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電磁感應(yīng)和楞次定律電磁感應(yīng)和楞次定律小故事2025高中物理同步課程電磁感應(yīng)小故事法拉第(MichaelFaraday,1791~1867年),英國(guó)家、化學(xué)家。1791年9月22日生于倫敦。父親是鐵匠,母親識(shí)字不多,法拉第從小生長(zhǎng)在貧苦的家庭中,不可能受到較多的教育。9歲時(shí),父親去世了。法拉第不得不去文具店當(dāng)學(xué)徒。1805年到書(shū)店當(dāng)圖書(shū)裝訂工,這使他有機(jī)會(huì)接觸到各類(lèi)書(shū)籍。每當(dāng)他接觸到有趣的書(shū)籍時(shí)就貪婪地讀起來(lái),尤其是百科全書(shū)和有關(guān)電的書(shū)本,簡(jiǎn)直使他著了迷。繁重的體力勞動(dòng),無(wú)知和貧窮,都沒(méi)有能阻擋法拉第向科學(xué)進(jìn)軍。有一次,法拉第去聽(tīng)著名科學(xué)家戴維的講座,他認(rèn)真地記筆記,并把它裝成精美的書(shū)冊(cè)。然后把這本筆記本和一封毛遂自薦的信于1812年圣誕節(jié)前夕,一起寄給戴維。在戴維的介紹下,法拉第終于進(jìn)入皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室并當(dāng)了他的助手。法拉第在實(shí)驗(yàn)室工作半年后,隨戴維去歐洲旅行。對(duì)法拉第來(lái)說(shuō),這次旅行相當(dāng)于上了“社會(huì)大學(xué)”,他結(jié)識(shí)了許多科學(xué)家,如蓋·呂薩克、安培等,還學(xué)到許多科學(xué)知識(shí),大開(kāi)眼界。法拉第回國(guó)后,發(fā)揮出驚人的才干,不斷取得成果。1821年他任皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室總監(jiān)。1824年被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1825年接替戴維任實(shí)驗(yàn)室主任。1846年法拉第榮獲倫福德獎(jiǎng)?wù)潞突始覄渍隆?831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這在物理學(xué)上起了重大的作用。1834年他研究電流通過(guò)溶液時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)變化,提出了法拉第電解定律。法拉第不計(jì)較名譽(yù)地位,更不計(jì)較錢(qián)財(cái)。他拒絕了制造商的高價(jià)聘請(qǐng),謝絕了大家提名他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)和維多利亞女皇準(zhǔn)備授與他的爵位,終身在皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室工作,甘愿當(dāng)個(gè)平民邁克爾·法拉第。1867年8月25日法拉第與世長(zhǎng)辭。課堂探究一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象課堂探究1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象.2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及情形(1)條件①電路閉合.②磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0.(2)情形①閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng).②穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化.3.產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).如果電路閉合,則有感應(yīng)電流;如果電路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流.基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,以下說(shuō)法中正確的是()A.閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),閉合電路中就一定會(huì)有感應(yīng)電流B.閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流C.穿過(guò)閉合電路的磁通量為零的瞬間,閉合電路中一定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.無(wú)論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生了變化,閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流2.下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()3.如圖所示的金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將它從磁場(chǎng)中勻速拉出來(lái),下列說(shuō)法正確的是()A.向左拉出和向右拉出,其感應(yīng)電流方向相反B.不管從什么方向拉出,金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是順時(shí)針C.不管從什么方向拉出,環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是逆時(shí)針D.在此過(guò)程中感應(yīng)電流大小不變4.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)擺動(dòng).金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則線框中感應(yīng)電流的方向是()A.a(chǎn)→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d5.在一根較長(zhǎng)的鐵釘上,用漆包線繞上兩個(gè)線圈A、B,將線圈B的兩端接在一起,并把CD段直漆包線沿南北方向放置在靜止的小磁針的上方,如圖所示.下列判斷正確的是()A.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),小磁針不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),小磁針的N極垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)課堂探究eq\a\vs4\al(對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解及判斷)課堂探究1.發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化.2.磁通量變化的常見(jiàn)情況變化情形舉例磁通量變化量磁場(chǎng)變化永磁鐵靠近或遠(yuǎn)離線圈、電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化ΔΦ=ΔB·S有效面積變化回路面積變化閉合線圈的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng),如圖ΔΦ=B·ΔS回路平面與磁場(chǎng)夾角變化線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),如圖例一如圖所示,一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置,其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab,有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面,且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)程中,一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)使θ減小B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,θ角同時(shí)也減小C.a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<0<90°)感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的判斷思路例二:如圖所示為當(dāng)年法拉第實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,兩個(gè)線圈分別繞在一個(gè)鐵環(huán)上,線圈A接直流電源,線圈B接靈敏電流表,下列哪種情況能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流()A.將開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)的瞬間B.開(kāi)關(guān)S接通一段時(shí)間之后C.開(kāi)關(guān)S接通后,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置時(shí)D.拿走鐵環(huán),再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)的瞬間基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練1.如圖1所示,通電直導(dǎo)線下邊有一個(gè)矩形線框,線框平面與直導(dǎo)線共面.若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線,則穿過(guò)線框的磁通量將()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.保持不變 D.不能確定2.下列情況中都是線框在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng),其中線框中有感應(yīng)電流的是()3.某磁場(chǎng)磁感線如圖2所示,有一銅線圈自圖示A處落至B處,在下落過(guò)程中,自上向下看,線圈中感應(yīng)電流的方向是()圖2A.始終順時(shí)針 B.始終逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針 D.先逆時(shí)針再順時(shí)針圖34.如圖3所示,導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn),當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間,則()A.線框中有感應(yīng)電流,且按順時(shí)針?lè)较駼.線框中有感應(yīng)電流,且按逆時(shí)針?lè)较駽.線框中有感應(yīng)電流,但方向難以判斷D.由于穿過(guò)線框的磁通量為零,所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電流圖45.如圖4所示,蹄形磁鐵的兩極間,放置一個(gè)線圈abcd,磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),磁鐵如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A.俯視,線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.俯視,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同C.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速D.線圈靜止不動(dòng)6.如圖5所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()A.P、Q將相互靠攏B.P、Q將相互遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g課堂探究課堂探究二、楞次定律【觀察與思考】【討論與交流】例題講解例題講解例一、某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證楞次定律,當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過(guò)固定的線圈時(shí),通過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向是()A.a(chǎn)→G→bB.先a→G→b,后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a,后a→G→b感應(yīng)電流方向的判斷方法方法一:右手定則(適用于部分導(dǎo)體切割磁感線)方法二:楞次定律楞次定律的應(yīng)用步驟(“程序法”)可以用下面的方框圖加以概括:2.程序法解題的一般思路及注意事項(xiàng)在使用“程序法”處理問(wèn)題時(shí),需注意以下兩點(diǎn):①根據(jù)題目類(lèi)型制定一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔的解題程序.②在分析和解決問(wèn)題時(shí),要嚴(yán)格按照解題程序進(jìn)行,這樣可以規(guī)范解題過(guò)程、減少失誤、節(jié)約解題時(shí)間.例二、如圖所示,MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌,ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)MN、GH所在的平面,如圖所示,則()A.