第十章電磁感應(yīng) 第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 過(guò)好雙基關(guān) 一 磁通量1 概念 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 與磁場(chǎng)方向的面積S與B的乘積 2 公式 3 適用條件 1 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 2 S為垂直磁場(chǎng)的 4 磁通量是 填 標(biāo)量 或 矢量 垂直 BS 有效面積 標(biāo)量 5 物理意義 相當(dāng)于穿過(guò)某一面積的的條數(shù) 如圖1所示 矩形abcd abb a a b cd的面積分別為S1 S2 S3 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面a b cd垂直 則 1 通過(guò)矩形abcd的磁通量為或 2 通過(guò)矩形a b cd的磁通量為 3 通過(guò)矩形abb a 的磁通量為 6 磁通量變化 2 1 圖1 磁感線 BS1cos BS3 BS3 0 二 電磁感應(yīng)現(xiàn)象1 定義 當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的發(fā)生變化時(shí) 閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng) 2 條件 1 條件 穿過(guò)閉合電路的磁通量 2 例如 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做的運(yùn)動(dòng) 3 實(shí)質(zhì)產(chǎn)生 如果電路閉合 則有感應(yīng)電流 如果電路不閉合 則只有而無(wú)感應(yīng)電流 磁通量 發(fā)生變化 切割磁感線 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 答案 自測(cè)1 多選 下列說(shuō)法正確的是A 閉合電路內(nèi)只要有磁通量 就有感應(yīng)電流產(chǎn)生B 穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化 電路中不一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C 線框不閉合時(shí) 即使穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化 線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生D 當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí) 一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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(chǎng)總要引起感應(yīng)電流的的變化 2 適用范圍 一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象 阻礙 磁通量 2 右手定則 1 內(nèi)容 如圖2 伸開(kāi)右手 使拇指與其余四個(gè)手指垂直并且都與手掌在同一平面內(nèi) 讓從掌心進(jìn)入 并使拇指指向的方向 這時(shí)四指所指的方向就是的方向 2 適用情況 導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電流 圖2 磁感線 導(dǎo)線運(yùn)動(dòng) 感應(yīng)電流 切割磁感線 答案 自測(cè)2如圖3所示 一圓形金屬線圈放置在水平桌面上 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直桌面豎直向下 過(guò)線圈上A點(diǎn)作切線OO OO 與線圈在同一平面上 在線圈以O(shè)O 為軸翻轉(zhuǎn)180 的過(guò)程中 線圈中電流流向A 始終為A B C AB 始終為A C B AC 先為A C B A 再為A B C AD 先為A B C A 再為A C B A 解析 圖3 解析在線圈以O(shè)O 為軸翻轉(zhuǎn)0 90 的過(guò)程中 穿過(guò)線圈正面向里的磁通量逐漸減小 則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直桌面向下 由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳 B C A 線圈以O(shè)O 為軸翻轉(zhuǎn)90 180 的過(guò)程中 穿過(guò)線圈反面向里的磁通量逐漸增加 則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直桌面向上 由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A B C A A正確 研透命題點(diǎn) 常見(jiàn)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況 命題點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷 基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透 例1如圖4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 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 ab向右運(yùn)動(dòng) 同時(shí)使 減小B 使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小 角同時(shí)也減小C ab向左運(yùn)動(dòng) 同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD ab向右運(yùn)動(dòng) 同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和 角 0 90 答案 解析 圖4 解析設(shè)此時(shí)回路面積為S 據(jù)題意 磁通量 BScos 對(duì)A選項(xiàng) S增大 減小 cos 增大 則 增大 A正確 對(duì)B選項(xiàng) B減小 減小 cos 增大 可能不變 B錯(cuò)誤 對(duì)C選項(xiàng) S減小 B增大 可能不變 C錯(cuò)誤 對(duì)D選項(xiàng) S增大 B增大 增大 cos 減小 可能不變 D錯(cuò)誤 故只有A正確 答案 變式1 多選 如圖5所示 水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線 以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系 四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限內(nèi)完全對(duì)稱(chēng)放置 兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同 電流方向如圖中所示 當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí) 四個(gè)線圈a b c d中感應(yīng)電流的情況是A 線圈a中有感應(yīng)電流B 線圈b中有感應(yīng)電流C 線圈c中無(wú)感應(yīng)電流D 線圈d中無(wú)感應(yīng)電流 圖5 答案 變式2 多選 2015 全國(guó)卷 19 1824年 法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的 圓盤(pán)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤(pán)水平放置 在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針 如圖6所示 