2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)夯實核心素養(yǎng)- 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律(解析版)_第1頁
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文檔簡介

第十一章電磁感應(yīng)

學(xué)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度

與責(zé)任

楞次定律、法用磁感線與磁場等模型探究影響體會電磁

拉第電磁感應(yīng)綜合分析電磁感應(yīng)問感應(yīng)電流感應(yīng)技術(shù)

養(yǎng)定律、渦流、題,從能量的視角分析方向和大的應(yīng)用對

電磁阻尼、電解釋楞次定律。小的因人類生活

磁驅(qū)動、互感素;探究和社會發(fā)

現(xiàn)象、自感現(xiàn)通電自感展的影

象和斷電自響,認識

感現(xiàn)象的科學(xué)對社

特點會進步的

促進作用

考情分析電磁感應(yīng)是高考考查的重點內(nèi)容,尤其是一些常見的模型,如單桿

-導(dǎo)軌模型、雙桿一導(dǎo)軌模型、導(dǎo)線框穿磁場模型等。考查較多的

題型有:

(1)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向;

(2)結(jié)合安培定則、左手定則、楞次定律判斷導(dǎo)體受力或運動方向;

(3)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n—和E=Blv的比較應(yīng)用;

△t

(4)電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合,自感、渦流;

(5)電磁感應(yīng)中的圖像、受力、運動和能量等綜合問題;

(6)電磁感應(yīng)的科技應(yīng)用問題。

備考指導(dǎo)電磁感應(yīng)現(xiàn)象是高中物理集大成的知識模塊,電磁感應(yīng)知識作為很好

的載體,完美體現(xiàn)了高考命題者的意圖.值得注意的是,現(xiàn)在高中數(shù)學(xué)

已經(jīng)學(xué)習(xí)了微積分初步知識,在今年備考電磁感應(yīng)知識的復(fù)習(xí)中,還

要重視以下兩個方面:一,微元思想的應(yīng)用對微積分的基本思想的理

解和應(yīng)用應(yīng)該引起我們足夠的重視,尤其是微元思想在電磁感應(yīng)現(xiàn)象

中的具體應(yīng)用。

必備知識清單

一、磁通量

1.概念:在磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中,與磁場方向垂直的面積S與3的乘積.

2.公式:改.

3.適用條件:

(1)勻強磁場.

(2)5為垂直磁場的有效面積.

4.磁通量是標量(填“標量”或“矢量”).

5.物理意義:

相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù).如圖1所示,矩形Hcd、abb'a'>b'cd的面

積分別為S、S”S3,勻強磁場的磁感應(yīng)強度8與平面/?4垂直,貝IJ:

圖1

(1)通過矩形abed的磁通量為8S|Cos6或照.

(2)通過矩形a'b'cd的磁通量為旦&.

(3)通過矩形"協(xié)'4'的磁通量為Q.

6.磁通量變化:△?=@2一孫.

二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1.定義:當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時,閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這

種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng).

2.條件

(1)條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.

(2)例如:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動.

3.實質(zhì)

產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,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)電動勢而

無感應(yīng)電流.

三、感應(yīng)電流方向的判定

1.楞次定律

(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)申流的磁通量的變化.

(2)適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

2.右手定則

(1)內(nèi)容:如圖2,伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直并且都與手掌在同一平面內(nèi):讓

磁感線從掌心進入,并使拇指指向昱線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的

方向.

圖2

(2)適用情況:導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流.

命題點精析(一)實驗探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1.實驗設(shè)計

如圖所示,通過將條形磁鐵插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量,根據(jù)

電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向。

2.實驗器材

電流表、條形磁鐵、螺線管、電池、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動變阻器等。

3.實驗現(xiàn)象

汕油S0I

相對運動情況湘

原磁場方向向下向下向上向上

①的變化情況增加減小減小增加

線圈中感應(yīng)電流的方向自下而上自上而下自下而上自上而下

感應(yīng)電流的磁場方向

向上向下向上向下

(線圈中)

感應(yīng)電流的磁場方向與

相反相同相同相反

原磁場方向的關(guān)系

4.實驗結(jié)論

當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反;當(dāng)穿過線

圈的磁通量減小時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。

典型例題

【例1】如圖所示,是“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗裝置.