若固定ab,使cd向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向由a→b→d→cB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向由c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng),則abdc回路電流為零D.若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng),且兩桿速度vcd>vab,則abdc回路有電流,電流方向由c→d→b→aeq\a\vs4\al(楞次定律的拓展應(yīng)用)對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因:(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”;(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”;(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”;(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”.例三、如圖,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上,細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò).現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放,環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為FT1和FT2,重力加速度大小為g,則()A.FT1>mg,F(xiàn)T2>mgB.FT1<mg,F(xiàn)T2<mgC.FT1>mg,F(xiàn)T2<mgD.FT1<mg,F(xiàn)T2>mg例四、如圖所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練1.如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),在下列情況中不能使線框產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)B.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)2.兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置,通過(guò)它們的電流方向如圖所示,線圈L的平面跟紙面平行,現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線的中垂線迅速平移到位置B,則在平移過(guò)程中,線圈中的感應(yīng)電流()A.沿順時(shí)針?lè)较?,且越?lái)越小B.沿逆時(shí)針?lè)较颍以絹?lái)越大C.始終為零D.先順時(shí)針,后逆時(shí)針3.如圖所示,光滑絕緣水平面上有一個(gè)靜止的小導(dǎo)體環(huán),現(xiàn)在將一個(gè)條形磁鐵從導(dǎo)體環(huán)的右上方較高處向下移動(dòng),則在此過(guò)程中,關(guān)于導(dǎo)體環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向以及導(dǎo)體環(huán)中的電流方向,下列說(shuō)法中正確的是()A.導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是順時(shí)針?lè)较駼.導(dǎo)體環(huán)向右運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是順時(shí)針?lè)较駽.導(dǎo)體環(huán)向右運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是逆時(shí)針?lè)较駾.導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是逆時(shí)針?lè)较?.如圖所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A.向右做勻速運(yùn)動(dòng)B.向左做減速運(yùn)動(dòng)C.向右做減速運(yùn)動(dòng)D.向右做加速運(yùn)動(dòng)5.(2012·北京理綜)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”.如圖,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后、將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過(guò)套環(huán).閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn).他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),線圈上的套環(huán)均未動(dòng).對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()A.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過(guò)高C.所選線圈的匝數(shù)過(guò)多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同6.(2010·課標(biāo)全國(guó)·14)在電磁學(xué)的發(fā)展過(guò)程中,許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn).下列說(shuō)法正確的是()A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng);法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.麥克斯韋預(yù)言了電磁波;楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C.庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律;密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值D.安培發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律;洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律圖137.電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖13所示.現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落,在N極接近線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A.從a到b,上極板帶正電B.從a到b,下極板帶正電C.從b到a,上極板帶正電D.從b到a,下極板帶正電圖148.直導(dǎo)線ab放在如圖14所示的水平導(dǎo)體框架上,構(gòu)成一個(gè)閉合回路.長(zhǎng)直導(dǎo)線cd和框架處在同一個(gè)平面內(nèi),且cd和ab平行,當(dāng)cd中通有電流時(shí),發(fā)現(xiàn)ab向左滑動(dòng).關(guān)于cd中的電流下列說(shuō)法正確的是()A.電流肯定在增大,不論電流是什么方向B.電流肯定在減小,不論電流是什么方向C.電流大小恒定,方向由c到dD.電流大小恒定,方向由d到c9.(2011·宿遷模擬)如圖15所示是一種延時(shí)開(kāi)關(guān).S2閉合,當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,將C線路接通.當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放,則()A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C.如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2,無(wú)延時(shí)作用D.如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2,延時(shí)將變長(zhǎng)10.(2010·上??亟袑W(xué)模擬)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán),線圈與電源、開(kāi)關(guān)相連,如圖16所示.閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,鋁環(huán)跳起一定高度.保持開(kāi)關(guān)閉合,下列現(xiàn)象正確的是()A.鋁環(huán)停留在這一高度,直到斷開(kāi)開(kāi)關(guān)鋁環(huán)回落B.鋁環(huán)不斷升高,直到斷開(kāi)開(kāi)關(guān)鋁環(huán)回落C.鋁環(huán)回落,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)鋁環(huán)又跳起D.鋁環(huán)回落,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)鋁環(huán)不再跳起圖1711.(2010·徐州市第三次模擬)如圖17所示,通電螺線管置于水平放置的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間,ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒,它們分別放在螺線管的左右兩側(cè).保持開(kāi)關(guān)閉合,最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí),ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是()A.a(chǎn)b向左,cd向右 B.a(chǎn)b向右,cd向左C.a(chǎn)b,cd都向右運(yùn)動(dòng) D.a(chǎn)b,cd都不動(dòng)12.(2009·海南單科)一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng).M連接在如圖18所示的電路中,其中R為滑動(dòng)變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān).下列情況中,可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是()A.在S斷開(kāi)的情況下,S向a閉合的瞬間B.在S斷開(kāi)的情況下,S向b閉合的瞬間C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)8.如圖19所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有兩條平行的銅導(dǎo)軌,它們與大導(dǎo)線圈M相連接.要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩導(dǎo)線圈共面放置)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向右加速運(yùn)動(dòng)13.如圖所示,通過(guò)水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈,線圈等距離排列,且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng).為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈,讓傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶運(yùn)動(dòng)方向,根據(jù)穿過(guò)磁場(chǎng)后線圈間的距離,就能夠檢測(cè)出不合格線圈.通過(guò)觀察圖形,判斷下列說(shuō)法正確的是()A.若線圈閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)B.若線圈不閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)C.從圖中可以看出,第3個(gè)線圈是不合格線圈D.從圖中可以看出,第4個(gè)線圈是不合格線圈14.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖21(a)接線,以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系.當(dāng)閉合S時(shí),觀察到電流表指針向左偏,不通電時(shí)電流表指針停在正中央.然后按圖(b)所示將電流表與副線圈B連成一個(gè)閉合回路,將原線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路.(1)S閉合后,將螺線管A(原線圈)插入螺線管B(副線圈)的過(guò)程中,電流表的指針將________偏轉(zhuǎn).(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí),指針將________偏轉(zhuǎn).(3)線圈A放在B中不動(dòng),將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),電流表指針將________偏轉(zhuǎn).(選填“向左”、“向右”或“不”)15.如圖22所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐,一正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為l,且l>d,線框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是多少?16.