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) 當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí) 磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái) 但略有滯后 下列說(shuō)法正確的是A 圓盤(pán)上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B 圓盤(pán)內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)C 在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中 磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量發(fā)生了變化D 圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成電流 此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) 圖6 解析 解析當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 圓盤(pán)的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 選項(xiàng)A正確 如圖所示 銅圓盤(pán)上存在許多小的閉合回路 當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 穿過(guò)小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化 回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 根據(jù)楞次定律 感應(yīng)電流阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng) 但抗拒不了相對(duì)運(yùn)動(dòng) 故磁針會(huì)隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng) 但略有滯后 選項(xiàng)B正確 在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中 磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量始終為零 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 圓盤(pán)中的電子定向移動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生定向移動(dòng)的電流 因?yàn)閳A盤(pán)本身不帶電 圓盤(pán)內(nèi)正負(fù)電荷代數(shù)和為零 故圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有因電子隨圓盤(pán)定向移動(dòng)形成的電流 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 1 用楞次定律判斷 1 楞次定律中 阻礙 的含義 命題點(diǎn)二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法 基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透 2 應(yīng)用楞次定律的思路 2 用右手定則判斷該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流 注意三個(gè)要點(diǎn) 1 掌心 磁感線垂直穿入 2 拇指 指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向 3 四指 指向感應(yīng)電流的方向 例2 2017 全國(guó)卷 15 如圖7 在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌 導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直 金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS 一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi) 線框與導(dǎo)軌共面 現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng) 在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間 關(guān)于感應(yīng)電流的方向 下列說(shuō)法正確的是A PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?T中沿逆時(shí)針?lè)较駼 PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?T中沿順時(shí)針?lè)较駽 PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?T中沿逆時(shí)針?lè)较駾 PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?T中沿順時(shí)針?lè)较?圖7 答案 解析 解析金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng) 在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間 閉合回路PQRS中磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 磁通量增大 由楞次定律可判斷 閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外 由安培定則可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 由于閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 與原磁場(chǎng)方向相反 則T中磁通量減小 由楞次定律可判斷 T中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 由安培定則可知T中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 選項(xiàng)D正確 例3 2017 湖北武漢名校聯(lián)考 如圖8甲所示 長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi) 長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示 在0 時(shí)間內(nèi) 直導(dǎo)線中電流向上 則在 T時(shí)間內(nèi) 線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是A 順時(shí)針 向左B 逆時(shí)針 向右C 順時(shí)針 向右D 逆時(shí)針 向左 答案 圖8 解析 解析在0 時(shí)間內(nèi) 直導(dǎo)線中電流向上 由題圖乙知 在 T時(shí)間內(nèi) 直導(dǎo)線電流方向也向上 根據(jù)安培定則知 導(dǎo)線右側(cè)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 電流逐漸增大 則磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng) 根據(jù)楞次定律 金屬線框中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 根據(jù)左手定則 金屬線框左邊受到的安培力方向向右 右邊受到的安培力向左 離導(dǎo)線越近 磁場(chǎng)越強(qiáng) 則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力 所以金屬線框所受安培力的合力方向向右 故B正確 A C D錯(cuò)誤 變式3 2017 貴州遵義航天中學(xué)模擬 如圖9所示 在通電長(zhǎng)直導(dǎo)線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動(dòng)的閉合矩形金屬線圈P AB在線圈平面內(nèi) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動(dòng)時(shí)A AB中的電流減小 用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鰾 AB中的電流不變 用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿 AB中的電流增大 用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀 AB中的電流增大 用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?