(1)將實物電路中所缺的導(dǎo)線補充完整.

(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么閉合開關(guān)穩(wěn)定后,將線圈

心迅速插入線圈“中,靈敏電流計的指針將偏轉(zhuǎn).(選填“向左”“向右”或

"不”)

(3)線圈4插入線圈心后,將滑動變阻器的滑片迅速向右移動時,靈敏電流計的指針將

偏轉(zhuǎn).(選填“向左”“向右”或“不”)

【答案】(1)見解析圖(2)向右(3)向左

【解析】(1)補充的實物電路如圖所示.

1L,

p

(2)閉合開關(guān)瞬間,穿過線圈乙2的磁通量增加,產(chǎn)生的感應(yīng)電流使靈敏電流計的指針向右偏

轉(zhuǎn).當(dāng)開關(guān)閉合穩(wěn)定后,將線圈〃迅速插入線圈乙2中時,穿過線圖乙2的磁通量增加,且

與閉合開關(guān)瞬間穿過G的磁場方向相同,故產(chǎn)生的感應(yīng)電流也使靈敏電流計的指針向右偏

轉(zhuǎn).

(3)滑動變阻器的滑片迅速向右移動,線圈心中的電流變小,穿過線圖右的磁通量減小,

則靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn).

【練1】小明用如圖1所示的裝置研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,螺線管與電流計構(gòu)成閉合電路,條

形磁鐵N極朝下。

(1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),小明進行了以下4種操作,其中可行的是(選填選

項前的字母)。

A.螺線管不動,磁鐵勻速插入或拔出螺線管

B.螺線管不動,磁鐵加速插入或拔出螺線管

C.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起勻速向上運動

D.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起在水平面內(nèi)做圓周運動

(2)在(1)的研究中,小明發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同,也就是感應(yīng)電流方向不同,根

據(jù)(1)中的操作,那么感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)(選填選項前的字母)。

A.磁鐵的磁性強弱

B.磁鐵運動的方向

C.磁鐵運動的速度大小

D.螺線管的匝數(shù)

(3)小明又將實驗裝置進行改造,如圖2所示,螺線管/經(jīng)過滑動變阻器與開關(guān)、電池相連

構(gòu)成直流電路;螺線管5與電流計構(gòu)成閉合電路。螺線管8套在螺線管力的外面。為了探

究影響感應(yīng)電流方向的因素,閉合開關(guān)后,以不同的速度移動滑動變阻器的滑片,觀察指

針擺動情況;由此實驗可以得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論是(選填選項前的字母)

A.螺線管4的磁性變強或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向

B.螺線管/的磁性變強或變?nèi)跤绊懼羔様[動幅度大小

C.螺線管4的磁性強弱變化快慢影響指針擺動方向

D.螺線管力的磁性強弱變化快慢影響指針擺動幅度大小

(4)在(3)研究中,閉合開關(guān)后,螺線管”的電流穩(wěn)定時,螺線管8中也存在磁場,但不出

現(xiàn)感應(yīng)電流,這說明________________________________________________

【答案】(1)AB(2)B(3)AD(4)螺線管8中的磁通量不變,則無感應(yīng)電流產(chǎn)生

【解析】(1)螺線管不動,磁鐵勻速插入或拔出螺線管,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,根

據(jù)楞次定律可知,在螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A正確;螺線

管不動,磁鐵加速插入或拔出螺線管,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律可知,

在螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B正確;磁鐵與螺線管保持相對

靜止,一起勻速向上運動,穿過線圈的磁通量不變,根據(jù)楞次定律可知,在螺線管中不會

產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯誤;磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起

在水平面內(nèi)做圓周運動,穿過線圈的磁通量不變,根據(jù)楞次定律可知,在螺線管中不會產(chǎn)

生感應(yīng)電流,即電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),故D錯誤。

(2)根據(jù)(1)中的操作可知,在磁鐵插入或拔出螺線管時,電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明感