如圖23所示是家庭用的“漏電保護(hù)器”的關(guān)鍵部分的原理圖,其中P是一個(gè)變壓器鐵芯,入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法,繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈,然后再接入戶內(nèi)的用電器.Q是一個(gè)脫扣開(kāi)關(guān)的控制部分(脫扣開(kāi)關(guān)本身沒(méi)有畫(huà)出,它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),用戶的供電被切斷),Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的兩端a、b之間,當(dāng)a、b間沒(méi)有電壓時(shí),Q使得脫扣開(kāi)關(guān)閉合,當(dāng)a、b間有電壓時(shí),脫扣開(kāi)關(guān)立即斷開(kāi),使用戶斷電.(1)用戶正常用電時(shí),a、b之間有沒(méi)有電壓?為什么?(2)如果某人站在地面上,手誤觸火線而觸電,脫扣開(kāi)關(guān)是否會(huì)斷開(kāi)?為什么?17.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及電鍵按如圖1所示連接.下列說(shuō)法中正確的是 ()圖1A.電鍵閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后,電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.電鍵閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度D.電鍵閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)答案A解析電鍵閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間,線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電鍵閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P無(wú)論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化,使線圈B的磁通量變化,電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.18.如圖2所示,一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置,其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab,有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面,且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)程中,一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)使θ減小 圖2B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,θ角同時(shí)也減小C.a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)答案A解析設(shè)此時(shí)回路面積為S,據(jù)題意,磁通量Φ=BScosθ,對(duì)A,S增大,θ減小,cosθ增大,則Φ增大,A正確.對(duì)B,B減小,θ減小,cosθ增大,Φ可能不變,B錯(cuò)誤.對(duì)C,S減小,B增大,Φ可能不變,C錯(cuò)誤.對(duì)D,S增大,B增大,θ增大,cosθ減小,Φ可能不變,D錯(cuò)誤.故只有A正確.19.如圖3所示,在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán).以下判斷中正確的是 ()A.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)無(wú)感應(yīng)電流 圖3C.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒D.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能不守恒答案BC解析由條形磁鐵磁場(chǎng)分布特點(diǎn)可知,穿過(guò)其中央位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零,所以在環(huán)下落的過(guò)程中,磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,圓環(huán)只受重力,則環(huán)下落時(shí)機(jī)械能守恒,故A、D錯(cuò)誤,B、C正確.20.如圖4所示,閉合圓導(dǎo)線線圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)平行,其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場(chǎng)方向的兩條直徑.試分析線圈做如下運(yùn)動(dòng)時(shí),能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)B.使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng) 圖4C.使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)答案D解析使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)、沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)或以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的磁通量始終為零,不變化,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中的磁通量不斷變化,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以D選項(xiàng)正確.21.金屬環(huán)水平固定放置,現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵,在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開(kāi)始釋放,在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中,條形磁鐵與圓環(huán) ()A.始終相互吸引B.始終相互排斥C.先相互吸引,后相互排斥D.先相互排斥,后相互吸引答案D解析磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的原磁通量的增加,與原磁場(chǎng)方向相反,如圖甲所示,二者之間是斥力;當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)下降離開(kāi)圓環(huán)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的磁通量的減少,二者方向相同,如圖乙所示,磁鐵與圓環(huán)之間是引力.因此選項(xiàng)D正確.也可直接根據(jù)楞次定律中“阻礙”的含義推論:來(lái)則拒之,去則留之分析.磁鐵在圓環(huán)上方下落過(guò)程是靠近圓環(huán).根據(jù)來(lái)則拒之,二者之間是斥力;當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)后繼續(xù)下落過(guò)程是遠(yuǎn)離圓環(huán).根據(jù)去則留之,二者之間是引力.因此選項(xiàng)D正確.22.如圖5所示,線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上.M與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連,P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài),N與電阻R相連.下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí),通過(guò)R的電流為b到aB.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí),通過(guò)R的電流為a到b 圖5C.?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間,通過(guò)R的電流為b到aD.?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間,通過(guò)R的電流為a到b答案AD解析本題考查楞次定律.根據(jù)右手螺旋定則可知M線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向左,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),電阻減小,M線圈中電流增大,磁場(chǎng)增大,穿過(guò)N線圈內(nèi)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知N線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過(guò)R的方向?yàn)閎到a,A正確,B錯(cuò)誤;斷開(kāi)S的瞬間,M線圈中的電流突然減小,穿過(guò)N線圈中的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知N線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍到b,C錯(cuò)誤,D正確.23.如圖6所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上.當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過(guò)時(shí),線圈始終保持不動(dòng).則關(guān)于線圈在此過(guò)程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況,以下判斷正確的是 () A.FN先大于mg,后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左,后向右D.Ff一直向左答案AD解析條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過(guò)時(shí),線圈中磁通量先增大后減小,由楞次定律中“來(lái)拒去留”關(guān)系可知A、D正確,B、C錯(cuò)誤.24.如圖7所示,線圈由A位置開(kāi)始下落,在磁場(chǎng)中受到的安培力如果總小于它的重力,則它在A、B、C、D四個(gè)位置(B、D位置恰好線圈有一半在磁場(chǎng)中)時(shí),加速度關(guān)系為 ()A.a(chǎn)A>aB>aC>aDB.a(chǎn)A=aC>aB>aDC.a(chǎn)A=aC>aD>aB 圖7D.a(chǎn)A=aC>aB=aD答案B解析線圈在A、C位置時(shí)只受重力作用,加速度aA=aC=g.線圈在B、D位置時(shí)均受兩個(gè)力的作用,其中安培力向上,重力向下.由于重力大于安培力,所以加速度向下,大小a=g-eq\f(F,m)<g.又線圈在D點(diǎn)時(shí)速度大于B點(diǎn)速度,即FD>FB,所以aD<aB,因此加速度的關(guān)系為aA=aC>aB>aD,選項(xiàng)B正確.25.如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路.若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng),下面說(shuō)法中正確的是 ()A.穿過(guò)線圈a的磁通量變大 B.線圈a有收縮的趨勢(shì)C.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大答案C解析P向上滑動(dòng),回路電阻增大,電流減小,磁場(chǎng)減弱,穿過(guò)線圈a的磁通量變小,根據(jù)楞次定律,a環(huán)面積應(yīng)增大,A、B錯(cuò);由于a環(huán)中磁通量減小,根據(jù)楞次定律知a環(huán)中感應(yīng)電流應(yīng)為俯視順時(shí)針?lè)较颍珻對(duì);由于a環(huán)中磁通量減小,根據(jù)楞次定律,a環(huán)有阻礙磁通量減小的趨勢(shì),可知a環(huán)對(duì)水平桌面的壓力FN減小,D錯(cuò).26.如圖9所示,絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(dòng)(不到達(dá)該平面),a、b將如何移動(dòng)()A.a(chǎn)、b將相互遠(yuǎn)離B.a(chǎn)、b將相互靠近C.a(chǎn)、b將不動(dòng) 圖 9D.無(wú)法判斷答案A解析根據(jù)Φ=BS,條形磁鐵向下移動(dòng)過(guò)程中B增大,所以穿過(guò)每個(gè)環(huán)中的磁通量都有 增大的趨勢(shì).由于S不可改變,為阻礙磁通量增大,導(dǎo)體環(huán)會(huì)盡量遠(yuǎn)離條形磁鐵,所以 a、b將相互遠(yuǎn)離.27.如圖10所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引 ()A.向右做勻速運(yùn)動(dòng) B.向左做減速運(yùn)動(dòng)C.向右做減速運(yùn)動(dòng)D.