感應電流方向的判定-精美解析版

1、.感應電流方向的斷定一、單項選擇題本大題共5小題，共30.0分1. 如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直.金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導軌共面.現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開場的瞬間，關于感應電流的方向，以下說法正確的選項是()A. PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B. PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C. PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D. PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向D濟南一中解：PQ向右運動，導體切割磁感線，根據(jù)右手定那么，可知電流由Q流向P

2、，即逆時針方向，根據(jù)楞次定律可知，通過T的磁場減弱，那么T的感應電流產(chǎn)生的磁場應指向紙面里面，那么感應電流方向為順時針應選：DPQ切割磁感線，根據(jù)右手定那么判斷；PQRS產(chǎn)生電流后，會對穿過T的磁感應強度產(chǎn)生影響，根據(jù)楞次定律分析T中的感應電流的變化情況此題考察了感應電流的方向判斷，兩種方法：一種是右手定那么，另一種是楞次定律.使用楞次定律判斷比較難，但是掌握它的核心也不會很難2. 磁鐵在線圈中心上方開場運動時，線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應電流，那么磁鐵()A. 向上運動B. 向下運動C. 向左運動D. 向右運動B濟南一中解：A、假設磁鐵向下運動時，穿過線圈的磁通量變大，原磁場方向向下，所以感應磁

3、場方向向上，根據(jù)右手螺旋定那么，拇指表示感應磁場的方向，四指彎曲的方向表示感應電流的方向，故可判斷出產(chǎn)生了如圖中箭頭所示的感應電流；同理，假設磁鐵向上運動，那么感應電流的方向與圖中感應電流的方向相反.故A錯誤，B正確；C、假設磁鐵向右運動或向左運動，穿過線圈的磁通量變小，原磁場方向向下，所以感應磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定那么，拇指表示感應磁場的方向，四指彎曲的方向表示感應電流的方向，故可判斷出產(chǎn)生的感應電流的方向與圖中感應電流的方向相反.故CD錯誤應選：B當磁鐵向上(下)運動時，穿過線圈的磁通量變小(大)，原磁場方向向下，所以感應磁場方向向下(上)，根據(jù)右手螺旋定那么判斷感應電流的方向，然后

4、與圖中感應電流的方向比對即可；同理判斷出磁鐵向右運動或向左運動的情況該題考察楞次定律的應用，楞次定律應用的題目我們一定會做，大膽的去找原磁場方向，磁通量的變化情況，應用楞次定律常規(guī)的步驟進展判斷即可3. 如下圖，一根空心鋁管豎直放置，把一枚小圓柱形的永磁體從鋁管上端由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后，永磁體穿出鋁管下端口.假設永磁體在鋁管內(nèi)下落過程中始終沿著鋁管的軸線運動，不與鋁管內(nèi)壁接觸，且無翻轉.忽略空氣阻力，那么以下說法中正確的選項是()A. 假設僅增強永磁體的磁性，那么其穿出鋁管時的速度變小B. 假設僅增強永磁體的磁性，那么其穿過鋁管的時間縮短C. 假設僅增強永磁體的磁性，那么其穿過鋁管的過程

5、中產(chǎn)生的焦耳熱減少D. 在永磁體穿過鋁管的過程中，其動能的增加量等于重力勢能的減少量A濟南一中【分析】強磁鐵通過鋁管時，導致鋁管的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應電流，出現(xiàn)感應磁場要阻礙原磁場的變化，導致強磁鐵受到一定阻力，磁性越強，那么阻力越大，從而確定運動的速度與時間；再根據(jù)安培阻力做功，導機械能轉化為內(nèi)能，從而即可求解?？疾炖愦味?，可以根據(jù)楞次定律的推論：來拒去留來快速解答，當強磁鐵過來時，就回絕它；當分開時就挽留它，同時掌握安培力做功，導致機械能轉化為熱能。【解答】A、假如僅增強永磁體的磁性，導致穿過鋁管的磁通量變化率越大，那么感應電流越大，那么磁鐵在鋁管中運動受到阻力更大，抑制電磁重力