應(yīng)電流方向與磁鐵運動方向有關(guān),故B正確,A、C、D錯誤。

(3)螺線管”的磁性變強或變?nèi)鯐r,穿過線圖2的磁通量變大或變小,由楞次定律可知,線

圈8中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反,所以螺線管力的磁性變強或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向,故

△B

A正確,B錯誤;螺線管力的磁性強弱變化越快,由法拉第電磁感應(yīng)定律E=〃一S可知,

At

線圖8中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大,感應(yīng)電流越大,所以螺線管”的磁性強弱變化快慢影響

指針擺動幅度大小,故C錯誤,D正確。

(4)閉合開關(guān)后,螺線管4的電流穩(wěn)定時,螺線管8中也存在磁場,但螺線管8中的磁通量

不變,則無感應(yīng)電流產(chǎn)生。

【練2】某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實驗中,將直流電源、滑動變阻器、線圈

工(有鐵芯)、線圈8、靈敏電流計及開關(guān)按圖連接成電路,在實驗中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開關(guān)閉合

的瞬間,靈敏電流計的指針向左偏,由此可以判斷,在保持開關(guān)閉合的狀態(tài)下()

A.當(dāng)線圈力拔出時,靈敏電流計的指針向左偏

B.當(dāng)線圈力中的鐵芯拔出時,靈敏電流計的指針向右偏

C.當(dāng)滑動變阻器的滑片勻速滑動時,靈敏電流計的指針不偏轉(zhuǎn)

D,當(dāng)滑動變阻器的滑片向N端滑動時,靈敏電流計的指針向右偏

【答案】B

【解析】由題意可知,開關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計的指針向左偏,則當(dāng)磁通量增大時,

指針左偏;若磁通量減小時,指針則右偏。當(dāng)線圈4拔出或線圈/中的鐵芯拔出時,均導(dǎo)

致磁通量減小,因此電流計指針向右偏,故A錯誤,B正確;滑動變阻器的滑片尸勻速滑

動,穿過線圖的磁通量發(fā)生變化,電流計指針都要發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯誤;當(dāng)滑動變阻器的

滑片向N端滑動時,電阻減小,則電流增大,導(dǎo)致磁通量增大,因此靈敏電流計的指針向

左偏,故D錯誤。

命題點精析(二)楞次定律的理解及應(yīng)用

1.楞次定律中“阻礙”的含義

感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的

磁場(原磁場)的磁通量的變化

(陽血/1不「阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙

〔像I什尸[磁通垃本身,

當(dāng)磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方.

向與原磁場的方向相反;當(dāng)磁通量減

少時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場

的方向相同,即“增反減同”

「陽羲血「阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量

〔廠的變化,這種變化將繼續(xù)進行

X_________________________________1

2.判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法

法一:用楞次定律判斷

該電路磁場螺旋定則)

明確研]/

的方向如何

究的閉卜判定感應(yīng)電%判定感應(yīng)

合電路)該電路磁通H流磁場方向、電流方向,

量如何變化

法二:用右手定則判斷

該方法適用于部分導(dǎo)體切割磁感線。判斷時注意掌心、拇指、四指的方向:

(1)掌心——磁感線垂直穿入;

(2)拇指——指向?qū)w運動的方向;

(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向。

【例2】(多選)如圖甲所示,導(dǎo)體棒a,、cW均可在各自的導(dǎo)軌上無摩擦地滑動,導(dǎo)軌電阻不

計,磁場的磁感應(yīng)強度以、&的方向如圖所示,大小隨時間變化的情況如圖乙所示,在

0?”時間內(nèi)()

a

x~~xe,x

xXX

x___XX

b

A.若不動,則ab、cd中均無感應(yīng)電流

B.若ab不動,則仍中有恒定的感應(yīng)電流,但cd中無感應(yīng)電流

C.若ab向右勻速運動,則中一定有從b到a的感應(yīng)電流,cd向左運動

D.若仍向左勻速運動,則成中一定有從“到人的感應(yīng)電流,4向右運動

【答案】BD

【解析】若成不動,0?,?時間內(nèi),從逐漸增大,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,a人產(chǎn)生恒

定的感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知cd中無感應(yīng)電流,故A錯誤,B正確;若向左勻速