向右做加速運(yùn)動(dòng)答案BC解析當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流,線圈中的磁通量恒定不變,無(wú)感應(yīng)電流出現(xiàn),A錯(cuò);當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應(yīng)電流且減小,由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左在減弱,由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引,B對(duì);同理可判定C對(duì),D錯(cuò).28.如圖所示裝置中,cd桿原來(lái)靜止.當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿將向右移動(dòng)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向右加速運(yùn)動(dòng)C.向左加速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng)答案BD解析ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),ab中感應(yīng)電流恒定,L1中磁通量不變,穿過(guò)L2的磁通量不變,L2中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,cd桿保持靜止,A不正確;ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),L2中的磁通量向下增大,由楞次定律知L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,故通過(guò)cd的電流方向向下,cd向右移動(dòng),B正確;同理可得C不正確,D正確.29.如圖12甲所示,等離子氣流由左邊連續(xù)以v0射入P1和P2兩板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ab直導(dǎo)線與P1、P2相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd連接.線圈A內(nèi)有隨圖乙所示的變化磁場(chǎng),且磁場(chǎng)B的正方向規(guī)定為向左,如圖甲所示.則下列說(shuō)法正確的是 ()圖12A.0~1s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥B.1s~2s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥C.2s~3s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥D.3s~4s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥答案CD解析由圖甲左側(cè)電路可以判斷ab中電流方向由a到b;由右側(cè)電路及圖乙可以判斷,0~2s內(nèi)cd中電流為由c到d,跟ab中的電流同向,因此ab、cd相互吸引,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;2s~4s內(nèi)cd中電流為由d到c,跟ab中電流反向,因此ab、cd相互排斥,選項(xiàng)C、D正確.30.如圖13所示,通電導(dǎo)線cd右側(cè)有一個(gè)金屬框與導(dǎo)線cd在同一平面內(nèi),金屬棒ab放在框架上,若ab受到向左的磁場(chǎng)力,則cd中電流的變化情況是()A.cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流 圖13B.cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流C.cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流D.cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流答案BD電磁感應(yīng)和楞次定律電磁感應(yīng)和楞次定律小故事小故事法拉第(MichaelFaraday,1791~1867年),英國(guó)家、化學(xué)家。1791年9月22日生于倫敦。父親是鐵匠,母親識(shí)字不多,法拉第從小生長(zhǎng)在貧苦的家庭中,不可能受到較多的教育。9歲時(shí),父親去世了。法拉第不得不去文具店當(dāng)學(xué)徒。1805年到書(shū)店當(dāng)圖書(shū)裝訂工,這使他有機(jī)會(huì)接觸到各類(lèi)書(shū)籍。每當(dāng)他接觸到有趣的書(shū)籍時(shí)就貪婪地讀起來(lái),尤其是百科全書(shū)和有關(guān)電的書(shū)本,簡(jiǎn)直使他著了迷。繁重的體力勞動(dòng),無(wú)知和貧窮,都沒(méi)有能阻擋法拉第向科學(xué)進(jìn)軍。有一次,法拉第去聽(tīng)著名科學(xué)家戴維的講座,他認(rèn)真地記筆記,并把它裝成精美的書(shū)冊(cè)。然后把這本筆記本和一封毛遂自薦的信于1812年圣誕節(jié)前夕,一起寄給戴維。在戴維的介紹下,法拉第終于進(jìn)入皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室并當(dāng)了他的助手。法拉第在實(shí)驗(yàn)室工作半年后,隨戴維去歐洲旅行。對(duì)法拉第來(lái)說(shuō),這次旅行相當(dāng)于上了“社會(huì)大學(xué)”,他結(jié)識(shí)了許多科學(xué)家,如蓋·呂薩克、安培等,還學(xué)到許多科學(xué)知識(shí),大開(kāi)眼界。法拉第回國(guó)后,發(fā)揮出驚人的才干,不斷取得成果。1821年他任皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室總監(jiān)。1824年被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1825年接替戴維任實(shí)驗(yàn)室主任。1846年法拉第榮獲倫福德獎(jiǎng)?wù)潞突始覄渍隆?831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這在物理學(xué)上起了重大的作用。1834年他研究電流通過(guò)溶液時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)變化,提出了法拉第電解定律。法拉第不計(jì)較名譽(yù)地位,更不計(jì)較錢(qián)財(cái)。他拒絕了制造商的高價(jià)聘請(qǐng),謝絕了大家提名他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)和維多利亞女皇準(zhǔn)備授與他的爵位,終身在皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室工作,甘愿當(dāng)個(gè)平民邁克爾·法拉第。1867年8月25日法拉第與世長(zhǎng)辭。課堂探究一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象課堂探究1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象.2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及情形(1)條件①電路閉合.②磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0.(2)情形①閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng).②穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化.3.產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).如果電路閉合,則有感應(yīng)電流;如果電路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流.基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,以下說(shuō)法中正確的是()A.閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),閉合電路中就一定會(huì)有感應(yīng)電流B.閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流C.穿過(guò)閉合電路的磁通量為零的瞬間,閉合電路中一定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.無(wú)論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生了變化,閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:回路閉合,穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,D正確.答案:D2.下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析:A中線圈沒(méi)閉合,無(wú)感應(yīng)電流;B中閉合電路中的磁通量增大,有感應(yīng)電流;C中的導(dǎo)線在圓環(huán)的正上方,不論電流如何變化,穿過(guò)線圈的磁感線都相互抵消,磁通量恒為零,也無(wú)電流;D中回路磁通量恒定,無(wú)感應(yīng)電流.答案:B3.如圖所示的金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將它從磁場(chǎng)中勻速拉出來(lái),下列說(shuō)法正確的是()A.向左拉出和向右拉出,其感應(yīng)電流方向相反B.不管從什么方向拉出,金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是順時(shí)針C.不管從什么方向拉出,環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是逆時(shí)針D.在此過(guò)程中感應(yīng)電流大小不變解析:金屬圓環(huán)不管是從什么方向拉出磁場(chǎng),金屬圓環(huán)中的磁通量方向不變,且不斷減小,根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的方向相同,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和原磁場(chǎng)的方向相同,則由右手螺旋定則知感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針?lè)较?,B正確.金屬圓環(huán)勻速出磁場(chǎng)過(guò)程中,磁通量的變化率在發(fā)生變化,D錯(cuò)誤.答案:B4.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)擺動(dòng).金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則線框中感應(yīng)電流的方向是()A.a(chǎn)→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d解析:線框從右側(cè)擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁通量減小,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d,從最低點(diǎn)擺到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁通量增大,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d,所以選B.答案:B5.在一根較長(zhǎng)的鐵釘上,用漆包線繞上兩個(gè)線圈A、B,將線圈B的兩端接在一起,并把CD段直漆包線沿南北方向放置在靜止的小磁針的上方,如圖所示.下列判斷正確的是()A.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),小磁針不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),小磁針的N極垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)解析:開(kāi)關(guān)保持接通時(shí),A內(nèi)電流的磁場(chǎng)向右;開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),穿過(guò)B的磁感線的條數(shù)向右減少,因此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右,感應(yīng)電流的方向由C到D,CD下方磁感線的方向垂直紙面向里,小磁針N極向里轉(zhuǎn)動(dòng).答案:C課堂探究eq\a\vs4\al(對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解及判斷)課堂探究1.發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化.2.