6、做的功更多，那么穿出鋁管時的速度變小，故A正確；B、同理，假如僅增強永磁體的磁性，磁鐵在鋁管中運動受到阻力更大，所以運動時間變長，故B錯誤；C、磁鐵在鋁管中運動的過程中，雖不計空氣阻力，但在過程中，出現(xiàn)安培力作功產(chǎn)生熱能，所以機械能減小，假設僅增強永磁體的磁性，鐵在鋁管中運動受到阻力更大，其穿過鋁管的過程中產(chǎn)生的焦耳熱越大，故C錯誤；D、由C選項分析可知，穿過鋁管的過程中，其動能的增加量小于重力勢能的減少量，其中還產(chǎn)生焦耳熱，故D錯誤；應選A。4. 如下圖，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁感應強度B隨時間均勻增大.兩圓環(huán)半徑之比為2：1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別

7、為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的互相影響.以下說法正確的選項是()A. Ea：Eb=4：1，感應電流均沿逆時針方向B. Ea：Eb=4：1，感應電流均沿順時針方向C. Ea：Eb=2：1，感應電流均沿逆時針方向D. Ea：Eb=2：1，感應電流均沿順時針方向B濟南一中解：根據(jù)法拉第電磁感應定律E=t=BtS，題中Bt一樣，a圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別為Ea=t=BtS=Btra2，b圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別為Eb=t=BtS=Btrb2，由于ra：rb=2：1，所以EaEb=ra2rb2=41，由于磁場向外，磁感應強度B隨時間均勻增大，根據(jù)楞次定律可知，感應電流均沿順時針方向，故B正確，ACD

8、錯誤；應選：B根據(jù)法拉第電磁感應定律E=nt=nBtS計算感應電動勢的大小，根據(jù)楞次定律判斷感應電流的方向此題整合了法拉第電磁感應定律，楞次定律，常規(guī)題，要擅長運用比例法求解比值5. 如下圖，在光滑程度桌面上有一邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd，在導線框右側有一邊長為2L、磁感應強度為B、方向豎直向下的正方形勻強磁場區(qū)域.磁場的左邊界與導線框的ab邊平行.在導線框以速度v勻速向右穿過磁場區(qū)域的全過程中()A. 感應電動勢的大小為2BLvRB. 感應電流的方向始終沿abcda方向C. 導線框受到的安培力先向左后向右D. 導線框抑制安培力做功2B2L3vRD濟南一中解：A、在線框進入磁場

9、和分開磁場過程中，有一個邊切割磁感線，感應電動勢大小為：E=BLv，在線框完全在磁場的過程中，兩個邊同時切割磁感線，感應電動勢方向一樣，感應電動勢大小也為：E=BLv，故A錯誤；B、根據(jù)右手定那么，線框進入磁場時的感應電流方向為abcd方向，分開磁場的方向為dcba，故B錯誤；C、根據(jù)楞次定律，從阻礙相對運動的角度看，在線框進入和分開磁場的過程，導線框受到的安培力均是向左，故C錯誤；D、在線框進入和分開磁場的過程中，感應電流大小為I=ER=BLvR，安培力大小為：F=BIL=B2L2vR，故導線框抑制安培力做功為：W=F(2L)=2B2L3vR，故D正確；應選：D 根據(jù)右手定那么判斷感應電流方

10、向，根據(jù)切割公式求解感應電動勢，根據(jù)楞次定律判斷安培力的方向，根據(jù)歐姆定律求解感應電流的大小，根據(jù)安培力公式求解安培力大小此題是滑軌問題，關鍵是純熟運用切割公式、歐姆定律、安培力公式、能純熟判斷感應電流和安培力的方向，根底題目二、多項選擇題本大題共4小題，共24分6. 如圖(a)，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，乙圖中箭頭所示方向為其正方向.螺線管與導線框abcd相連，導線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi).當螺線管內(nèi)的磁感應強度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時()A. 在t1t2時間內(nèi)，L有收縮趨勢B. 在t2t3時間內(nèi)，L有擴張趨勢C. 在t2t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的