運動,0?”時間內(nèi),田垂直于紙面向里且逐漸增大,穿過左側(cè)閉合區(qū)域的磁通量增大,運

用楞次定律得M中有從a到人的感應(yīng)電流,回路中產(chǎn)生逐漸增大的感應(yīng)電動勢,即從a

到6的感應(yīng)電流增大,根據(jù)楞次定律得在導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生4到c的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定

則得導(dǎo)體棒cd受到向右的安培力,即”向右運動,故D正確;若而向右勻速運動,產(chǎn)

生從6到a的感應(yīng)電流,同時以均勻增大,產(chǎn)生從a到6的感應(yīng)電流,由于不確定兩感應(yīng)

電流的大小關(guān)系,故"中感應(yīng)電流無法確定,故C錯誤.

【練3】下列各圖所描述的物理情境中,沒有感應(yīng)電流的是()

開關(guān)S閉合穩(wěn)定磁鐵向鋁環(huán)A靠

后,線圈N中近,鋁環(huán)A中

AB

NZ——

「。/4-/B

£___'

金屬框從A向B銅柢在磁場中按圖示

運動,金屬框中方向轉(zhuǎn)動,電阻R中

CD

【答案】A

【解析】開關(guān)S閉合穩(wěn)定后,穿過線圈N的磁通量保持不變,線圈N中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,

故A符合題意;磁鐵向鋁環(huán)/靠近,穿過鋁環(huán)4的磁通量在增大,鋁環(huán)4中產(chǎn)生感應(yīng)電

流,故B不符合題意;金屬框從/向8運動,穿過金屬框的磁通量時刻在變化,金屬框中

產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C不符合題意;銅盤在磁場中按題圖所示方向轉(zhuǎn)動,銅盤的無數(shù)輻條切

割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D不符合題意.

【練4】(多選)放置的長直密繞螺線管接入如圖甲所示的電路中,通有俯視順時針方向的電

流,其大小按圖乙所示的規(guī)律變化。螺線管內(nèi)中間位置固定有一水平放置的硬質(zhì)閉合金屬

小圓環(huán)(未畫出),圓環(huán)軸線與螺線管軸線重合。下列說法正確的是()

A.時刻,圓環(huán)有擴張的趨勢

B.時刻,圓環(huán)有收縮的趨勢

4

T3T

C'=;和’=了時刻,圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小相等

3T

D.,=了時刻,圓環(huán)內(nèi)有俯視逆時針方向的感應(yīng)電流

【答案】BC

T

【解析】時刻,螺線管中電流增大,產(chǎn)生的磁場變強,圓環(huán)中的磁通量增多,圓環(huán)要

4

T3T

阻礙磁通量的增多,有收縮的趨勢,故A錯誤,B正確;/=一和f=一時刻,螺線管內(nèi)電

44

3T

流的變化率相等,所以圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小相等,故C正確;f=一時刻,螺線管中俯視

4

順時針方向的電流減弱,圓環(huán)中向下的磁通量減少,圓環(huán)要阻礙磁通量的減少,產(chǎn)生向下

的磁通量,所以圓環(huán)內(nèi)有俯視順時針方向的感應(yīng)電流,故D錯誤。

命題點精析(三)楞次定律推論的應(yīng)用

楞次定律可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因,列表說

明如下:

內(nèi)容例證

汨1,

中\(zhòng)I

阻礙原磁通量變化——“增反減同”

深磁鐵靠近線圈,

18礴與8原反向

阻礙相對運動——“來拒去留”

8感切電

P、。是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可

動金屬棒,磁鐵下移,面積應(yīng)減

磁鐵靠近,是斥力;磁鐵遠離,是引

小,a、b靠近

力使回路面積有擴大或縮小的趨勢一

-“增縮減擴”舊

Kt

ah

XXXX

---------)

X1XXX

xW8減小,線圈擴張

a

阻礙原電流的變化——“增反減同”

S合上S,B先亮

【例3】(多選)如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管0,尸和

0共軸,。中的電流i隨時間f變化的規(guī)律如圖乙所示,取甲圖中電流方向為正方向,P所

受的重力為G,桌面對P的支持力為公,則()