磁通量變化的常見(jiàn)情況變化情形舉例磁通量變化量磁場(chǎng)變化永磁鐵靠近或遠(yuǎn)離線圈、電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化ΔΦ=ΔB·S有效面積變化回路面積變化閉合線圈的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng),如圖ΔΦ=B·ΔS回路平面與磁場(chǎng)夾角變化線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),如圖例一如圖所示,一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置,其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab,有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面,且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)程中,一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)使θ減小B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,θ角同時(shí)也減小C.a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<0<90°)解析:設(shè)此時(shí)回路面積為S,據(jù)題意,磁通量Φ=BScosθ,A選項(xiàng)中,S增大,θ減小,即cosθ增大,則Φ增大,所以A對(duì);B選項(xiàng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,θ減小即cosθ增大,則Φ可能不變,B錯(cuò);C選項(xiàng)中,S減小,磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大,則Φ可能不變,C錯(cuò);D選項(xiàng)中,S增大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大,θ增大,cosθ減小,則Φ可能不變,D錯(cuò).答案:A感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的判斷思路例二:如圖所示為當(dāng)年法拉第實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,兩個(gè)線圈分別繞在一個(gè)鐵環(huán)上,線圈A接直流電源,線圈B接靈敏電流表,下列哪種情況能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流()A.將開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)的瞬間B.開(kāi)關(guān)S接通一段時(shí)間之后C.開(kāi)關(guān)S接通后,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置時(shí)D.拿走鐵環(huán),再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)的瞬間解析:根據(jù)法拉第對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的五類(lèi)概括,A、C、D選項(xiàng)符合變化的電流(變化的磁場(chǎng))產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.而開(kāi)關(guān)S接通一段時(shí)間之后,A線圈中電流恒定,不能使B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.B項(xiàng)錯(cuò).答案:ACD基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練1.如圖1所示,通電直導(dǎo)線下邊有一個(gè)矩形線框,線框平面與直導(dǎo)線共面.若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線,則穿過(guò)線框的磁通量將(B)A.逐漸增大 B.逐漸減小C.保持不變 D.不能確定2.下列情況中都是線框在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng),其中線框中有感應(yīng)電流的是(BC)3.某磁場(chǎng)磁感線如圖2所示,有一銅線圈自圖示A處落至B處,在下落過(guò)程中,自上向下看,線圈中感應(yīng)電流的方向是(C)圖2A.始終順時(shí)針 B.始終逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針 D.先逆時(shí)針再順時(shí)針4.如圖3所示,導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn),當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間,則(B)A.線框中有感應(yīng)電流,且按順時(shí)針?lè)较駼.線框中有感應(yīng)電流,且按逆時(shí)針?lè)较駽.線框中有感應(yīng)電流,但方向難以判斷D.由于穿過(guò)線框的磁通量為零,所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電流5.如圖4所示,蹄形磁鐵的兩極間,放置一個(gè)線圈abcd,磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),磁鐵如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(C)A.俯視,線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.俯視,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同C.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速D.線圈靜止不動(dòng)6.如圖5所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(AD)A.P、Q將相互靠攏B.P、Q將相互遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g課堂探究課堂探究二、楞次定律【觀察與思考】【討論與交流】例題講解例題講解例一、某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證楞次定律,當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過(guò)固定的線圈時(shí),通過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向是()A.a(chǎn)→G→bB.先a→G→b,后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a,后a→G→b解析:(1)條形磁鐵在穿入線圈的過(guò)程中,原磁場(chǎng)方向向下.(2)穿過(guò)線圈向下的磁通量增加.(3)由楞次定律可知:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上.(4)應(yīng)用安培定則可判斷:感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視),即由b→G→a.同理可以判斷:條形磁鐵穿出線圈的過(guò)程中,向下的磁通量減小,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(俯視),即由a→G→b.答案:D感應(yīng)電流方向的判斷方法方法一:右手定則(適用于部分導(dǎo)體切割磁感線)方法二:楞次定律楞次定律的應(yīng)用步驟(“程序法”)可以用下面的方框圖加以概括:2.程序法解題的一般思路及注意事項(xiàng)在使用“程序法”處理問(wèn)題時(shí),需注意以下兩點(diǎn):①根據(jù)題目類(lèi)型制定一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔的解題程序.②在分析和解決問(wèn)題時(shí),要嚴(yán)格按照解題程序進(jìn)行,這樣可以規(guī)范解題過(guò)程、減少失誤、節(jié)約解題時(shí)間.例二、如圖所示,MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌,ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)MN、GH所在的平面,如圖所示,則()A.若固定ab,使cd向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向由a→b→d→cB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向由c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng),則abdc回路電流為零D.若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng),且兩桿速度vcd>vab,則abdc回路有電流,電流方向由c→d→b→a解析:由右手定則可判斷出A項(xiàng)做法使回路產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故A項(xiàng)錯(cuò).若ab、cd同向且速度大小相同,ab、cd所圍的線圈面積不變,磁通量不變,故不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò).若ab向左,cd向右,則abdc中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎蔆項(xiàng)錯(cuò).若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng),但vcd>vab,則abdc所圍面積發(fā)生變化,磁通量也發(fā)生變化,由楞次定律可判斷出,回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故D項(xiàng)正確.答案:Deq\a\vs4\al(楞次定律的拓展應(yīng)用)對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因:(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”;(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”;(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”;(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”.例三、如圖,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上,細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò).現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放,環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為FT1和FT2,重力加速度大小為g,則()A.FT1>mg,F(xiàn)T2>mgB.FT1<mg,F(xiàn)T2<mgC.FT1>mg,F(xiàn)T2<mgD.FT1<mg,F(xiàn)T2>mg解析:金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ過(guò)程中,由楞次定律知,金屬圓環(huán)在磁鐵上端時(shí)受力向上,在磁鐵下端時(shí)受力也向上,則金屬圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力始終向下,對(duì)磁鐵受力分析可知FT1>mg,F(xiàn)T2>mg,A項(xiàng)正確.答案:A例四、如圖所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g解析:根據(jù)楞次定律的拓展應(yīng)用可知:感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近.所以,P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g,應(yīng)選A、D.答案:AD