11、感應電流D. 在t3t4時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應電流AD濟南一中解：A、在t1-t2時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量向上不是均勻增大，由愣次定律可以確定L必須減小面積以到達阻礙磁通量的增大，故有收縮的趨勢；故A正確BC、在t2-t3時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量向上均勻減小，由法拉第電磁感應定律可知，L中磁通量不變，那么L中沒有感應電流，因此沒有變化的趨勢.故BC錯誤；D、在t3-t4時間內(nèi)，向下的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，在線圈中的電流方向c到b，根據(jù)右手螺旋定那么，穿過圓環(huán)L的磁通量向外減小，那么根據(jù)楞次定律，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，故D正確應選：AD根據(jù)B-t圖線斜率的變化，根據(jù)法

12、拉第電磁感應定律得出電動勢的變化，從而得出感應電流的變化，根據(jù)楞次定律判斷出感應電流的方向，再根據(jù)右手螺旋定那么判斷出電流所產(chǎn)生的磁場，從而確定磁通量的變化，進而即可求解解決此題的關鍵掌握楞次定律判斷感應電流的方向，右手螺旋定那么判斷電流和周圍磁場方向的關系7. 如下圖，在平行于程度地面的有理想邊界的勻強磁場上方，有三個大小一樣的，且用一樣的金屬材料制成的正方形線框，線框平面與磁場方向垂直.A線框有一個缺口，B、C線框都閉合但B線框導線的橫截面積比C線框大.現(xiàn)將三個線框從同一高度由靜止開場同時釋放，以下關于它們落地時間的說法正確的選項是()A. 三個線框同時落地B. 三個線框中，A線框最早落地

13、C. B線框在C線框之后落地D. B線框和C線框在A線框之后同時落地BD濟南一中解：A線圈進入磁場后，不產(chǎn)生感應電流，線圈不受安培力作用，只受重力，加速度等于g.而B、C線圈是閉合的，進入磁場后，產(chǎn)生感應電流，線圈受到豎直向上的安培力作用，加速度小于g，那么A線圈最先落地設B、C線圈的邊長為L，橫截面積為S，電阻率為電，密度為密，質(zhì)量為m，進入磁場后速度為v時加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-B2L2vR=ma，a=g-B2L2vmR=g-B2L2v密4LS電4LS=g-B2v16密電<g，可知a與橫截面積S無關，所以B、C線圈同時落地.根據(jù)B、C的加速度小于A的加速度，可知，A最先

14、落地應選：BDA線圈有一個缺口，進入磁場后，不產(chǎn)生感應電流，不受安培力作用，只受重力，加速度等于g.而B、C線圈是閉合的，進入磁場后，產(chǎn)生感應電流，線圈受到豎直向上的安培力作用，根據(jù)牛頓第二定律研究BC加速度的關系，再分析下落時間的關系此題難點在于分析BC加速度與橫截面積無關，要將質(zhì)量和電阻細化，是解題的關鍵8. 如下圖，將假設干匝線圈固定在光滑絕緣桿上，另一個金屬環(huán) 套在桿上與線圈共軸，當合上開關時線圈中產(chǎn)生磁場，金屬環(huán)就可被加速彈射出去.如今線圈左側同一位置處，先后放置形狀.大小一樣的銅環(huán)和鋁環(huán)(兩環(huán)分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成)，且鋁的電阻率大于銅的電阻率，閉合開關S的瞬

15、間，以下描繪正確的選項是()A. 從左側看環(huán)中感應電流沿順時針方向B. 線圈沿軸向有伸長的趨勢C. 銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力D. 假設金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，不會影響其向左彈射AC濟南一中解：A、線圈中通電，由安培定那么可知磁場方向向左，通過金屬環(huán)的磁通量增加，從左側看環(huán)中有順時針方向的感應電流，故A正確；B、同向電流互相吸引，線圈有收縮的趨勢，故B錯誤；C、因銅環(huán)的電阻小，銅環(huán)中感應電流大，受到的安培力大，故C正確；D、假設金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，就不能構成閉合回路，環(huán)中有感應電動勢，無感應電流，不受安培力作用，是不會被向左彈出的，故D錯誤應選：AC由右手螺旋定那么可求得線圈中的磁場方向，再由楞