A.在“時刻,尸N>G,P有收縮的趨勢

B.在右時刻,F(xiàn)N=G,穿過尸的磁通量不變

C.在“時刻,F(xiàn)N=G,尸中有感應(yīng)電流

D.在〃時刻,F(xiàn)N>G,尸有收縮的趨勢

【答案】ABC

【解析】

當(dāng)螺線管中電流增大時,其形成的磁場不斷增強,因此線圈P中的磁通量增大,根據(jù)楞

次定律可知線圈戶將阻礙其磁通量的增大,故線圈有遠離和面積收縮的趨勢,即FN>G,

P有收縮的趨勢,故A正確:當(dāng)螺線管中電流不變時,其形成磁場不變,線圈P中的磁通

量不變,因此線圈P中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,則,2時刻FN=G,故B正確;打時刻螺線管中電

流為零,但是線圈P中磁通量是變化的,因此此時線圈尸中有感應(yīng)電流,但此時刻二者之

間沒有相互作用力,即&=G,故C正確;當(dāng)螺線管中電流不變時,其形成的磁場不變,

線圈尸中的磁通量不變,因此磁鐵線圖中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故〃時刻FN=G,此時尸沒有

收縮的趨勢,故D錯誤.

【練5】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(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂

直。金屬桿尸0置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路一圓環(huán)形金屬線框7位于回路

圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面?,F(xiàn)讓金屬桿P0突然向右運動,在運動開始的瞬間,關(guān)

于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()

XXX?X

XRXXX

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.尸。RS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

【答案】D

【解析】金屬桿向右切割磁感線,根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時針方

向;原來T中的磁場方向垂直于紙面向里,金屬桿尸。中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直

于紙面向外,使得穿過7的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電

流,綜上所述,可知A、B、C錯誤,D正確。

【練6】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌MMPQ固定在水平面上,兩根相同的金屬棒。、6相隔一

定距離垂直放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌保持良好接觸。一條形磁鐵向著回路中心豎直下落,

“、6棒在此過程中始終靜止不動,下列說法正確的是()

.、6棒上無感應(yīng)電流

6受到的安培力方向向右

C.a受到的摩擦力方向向左

D.條形磁鐵N極朝下下落過程中,b受到的安培力方向?qū)⑴c原來的相反

【答案】C

【解析】當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時,穿過回路的磁通量增加,會產(chǎn)生感應(yīng)電

流,故A錯誤;根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化可知,回路的面積

減小一點,起到阻礙原磁通量增加的作用,所以°、6將互相靠攏,〃受到的安培力方向向

右,則摩擦力方向向左,6受到的安培力方向向左,故B錯誤,C正確;根據(jù)楞次定律可

知,不論是條形磁鐵的哪個極向下運動,6受到的安培力方向都向左,故D錯誤。

【例4】兩個閉合的金屬環(huán),穿在一根光滑的絕緣桿上,如圖所示,當(dāng)條形磁鐵的S極自右向

左插向圓環(huán)時,環(huán)的運動情況是()

A.兩環(huán)同時向左移動,間距增大B.兩環(huán)同時向左移動,間距變小

C.兩環(huán)同時向右移動,間距變小D.兩環(huán)同時向左移動,間距不變

【答案】B

【解析】當(dāng)磁鐵的S極靠近圓環(huán)時,穿過兩圓環(huán)的磁通量變大,由楞次定律可得■兩圓環(huán)的

感應(yīng)電流方向都是順時針方向(從右向左看),根據(jù)楞次定律推論“來拒去留”可知兩圓環(huán)

受到磁鐵向左的安培力,遠離磁鐵,即向左移。由于兩圓環(huán)的電流方向相同,所以兩圓環(huán)

相互吸引,間距變小,B正確,A、C、D錯誤。

【練7】如圖所示,一個N極朝下的條形磁鐵豎直下落,恰能穿過水平放置的固定矩形導(dǎo)線

框,貝W)