基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練1.如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),在下列情況中不能使線框產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)B.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化.A、B、D的做法均會(huì)使穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化,C選項(xiàng)中的做法,穿過(guò)線框的磁通量無(wú)變化,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生.答案:C2.(2013·合肥市八校聯(lián)考)兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置,通過(guò)它們的電流方向如圖所示,線圈L的平面跟紙面平行,現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線的中垂線迅速平移到位置B,則在平移過(guò)程中,線圈中的感應(yīng)電流()A.沿順時(shí)針?lè)较颍以絹?lái)越小B.沿逆時(shí)針?lè)较?,且越?lái)越大C.始終為零D.先順時(shí)針,后逆時(shí)針解析:由于線圈平面與紙面平行,故線圈的磁通量始終為零,線圈中的感應(yīng)電流始終為零,C正確.答案:C3.如圖所示,光滑絕緣水平面上有一個(gè)靜止的小導(dǎo)體環(huán),現(xiàn)在將一個(gè)條形磁鐵從導(dǎo)體環(huán)的右上方較高處向下移動(dòng),則在此過(guò)程中,關(guān)于導(dǎo)體環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向以及導(dǎo)體環(huán)中的電流方向,下列說(shuō)法中正確的是()A.導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是順時(shí)針?lè)较駼.導(dǎo)體環(huán)向右運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是順時(shí)針?lè)较駽.導(dǎo)體環(huán)向右運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是逆時(shí)針?lè)较駾.導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng);從上向下看,電流方向是逆時(shí)針?lè)较蚪馕觯寒?dāng)條形磁鐵從導(dǎo)體環(huán)的右上方較高處向下移動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)中的磁通量向下增加,由楞次定律知導(dǎo)體環(huán)將出現(xiàn)“阻礙”其增加的感應(yīng)電流磁場(chǎng),方向向上,由安培定則可判定電流方向?yàn)閺纳舷蛳驴词悄鏁r(shí)針?lè)较?,又由左手定則可知導(dǎo)體環(huán)所受合力向左,導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng),D對(duì).答案:D4.如圖所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A.向右做勻速運(yùn)動(dòng)B.向左做減速運(yùn)動(dòng)C.向右做減速運(yùn)動(dòng)D.向右做加速運(yùn)動(dòng)解析:當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流,線圈中的磁通量恒定不變,無(wú)感應(yīng)電流出現(xiàn),A錯(cuò);當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應(yīng)電流且減小,由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左在減弱,由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引,B對(duì);同理可判定C對(duì)、D錯(cuò).答案:BC5.(2012·北京理綜)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”.如圖,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后、將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過(guò)套環(huán).閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn).他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),線圈上的套環(huán)均未動(dòng).對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()A.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過(guò)高C.所選線圈的匝數(shù)過(guò)多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同解析:金屬套環(huán)跳起的原因是開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),套環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的.線圈接在直流電源上,S閉合時(shí),金屬套環(huán)也會(huì)跳起.電壓越高,線圈匝數(shù)越多,S閉合時(shí),金屬套環(huán)跳起越劇烈.若套環(huán)是非導(dǎo)體材料,則套環(huán)不會(huì)跳起.故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:D
6.在電磁學(xué)的發(fā)展過(guò)程中,許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn).下列說(shuō)法正確的是()A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng);法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.麥克斯韋預(yù)言了電磁波;楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C.庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律;密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值D.安培發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律;洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律圖13.AC[赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,B錯(cuò);安培發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律;洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律,D錯(cuò).]7.電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖13所示.現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落,在N極接近線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A.從a到b,上極板帶正電B.從a到b,下極板帶正電C.從b到a,上極板帶正電D.從b到a,下極板帶正電D[當(dāng)N極接近線圈的上端時(shí),線圈中的磁通量增大,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向,且流經(jīng)R的電流為從b到a,電容器下極板帶正電.8.直導(dǎo)線ab放在如圖14所示的水平導(dǎo)體框架上,構(gòu)成一個(gè)閉合回路.長(zhǎng)直導(dǎo)線cd和框架處在同一個(gè)平面內(nèi),且cd和ab平行,當(dāng)cd中通有電流時(shí),發(fā)現(xiàn)ab向左滑動(dòng).關(guān)于cd中的電流下列說(shuō)法正確的是()A.電流肯定在增大,不論電流是什么方向B.電流肯定在減小,不論電流是什么方向C.電流大小恒定,方向由c到dD.電流大小恒定,方向由d到cB[此題利用楞次定律的第二種描述比較方便,導(dǎo)線ab向左滑動(dòng),說(shuō)明回路中的磁通量在減小,即cd中的電流在減小,與電流的方向無(wú)關(guān),故B正確.]9.如圖15所示是一種延時(shí)開(kāi)關(guān).S2閉合,當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,將C線路接通.當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放,則()A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C.如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2,無(wú)延時(shí)作用D.如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2,延時(shí)將變長(zhǎng)BC[S1斷開(kāi)時(shí),A線圈中電流消失,磁通量減少,B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,阻礙線圈中磁通量的減少,A錯(cuò),B對(duì);若斷開(kāi)S2,B線圈中無(wú)感應(yīng)電流,磁通量立即減為零,不會(huì)有延時(shí)作用,C對(duì),D錯(cuò).]10.繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán),線圈與電源、開(kāi)關(guān)相連,如圖16所示.閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,鋁環(huán)跳起一定高度.保持開(kāi)關(guān)閉合,下列現(xiàn)象正確的是()A.鋁環(huán)停留在這一高度,直到斷開(kāi)開(kāi)關(guān)鋁環(huán)回落B.鋁環(huán)不斷升高,直到斷開(kāi)開(kāi)關(guān)鋁環(huán)回落C.鋁環(huán)回落,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)鋁環(huán)又跳起D.鋁環(huán)回落,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)鋁環(huán)不再跳起D[在閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,鋁環(huán)的磁通量增加,鋁環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律的第二種描述可知,鋁環(huán)受到向上的安培力跳起一定高度,當(dāng)保持開(kāi)關(guān)閉合時(shí),回路中電流不再增加,鋁環(huán)中不再有感應(yīng)電流,不再受安培力,將在重力作用下回落,所以A、B均錯(cuò)誤;鋁環(huán)回落后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),鋁環(huán)中因磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流,使鋁環(huán)受到向下的安培力,不會(huì)再跳起,所以C錯(cuò)誤,D正確.]11.如圖所示,通電螺線管置于水平放置的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間,ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒,它們分別放在螺線管的左右兩側(cè).保持開(kāi)關(guān)閉合,最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí),ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是()A.a(chǎn)b向左,cd向右 B.a(chǎn)b向右,cd向左C.a(chǎn)b,cd都向右運(yùn)動(dòng) D.a(chǎn)b,cd都不動(dòng)6.A[由楞次定律可知A正確.]12.一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng).M連接在如圖18所示的電路中,其中R為滑動(dòng)變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān).下列情況中,可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是()A.在S斷開(kāi)的情況下,S向a閉合的瞬間B.在S斷開(kāi)的情況下,S向b閉合的瞬間C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)C[由楞次定律的第二種描述可知:只要線圈中電流增強(qiáng),即穿過(guò)N的磁通量增加,N就會(huì)受排斥而向右運(yùn)動(dòng),只要線圈中電流減弱,即穿過(guò)N的磁通量減少,N就會(huì)受吸引而向左運(yùn)動(dòng).故選項(xiàng)C正確.]8.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有兩條平行的銅導(dǎo)軌,它們與大導(dǎo)線圈M相連接.要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩導(dǎo)線圈共面放置)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向右加速運(yùn)動(dòng)BC[欲使N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向里,由楞次定律可知有兩種情況:一是M中有順時(shí)針?lè)较蛑饾u減小的電流,使其在N中的磁場(chǎng)方向向里,且磁通量在減小;二是M中有逆時(shí)針?lè)较蛑饾u增大的電流,使其在N中的磁場(chǎng)方向向外,且磁通量在增大.因此,根據(jù)右手定則,對(duì)于前者,應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng);對(duì)于后者,則應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng).故應(yīng)選B、C.]13.如圖所示,通過(guò)水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈,線圈等距離排列,且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng).為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈,讓傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶運(yùn)動(dòng)方向,根據(jù)穿過(guò)磁場(chǎng)后線圈間的距離,就能夠檢測(cè)出不合格線圈.通過(guò)觀察圖形,判斷下列說(shuō)法正確的是()A.若線圈閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)B.