16、次定律明確電流方向及環(huán)的受力方向此題要掌握楞次定律的兩種描繪，一是“增反減同；二是“來拒去留；并能靈敏根據(jù)它們?nèi)ヅ袛嚯娏鞣较蚣笆芰Ψ较?. 如下圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下.當磁鐵向下運動時(但未插入線圈內(nèi)部)，以下判斷正確的選項是()A. 磁鐵與線圈互相排斥B. 磁鐵與線圈互相吸引C. 通過R的感應電流方向為從a到bD. 通過R的感應電流方向為從b到aAC濟南一中解：A、B、由“來拒去留可知，磁鐵靠近線圈，那么線圈與磁鐵互相排斥，故A正確，B錯誤；C、D、由圖可知，穿過線圈的磁場方向向下增大，由楞次定律可知感應電流的磁場應向上，那么由右手螺旋定那么可知電流方向從a向

17、b.故C正確，D錯誤、應選：AC先判斷通過線圈的磁場方向及磁通量的變化，由楞次定律可判斷電路中電流的方向及磁極間的互相作用在判斷電磁感應中磁極間的互相作用時可以直接利用楞次定律的第二種表示：“來拒去留直接判斷，不必再由安培定那么判斷線圈中的磁場，再由磁極間的互相作用判斷力的方向三、填空題本大題共1小題，共3分10. 如圖，A、B兩個線圈在同一平面，A線圈內(nèi)通有順時針方向的電流，當A內(nèi)電流增大時，B線圈會產(chǎn)生_(選填“順或“逆)時針方向的感應電流，并有_(“收縮或“擴張)的趨勢逆；收縮濟南一中解：對于線圈A的順時針方向電流增大，根據(jù)安培定那么可知，導致線圈B垂直向里的磁通量增大，再由楞次定律可知

18、，感應電流的磁場與它相反，線圈A在線圈B內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向垂直紙面向里，那么線圈B內(nèi)有逆時針方向的電流.此時線圈B的電流方向與線圈A電流方向相反，由異向電流互相排斥，可知線圈間有互相排斥，所以線圈B有的收縮的趨勢故答案為：逆，收縮根據(jù)安培定那么結合電流的變化，從而確定磁場的方向及大小，再根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化.當磁通量增大時，感應電流的磁場與它相反，當磁通量減小時，感應電流的磁場與它一樣，即可求解解決此題的關鍵掌握安培定那么、楞次定律的內(nèi)容，知道感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化.同時注意t=0時電流方向為順時針，而在t1t2時間內(nèi)電流方向

19、為逆時針四、計算題本大題共4小題，共38分11. 如圖(a)，兩相距L=0.5m的平行金屬導軌固定于程度面上，導軌左端與阻值R=2的電阻連接，導軌間虛線右側存在垂直導軌平面的勻強磁場.質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直置于導軌上，與導軌接觸良好，導軌與金屬桿的電阻可忽略.桿在程度向右的恒定拉力作用下由靜止開場運動，并始終與導軌垂直，其v-t圖象如圖(b)所示.在15s時撤去拉力，同時使磁場隨時間變化，從而保持桿中電流為0.求：(1)金屬桿所受拉力的大小F；(2)0-15s內(nèi)勻強磁場的磁感應強度大小B0；(3)15-20s內(nèi)磁感應強度隨時間變化規(guī)律解：(1)由v-t圖象可知，在0-10內(nèi)，金屬桿做勻

20、加速直線運動，桿沒有進入磁場，由牛頓第二定律得：F-mg=ma1，由題意可知，15s末撤去拉力，沒有感應電流，桿不受安培力作用，桿所受的合外力為滑動摩擦力，由牛頓第二定律得：mg=ma2，由v-t圖象可知，加速度：a1=v1t1=410=0.4m/s2，a2=v2t2=420-15=0.8m/s2，解得：F=0.24N；(2)在10-15s內(nèi)，金屬桿做勻速直線運動，速度：v=4m/s，金屬桿受到的安培力：F安培=B0IL=B02L2vR，金屬桿做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=mg+B02L2vR，代入數(shù)據(jù)解得：B0=0.4T；(3)15-20s內(nèi)部產(chǎn)生感應電流，穿過回路的磁通量