A.磁鐵經(jīng)過位置①時,線框中感應(yīng)電流沿方向;經(jīng)過位置②時,線框中感應(yīng)電流沿

adcb方向

B.磁鐵經(jīng)過位置①時,線框中感應(yīng)電流沿ad”方向;經(jīng)過位置②時,線框中感應(yīng)電流沿

abed方向

C.磁鐵經(jīng)過位置①和②時,線框中感應(yīng)電流都沿abed方向

D.磁鐵經(jīng)過位置①和②時,線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向

【答案】A

【解析】當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置①時,穿過線框的磁通量向下且不斷增加,由楞次定律可確定感

應(yīng)電流的磁場方向向上,阻礙磁通量的增加,根據(jù)右手螺旋定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿Med

方向.同理可判斷當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置②時,感應(yīng)電流沿adcb方向,故選A.

【練8】如圖所示是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置,在電梯掛廂上

安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,這樣可以在電梯突然墜落時減小對人員的傷

害.關(guān)于該裝置,下列說法正確的是()

一線圖4

目J線圈B

A.當(dāng)電梯突然墜落時,該安全裝置可使電梯停在空中

B.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,閉合線圈/、8中的電流方向相反

C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,只有閉合線圈4在阻礙電梯下落

D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,只有閉合線圈8在阻礙電梯下落

【答案】B

【解析】若電梯突然墜落,閉合線圈/、8內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電

流,感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動,可起到應(yīng)急避險作用,但不能阻止磁鐵的運動,故

A錯誤:當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在題圖所示位置時,閉合線圈/中向上的磁場減弱,感應(yīng)

電流的方向從上向下看是逆時針方向,閉合線圖8中向上的磁場增強,感應(yīng)電流的方向從

上向下看是順時針方向,可知閉合線圈/與8中感應(yīng)電流方向相反,故B正確:結(jié)合A

的分析可知,當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在題圖所示位置時,閉合線圖4、8都在阻礙電梯下

落,故C、D錯誤.

核心素養(yǎng)大提升

“一定律、三定則”的綜合應(yīng)用

1.“三個定則”“一個定律”的比較

名稱基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律

電流的磁效應(yīng)運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則

磁場對運動電荷、電流有

磁場對電流的作用左手定則

作用力

部分導(dǎo)體做切

右手定則

電磁感應(yīng)割磁感線運動

閉合回路磁通量變化楞次定律

2.“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系

(1)因電而生磁(/f8)f安培定則;

(2)因動而生電①、8-/安)一右手定則;

(3)因電而受力(/、8-/安)一左手定則;

(4)因磁而生電(S、8f/安)一楞次定律。

【例5】(多選)如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN,MN

的左邊有一如圖所示的閉合電路,當(dāng)尸。在一外力的作用下運動時,MN向右運動,則尸0

所做的運動可能是()

A.向右加速運動

B.向左加速運動

C.向右減速運動

D.向左減速運動

【答案】BC

【解析】向右運動,說明受到向右的安培力,因為ab在MV處的磁場垂直紙面向

里一空空bMN中的感應(yīng)電流方向為MfN一斐暨上‘)心中感應(yīng)電流的磁場方向向上

一整當(dāng)fError!.若心中磁場方向向上減弱一汽受馴好P0中電流方向為0fp且減小

一笆馴玲向右減速運動:若心中磁場方向向下增強一婪過“尸。中電流方向為尸~。且

增大一臂筆,-向左加速運動.

【練9】(多選)如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒。。、MN,MN

的左邊有一閉合電路,當(dāng)尸。在外力的作用下運動時,A/N向右運動,則尸0所做的運動可

能是()

A.向右加速運動B.向左加速運動

C.向右減速運動D.向左減速運動

【答案】BC

【解析】

MV向右運動,說明AW受到向右的安培力,因為仍在處的磁場垂直于紙面向里

左手定則楞次定律

----?中的感應(yīng)電流由M中感應(yīng)電流的磁場方向向上.——*■

12中磁場方向向上減弱]安培定則

伍2中磁場方向向下增強/;若工2中磁場方向向上減弱-----""尸0中電流方向為。fP且

v,右手定則安培定則

減小------*向右減速運動若心中磁場方向向下增強---?PQ中電流方向為PfQ

,右手定則

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