若線圈不閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)C.從圖中可以看出,第3個(gè)線圈是不合格線圈D.從圖中可以看出,第4個(gè)線圈是不合格線圈AC[若線圈閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由于產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可判斷線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng),故A正確;若線圈不閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故線圈相對(duì)傳送帶不發(fā)生滑動(dòng),故B錯(cuò)誤;從圖中可以看出,第3個(gè)線圈是不合格線圈,C正確.]14.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖21(a)接線,以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系.當(dāng)閉合S時(shí),觀察到電流表指針向左偏,不通電時(shí)電流表指針停在正中央.然后按圖(b)所示將電流表與副線圈B連成一個(gè)閉合回路,將原線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路.(1)S閉合后,將螺線管A(原線圈)插入螺線管B(副線圈)的過(guò)程中,電流表的指針將________偏轉(zhuǎn).(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí),指針將________偏轉(zhuǎn).(3)線圈A放在B中不動(dòng),將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),電流表指針將________偏轉(zhuǎn).(選填“向左”、“向右”或“不”)圖21(1)向右(2)不(3)向右15.如圖22所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐,一正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為l,且l>d,線框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是多少?eq\f(l-d,v)解析從線框進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng),只有線框bc邊運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)右邊緣至ad邊運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)左邊緣的過(guò)程中無(wú)感應(yīng)電流.此過(guò)程的位移為:l-d故線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間為:t=eq\f(l-d,v)16.如圖23所示是家庭用的“漏電保護(hù)器”的關(guān)鍵部分的原理圖,其中P是一個(gè)變壓器鐵芯,入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法,繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈,然后再接入戶內(nèi)的用電器.Q是一個(gè)脫扣開(kāi)關(guān)的控制部分(脫扣開(kāi)關(guān)本身沒(méi)有畫(huà)出,它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),用戶的供電被切斷),Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的兩端a、b之間,當(dāng)a、b間沒(méi)有電壓時(shí),Q使得脫扣開(kāi)關(guān)閉合,當(dāng)a、b間有電壓時(shí),脫扣開(kāi)關(guān)立即斷開(kāi),使用戶斷電.(1)用戶正常用電時(shí),a、b之間有沒(méi)有電壓?為什么?(2)如果某人站在地面上,手誤觸火線而觸電,脫扣開(kāi)關(guān)是否會(huì)斷開(kāi)?為什么?圖23見(jiàn)解析解析(1)用戶正常用電時(shí),a、b之間沒(méi)有電壓,因?yàn)殡p線繞成的初級(jí)線圈的兩根導(dǎo)線中的電流總是大小相等、方向相反,穿過(guò)鐵芯的磁通量總為零,副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).(2)會(huì)斷開(kāi),因?yàn)槿苏驹诘孛嫔鲜终`觸火線,電流通過(guò)火線和人體流向大地,不通過(guò)零線,這樣變壓器的鐵芯中就會(huì)有磁通量的變化,從而在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即a、b間有電壓,脫扣開(kāi)關(guān)就會(huì)斷開(kāi).17.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及電鍵按如圖1所示連接.下列說(shuō)法中正確的是 ()圖1A.電鍵閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后,電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.電鍵閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度D.電鍵閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)答案A解析電鍵閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間,線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電鍵閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P無(wú)論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化,使線圈B的磁通量變化,電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.18.如圖2所示,一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置,其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab,有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面,且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)程中,一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)使θ減小 圖2B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,θ角同時(shí)也減小C.a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)答案A解析設(shè)此時(shí)回路面積為S,據(jù)題意,磁通量Φ=BScosθ,對(duì)A,S增大,θ減小,cosθ增大,則Φ增大,A正確.對(duì)B,B減小,θ減小,cosθ增大,Φ可能不變,B錯(cuò)誤.對(duì)C,S減小,B增大,Φ可能不變,C錯(cuò)誤.對(duì)D,S增大,B增大,θ增大,cosθ減小,Φ可能不變,D錯(cuò)誤.故只有A正確.19.如圖3所示,在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán).以下判斷中正確的是 ()A.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)無(wú)感應(yīng)電流 圖3C.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒D.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能不守恒答案BC解析由條形磁鐵磁場(chǎng)分布特點(diǎn)可知,穿過(guò)其中央位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零,所以在環(huán)下落的過(guò)程中,磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,圓環(huán)只受重力,則環(huán)下落時(shí)機(jī)械能守恒,故A、D錯(cuò)誤,B、C正確.20.如圖4所示,閉合圓導(dǎo)線線圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)平行,其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場(chǎng)方向的兩條直徑.試分析線圈做如下運(yùn)動(dòng)時(shí),能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)B.使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng) 圖4C.使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)答案D解析使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)、沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)或以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的磁通量始終為零,不變化,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中的磁通量不斷變化,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以D選項(xiàng)正確.21.金屬環(huán)水平固定放置,現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵,在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開(kāi)始釋放,在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中,條形磁鐵與圓環(huán) ()A.始終相互吸引B.始終相互排斥C.先相互吸引,后相互排斥D.先相互排斥,后相互吸引答案D解析磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的原磁通量的增加,與原磁場(chǎng)方向相反,如圖甲所示,二者之間是斥力;當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)下降離開(kāi)圓環(huán)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的磁通量的減少,二者方向相同,如圖乙所示,磁鐵與圓環(huán)之間是引力.因此選項(xiàng)D正確.也可直接根據(jù)楞次定律中“阻礙”的含義推論:來(lái)則拒之,去則留之分析.磁鐵在圓環(huán)上方下落過(guò)程是靠近圓環(huán).根據(jù)來(lái)則拒之,二者之間是斥力;當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)后繼續(xù)下落過(guò)程是遠(yuǎn)離圓環(huán).根據(jù)去則留之,二者之間是引力.因此選項(xiàng)D正確.22.如圖5所示,線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上.M與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連,P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài),N與電阻R相連.下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí),通過(guò)R的電流為b到aB.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí),通過(guò)R的電流為a到b 圖5C.?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間,通過(guò)R的電流為b到aD.?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間,通過(guò)R的電流為a到b答案AD解析本題考查楞次定律.根據(jù)右手螺旋定則可知M線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向左,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),電阻減小,M線圈中電流增大,磁場(chǎng)增大,穿過(guò)N線圈內(nèi)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知N線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過(guò)R的方向?yàn)閎到a,A正確,B錯(cuò)誤;斷開(kāi)S的瞬間,M線圈中的電流突然減小,穿過(guò)N線圈中的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知N線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍到b,C錯(cuò)誤,D正確.23.如圖6所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上.