对导体棒AB的作用力向左,故C错误,D正确.
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A.有电流通过电流表,方向由c向d
;作用于杆ab
的安培力向右
B.有电流通过电流表,方向由d向c
;作用于杆ab
的安培力向左
C.有电流通过电流表,方向由
d向c;作用于杆ab
的安培力向右
D.无电流通过电流表,作用于杆ab的安培力为零
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图9
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9.(2019·赤峰二中高二月考)ab为一金属杆,它处在如图9所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动,s为以a为圆心位于纸面内的金属圆环,在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触,
A为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触.当杆沿逆时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图,则此时刻
解析 当杆沿逆时针方向转动时,根据右手定则,判断出ab杆中感应电流方向为b→a,电流通过电流表,方向为d→c;根据左手定则可知,作用于杆ab的安培力向左,故B正确,A、C、D错误.
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10.如图10所示,在两根平行长直导线M、N中,通以同方向同大小的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速运动,在移动过程中,线框中感应电流方向为
A.始终沿abcda方向
B.始终沿adcba方向
C.先沿abcda方向,再沿adcba方向
D.先沿adcba方向,再沿abcda方向
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图10
能力综合练
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解析 如图所示,画出两导线间的磁场分布情况,线框
位于中线OO′的右侧时,穿过线框的合磁通量垂直于纸
面向外,线框向左运动时,磁通量变小,
由楞次定律知,感应电流的磁场方向垂直于纸面向外,所以感应电流的方向沿abcda方向.
线框越过中线OO′后,线框的合磁通量垂直纸面向里,线框向左运动,合磁通量增加,感应电流的磁场方向垂直于纸面向外,
所以感应电流的方向仍沿abcda方向,故A正确.
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11.如图11所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁体的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,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,这个过程中线圈的感应电流
A.始终沿abcda方向
B.始终沿dcbad方向
C.先沿abcda方向,后沿dcbad方向
D.先沿dcbad方向,后沿abcda方向

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图11
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解析 由条形磁体的磁场分布可知,线圈在位
置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小,为零,由
于位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,
则线圈从位置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,
根据楞次定律可知两个过程感应电流的磁场方向均为从下向上,
则根据安培定则可知这个过程中线圈的感应电流均沿abcda方向,故选A.
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12.如图12所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁体,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁体下落过程中始终保持竖直,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,下列说法中正确的是
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图12
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A.在磁体下落的整个过程中,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.磁体在整个下落过程中,圆环中感应电流方向始终是顺
时针方向
C.磁体在整个下落过程中,它的机械能不变

解析 由题图可知,在磁体下落过程中,穿过圆环的磁场
方向向下,在磁体靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,
在磁体远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可
知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿逆时针方向,后
沿顺时针方向,故A正确,B错误;
在磁体下落过程中,圆环中产生感应电流,圆环中有电能产生,磁体在整个下落过程中,磁体的机械能转化为电能,由能量守恒定律可知,磁体的机械能减少,故C错误;
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13.如图13甲所示,在同一平面内有两个彼此绝缘的金属细圆环A、B,两环重叠部分的面积为圆环A面积的一半,圆环B中电流i随时间t的变化关系如图乙所示,以图甲中圆环B中所示的电流方向为负方向,则A环中
A.没有感应电流
B.有逆时针方向的感应电流
C.有顺时针方向的感应电流
D.感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向
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图13
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解析 由于B环的电流发生变化,A环中
的磁通量发生变化,所以A环中有感应电
流,选项A错误;
根据楞次定律知,A环中的磁通量先垂直纸面向外减少,后垂直纸面向里增多,故根据安培定则可知A环中产生沿逆时针方向的感应电流,选项B正确,C、D错误.
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14.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动,如图14甲所示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流,I-t图像如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电流为正方向.关于0~T时间内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是
A.由顺时针方向变为逆时针方向
B.由逆时针方向变为顺时针方向
C.由顺时针方向变为逆时针方向,
再变为顺时针方向
D.由逆时针方向变为顺时针方向,
再变为逆时针方向
图14

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根据楞次定律和安培定则可知,线框中产生逆时针方向的感应电流;
线框中产生顺时针方向的感应电流;