21、保持不變，金屬桿在10-15s內(nèi)的位移：d=vt=4×5=20m，在15s后的金屬桿的加速度：a=a2=0.8m/s2，金屬桿的位移：x=v(t-15)-12a(t-15)2=4(t-15)-0.4(t-15)2，磁通量保持不變，那么：B0Ld=BL(d+x)，解得：B=2050-(t-15)(t-25)T；答：(1)金屬桿所受拉力的大小F為0.24N；(2)0-15s內(nèi)勻強磁場的磁感應強度大小B0為0.4T；(3)15-20s內(nèi)磁感應強度隨時間變化規(guī)律為：B=2050-(t-15)(t-25)T.濟南一中(1)根據(jù)金屬桿的受力情況，由牛頓第二定律列方程，由v-t求出求出金屬桿的加速

22、度，然后求出拉力F(2)應用安培力公式求出安培力，然后應用平衡條件求出磁感應強度(3)當穿過回路的磁通量不變時不產(chǎn)生感應電流，據(jù)此求出磁感應強度的變化規(guī)律此題是電磁感應與力學相結合的綜合題，知道感應電流產(chǎn)生的條件、應用牛頓第二定律、安培力公式、運動學公式即可正確解題12. 如圖，足夠長的光滑導軌固定在程度面內(nèi)，間距L=1m，電阻不計，定值電阻R=1.5.質(zhì)量m=0.25kg、長度L=1m、電阻r=0.5的導體棒AB靜置在導軌上.現(xiàn)對導體棒施加一個平行于導軌、大小為F=1.25N的恒力，使得導體棒由靜止開場運動.當棒運動到虛線位置時速度到達v0=2m/s.虛線右側有一非勻強磁場，導體棒在里面運動

23、時，所到位置的速度v(單位m/s)與該處磁感應強度B(單位T)在數(shù)值上恰好滿足關系v=12B2，重力加速度g取l0m/s2(1)求導體棒剛進入磁場時，流經(jīng)導體棒的電流大小和方向；(2)導體棒在磁場中是否做勻加速直線運動？假設是，給出證明并求出加速度大??；假設不是，請說明理由；(3)求導體棒在磁場中運動了t=1s的時間內(nèi)，定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱解：(1)當v0=2m/s時，B0=0.5T根據(jù)法拉第電磁感應定律可知感應電動勢為：E0=B0Lv0=1V根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應電流為：I0=E0R+r=0.5A，根據(jù)右手定那么可知電流方向由B向A；(2)設速度為v時，磁感應強度為B那么感應電動

24、勢E=BLv，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知感應電流為：I=ER+r，安培力為：FA=BIL解得安培力為：FA=B2L2vR+r，由題可知，B2v=0.5T2m/s，那么安培力FA=0.25N，導體棒所受合力F合=F-FA=1N，為恒力，所以做勻加速直線運動根據(jù)牛頓第二定律有：F合=ma，得加速度為：a=4m/s2；(3)t=1s時，導體棒的速度為：v=v0+at=6m/st=1s內(nèi)，導體棒的位移為：s=v0t+12at2=4m由動能定理：Fs-WA=12mv2-12mv02由功能關系可得抑制安培力做的功等于產(chǎn)生的焦耳熱，即為：WA=Q定值電阻R上的焦耳熱為：QR=RR+rQ代入數(shù)據(jù)解得：QR=0

25、.75J答：(1)導體棒剛進入磁場時，流經(jīng)導體棒的電流大小為0.5A，方向由B向A；(2)導體棒在磁場中做勻加速直線運動，證明見解析；(3)導體棒在磁場中運動了t=1s的時間內(nèi)，定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.75J濟南一中(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐姆定律求解感應電流大小，根據(jù)右手定那么判斷感應電流方向；(2)根據(jù)牛頓第二定律結合其排列的計算公式分析加速度的大小，由此確定運動情況；(3)根據(jù)動能定理求解抑制安培力做的功，再根據(jù)功能關系、焦耳定律求解定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱對于電磁感應問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力作用下導體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方

26、程；另一條是能量，分析涉及電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化問題，根據(jù)動能定理、功能關系等列方程求解13. 某同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖.一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒0A，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉軸上.轉軸的左端有一個半徑為r=R3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動.圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊.在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T.a點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連.測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度，鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時，測得U=0.15v.(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s2) (1)測U時，與A點相接的電壓表的“正極還是“負極？(2)求此時鋁塊的速度大??；(3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失解：(1)根據(jù)右手定那么，電動勢方向從O到A，故a連接著電壓表的正極；(2)由法拉第電磁感應定律，得到：U=E=t 其