當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過(guò)時(shí),線圈始終保持不動(dòng).則關(guān)于線圈在此過(guò)程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況,以下判斷正確的是 () 圖6A.FN先大于mg,后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左,后向右D.Ff一直向左答案AD解析條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過(guò)時(shí),線圈中磁通量先增大后減小,由楞次定律中“來(lái)拒去留”關(guān)系可知A、D正確,B、C錯(cuò)誤.24.如圖7所示,線圈由A位置開(kāi)始下落,在磁場(chǎng)中受到的安培力如果總小于它的重力,則它在A、B、C、D四個(gè)位置(B、D位置恰好線圈有一半在磁場(chǎng)中)時(shí),加速度關(guān)系為 ()A.a(chǎn)A>aB>aC>aDB.a(chǎn)A=aC>aB>aDC.a(chǎn)A=aC>aD>aB 圖7D.a(chǎn)A=aC>aB=aD答案B解析線圈在A、C位置時(shí)只受重力作用,加速度aA=aC=g.線圈在B、D位置時(shí)均受兩個(gè)力的作用,其中安培力向上,重力向下.由于重力大于安培力,所以加速度向下,大小a=g-eq\f(F,m)<g.又線圈在D點(diǎn)時(shí)速度大于B點(diǎn)速度,即FD>FB,所以aD<aB,因此加速度的關(guān)系為aA=aC>aB>aD,選項(xiàng)B正確.25.如圖8所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路.若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng),下面說(shuō)法中正確的是 ()A.穿過(guò)線圈a的磁通量變大 圖8B.線圈a有收縮的趨勢(shì)C.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大答案C解析P向上滑動(dòng),回路電阻增大,電流減小,磁場(chǎng)減弱,穿過(guò)線圈a的磁通量變小,根據(jù)楞次定律,a環(huán)面積應(yīng)增大,A、B錯(cuò);由于a環(huán)中磁通量減小,根據(jù)楞次定律知a環(huán)中感應(yīng)電流應(yīng)為俯視順時(shí)針?lè)较?,C對(duì);由于a環(huán)中磁通量減小,根據(jù)楞次定律,a環(huán)有阻礙磁通量減小的趨勢(shì),可知a環(huán)對(duì)水平桌面的壓力FN減小,D錯(cuò).26.如圖9所示,絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(dòng)(不到達(dá)該平面),a、b將如何移動(dòng)()A.a(chǎn)、b將相互遠(yuǎn)離B.a(chǎn)、b將相互靠近C.a(chǎn)、b將不動(dòng) 圖 9D.無(wú)法判斷答案A解析根據(jù)Φ=BS,條形磁鐵向下移動(dòng)過(guò)程中B增大,所以穿過(guò)每個(gè)環(huán)中的磁通量都有 增大的趨勢(shì).由于S不可改變,為阻礙磁通量增大,導(dǎo)體環(huán)會(huì)盡量遠(yuǎn)離條形磁鐵,所以 a、b將相互遠(yuǎn)離.27.如圖10所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引 ()A.向右做勻速運(yùn)動(dòng) B.向左做減速運(yùn)動(dòng)C.向右做減速運(yùn)動(dòng)D.向右做加速運(yùn)動(dòng)答案BC解析當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流,線圈中的磁通量恒定不變,無(wú)感應(yīng)電流出現(xiàn),A錯(cuò);當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應(yīng)電流且減小,由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左在減弱,由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引,B對(duì);同理可判定C對(duì),D錯(cuò).28.如圖所示裝置中,cd桿原來(lái)靜止.當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿將向右移動(dòng)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向右加速運(yùn)動(dòng)C.向左加速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng)答案BD解析ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),ab中感應(yīng)電流恒定,L1中磁通量不變,穿過(guò)L2的磁通量不變,L2中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,cd桿保持靜止,A不正確;ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),L2中的磁通量向下增大,由楞次定律知L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,故通過(guò)cd的電流方向向下,cd向右移動(dòng),B正確;同理可得C不正確,D正確.29.如圖12甲所示,等離子氣流由左邊連續(xù)以v0射入P1和P2兩板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ab直導(dǎo)線與P1、P2相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd連接.線圈A內(nèi)有隨圖乙所示的變化磁場(chǎng),且磁場(chǎng)B的正方向規(guī)定為向左,如圖甲所示.則下列說(shuō)法正確的是 ()圖12A.0~1s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥B.1s~2s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥C.2s~3s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥D.3s~4s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥答案CD解析由圖甲左側(cè)電路可以判斷ab中電流方向由a到b;由右側(cè)電路及圖乙可以判斷,0~2s內(nèi)cd中電流為由c到d,跟ab中的電流同向,因此ab、cd相互吸引,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;2s~4s內(nèi)cd中電流為由d到c,跟ab中電流反向,因此ab、cd相互排斥,選項(xiàng)C、D正確.30.如圖13所示,通電導(dǎo)線cd右側(cè)有一個(gè)金屬框與導(dǎo)線cd在同一平面內(nèi),金屬棒ab放在框架上,若ab受到向左的磁場(chǎng)力,則cd中電流的變化情況是()A.cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流 圖13B.cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流C.cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流D.cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流答案BD電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題知識(shí)講解知識(shí)講解考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析1.安培力的大小由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,感應(yīng)電流I=eq\f(E,R)和安培力公式F=BIl得F=eq\f(B2l2v,R).2.安培力的方向判斷3.導(dǎo)體兩種狀態(tài)及處理方法(1)導(dǎo)體的平衡態(tài)——靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).處理方法:根據(jù)平衡條件(合外力等于零)列式分析.(2)導(dǎo)體的非平衡態(tài)——加速度不為零.處理方法:根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析.規(guī)律總結(jié)解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般思路是“先電后力”,即:先做“源”的分析——分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源,求出電源參數(shù)E和r;再進(jìn)行“路”的分析——分析電路結(jié)構(gòu),弄清串、并聯(lián)關(guān)系,求出相應(yīng)部分的電流大小,以便求解安培力;然后是“力”的分析——分析研究對(duì)象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況,尤其注意其所受的安培力;最后進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的分析——根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,判斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型.隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)例1(2012·廣東理綜·35)如圖1所示,質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板,R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值,不計(jì)其他電阻.圖1(1)調(diào)節(jié)Rx=R,釋放導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),求通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I及導(dǎo)體棒的速率v.(2)改變Rx,待導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后,將質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒水平射入金屬板間,若它能勻速通過(guò),求此時(shí)的Rx.解析(1)對(duì)勻速下滑的導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖所示.導(dǎo)體棒所受安培力F安=BIl①導(dǎo)體棒勻速下滑,所以F安=Mgsinθ②聯(lián)立①②式,解得I=eq\f(Mgsinθ,Bl)③導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv④由閉合電路歐姆定律得I=eq\f(E,R+Rx),且Rx=R,所以I=eq\f(E,2R)⑤聯(lián)立③④⑤式,解得v=eq\f(2MgRsinθ,B2l2)(2)由題意知,其等效電路圖如圖所示.由圖知,平行金屬板兩板間的電壓等于Rx兩端的電壓.設(shè)兩金屬板間的電壓為U,因?yàn)閷?dǎo)體棒勻速下滑時(shí)的電流仍為I,所以由歐姆定律知U=IRx⑥要使帶電的微粒勻速通過(guò),則mg=qeq\f(U,d)⑦聯(lián)立③⑥⑦式,解得Rx=eq\f(mBld,Mqsinθ).答案(1)eq\f(Mgsinθ,Bl)eq\f(2MgRsinθ,B2l2)(2)eq\f(mBld,Mqsinθ)【例2】如圖2所示,兩足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng),兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2∶1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間以后()圖2A.金屬棒ab、cd都做勻速運(yùn)動(dòng)B.金屬棒ab上的電流方向是由b向aC.金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3D.兩金屬棒間距離保持不變答案BC解析對(duì)兩金屬棒ab、cd進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析可知,兩金屬棒最終將做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動(dòng),且金屬棒ab速度小于金屬棒cd速度,所以兩金屬棒間距離是變大的,由楞次定律判斷金屬棒ab上的電流方向是由b到a,A、D錯(cuò)誤,B正確;以兩金屬棒整體為研究對(duì)象有:F=3ma,隔離金屬棒cd分析:F-F安=ma,可求得金屬棒cd所受安培力的大小F安=eq\f(2,3)F,C正確;因此答案選B、C.知識(shí)講解知識(shí)講解考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題分析1.過(guò)程分析(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程.(2)電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用,因此,要維持感應(yīng)電流的存在,必須有“外力”克服安培力做功
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