答案 解析 圖9 解析根據(jù)安培定則可知線圈所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 若直導(dǎo)線中的電流增大 穿過(guò)線圈的磁通量增大 根據(jù)楞次定律得到 線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?根據(jù)左手定則可知線圈所受安培力指向線圈內(nèi) 由于靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)強(qiáng) 則安培力較大 遠(yuǎn)離導(dǎo)線磁場(chǎng)弱 則安培力較小 因此線圈離開(kāi)AB直導(dǎo)線 即向右擺動(dòng) 反之產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?向左擺動(dòng) 故C正確 變式4MN 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10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到b到d到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到d到b到aC 若ab向左 cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng) 則abdc回路電流為0D 若ab cd都向右運(yùn)動(dòng) 且兩棒速度vcd vab 則abdc回路有電流 電流方向由c到d到b到a 答案 解析 圖10 解析若固定ab 使cd向右滑動(dòng) 由右手定則知應(yīng)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?故A錯(cuò) 若ab cd同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相同 ab cd所圍的面積不變 磁通量不變 不產(chǎn)生感應(yīng)電流 故B錯(cuò) 若ab向左 cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng) 則abdc回路中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?故C錯(cuò) 若ab cd都向右運(yùn)動(dòng) 且vcd vab 則ab cd所圍的面積發(fā)生變化 磁通量也發(fā)生變化 故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d到b到a的電流 故D正確 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引起感應(yīng)電流的原因 列表說(shuō)明如下 命題點(diǎn)三楞次定律推論的應(yīng)用 能力考點(diǎn)師生共研 例4如圖11所示 光滑平行導(dǎo)軌M N固定在同一水平面上 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 磁鐵的加速度大于g 圖11 答案 解析 解析解法一根據(jù)楞次定律的另一表述 感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(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將互相靠攏且磁鐵的加速度小于g 選項(xiàng)A正確 解法二設(shè)磁鐵下端為N極 根據(jù)楞次定律可判斷出P Q中的感應(yīng)電流方向 如圖所示 根據(jù)左手定則可判斷P Q所受安培力的方向 可見(jiàn) P Q將相互靠攏 由于回路所受安培力的合力向下 由牛頓第三定律知 磁鐵將受到向上的反作用力 從而加速度小于g 當(dāng)磁鐵下端為S極時(shí) 根據(jù)類(lèi)似的分析可得到相同的結(jié)論 選項(xiàng)A正確 變式5 2018 湖北宜昌質(zhì)檢 如圖12所示 一個(gè)N極朝下的條形磁鐵豎直下落 恰能穿過(guò)水平放置的固定矩形導(dǎo)線框 則A 磁鐵經(jīng)過(guò)位置 時(shí) 線框中感應(yīng)電流沿abcd方向 經(jīng)過(guò)位置 時(shí) 沿adcb方向B 磁鐵經(jīng)過(guò)位置 時(shí) 線框中感應(yīng)電流沿adcb方向 經(jīng)過(guò)位置 時(shí) 沿abcd方向C 磁鐵經(jīng)過(guò)位置 和 時(shí) 線框中的感應(yīng)電流都沿abcd方向D 磁鐵經(jīng)過(guò)位置 和 時(shí) 線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向 答案 圖12 解析 解析當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)位置 時(shí) 穿過(guò)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(chǎng)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abcd方向 同理可判斷當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)位置 時(shí) 感應(yīng)電流沿adcb方向 變式6在水平面內(nèi)有一固定的U型裸金屬框架 框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab 整個(gè)裝置放在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 如圖13所示 下列說(shuō)法中正確的是A 只有當(dāng)磁場(chǎng)方向向上且增強(qiáng) ab桿才可能向左移動(dòng)B 只有當(dāng)磁場(chǎng)方向向下且減弱 ab桿才可能向右移動(dòng)C 無(wú)論磁場(chǎng)方向如何 只要磁場(chǎng)減弱 ab桿就可能向右移動(dòng)D 當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí) ab桿中一定有電流產(chǎn)生 且一定會(huì)移動(dòng) 圖13 解析由楞次定律可知 當(dāng)閉合回路的磁通量增大時(shí) 導(dǎo)體棒將向左移動(dòng) 阻礙磁通量的增加 當(dāng)閉合回路的磁通量減小時(shí) 導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng) 以便阻礙磁通量的減小 與磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān) 故選C 答案 解析 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律的應(yīng)用對(duì)比 命題點(diǎn)四三定則一定律的應(yīng)用 能力考點(diǎn)師生共研 例5 多選 如圖14所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ MN MN的左邊有一如圖所示的閉合電路 當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí) MN向右運(yùn)動(dòng) 則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是A 向右加速運(yùn)動(dòng)B 向左加速運(yùn)動(dòng)C 向右減速運(yùn)動(dòng)D 向左減速運(yùn)動(dòng) 圖14 答案 解析 變式7 多選 如圖15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 圖15 解析 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 無(wú)感應(yīng)電流出現(xiàn) A錯(cuò) 當(dāng)導(dǎo)體棒向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí) 由右手定則可判定回路中出現(xiàn)了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?lè)较虻母袘?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) 變式8置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬圓盤(pán)中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線 與套在鐵芯上部的線圈A相連 套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上 如圖16所示 導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 下列說(shuō)法正確的是A 圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ab棒將向右運(yùn)動(dòng)B 圓盤(pán)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ab棒將向右運(yùn)動(dòng)C 圓盤(pán)順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ab棒將向右運(yùn)動(dòng)D 圓盤(pán)逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ab棒將向左運(yùn)動(dòng) 圖16 答案 課時(shí)作業(yè) 1 2018 河北邢臺(tái)質(zhì)檢 下列說(shuō)法中正確的是A 當(dāng)穿過(guò)某個(gè)面的磁通量等于零時(shí) 該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零B 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定與通電導(dǎo)線所受安培力方向 直導(dǎo)線方向都垂直C 感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向 這是能量守恒定律的必然結(jié)果D 洛倫茲力不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析當(dāng)磁場(chǎng)與平面平行時(shí) 磁通量為零 而磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 故A錯(cuò)誤 根據(jù)左手定則可知 安培力一定與磁感應(yīng)強(qiáng)度及電流方向垂直 而磁場(chǎng)方向一定與通電導(dǎo)線所受安培力方向垂直 但不一定與直導(dǎo)線方向垂直 故B錯(cuò)誤 感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向 這是能量守恒定律的必然結(jié)果 故C正確 洛倫茲力對(duì)電荷不做功 因此不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小 但可以改變速度的方向 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 A中 電路沒(méi)閉合 無(wú)感應(yīng)電流 B中 電路閉合 且垂直磁感線的平面的面積增大 即閉合電路的磁通量增大 有感應(yīng)電流 C中 穿過(guò)閉合線圈的磁感線相互抵消 磁通量恒為零 無(wú)感應(yīng)電流 D中 閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化 無(wú)感應(yīng)電流 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 物理課上 老師做了一個(gè)奇妙的 跳環(huán)實(shí)驗(yàn) 如圖1所示 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)實(shí)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 答案 圖1 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析無(wú)論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電 閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間 穿過(guò)套環(huán)的磁通量均增加 只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體 套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流 套環(huán)就會(huì)跳起 如果套環(huán)是用塑料做的 則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流 也就不會(huì)受安培力作用而跳起 選項(xiàng)D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 如圖2所示 線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路 在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵 磁鐵的S極朝下 在將磁鐵的S極插入線圈的過(guò)程中A 通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b 線圈與磁鐵相互排斥B 通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a 線圈與磁鐵相互排斥C 通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b 線圈與磁鐵相互吸引D 通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a 線圈與磁鐵相互吸引 答案 圖2 解析將磁鐵的S極插入線圈的過(guò)程中 由楞次定律知 通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b 線圈與磁鐵相互排斥 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 如圖3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 答案 解析 圖3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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?A C錯(cuò)誤 B正確 金屬圓環(huán)勻速拉出磁場(chǎng)過(guò)程中 磁通量的變化率在發(fā)生變化 感應(yīng)電流的大小也在發(fā)生變化 D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 如圖4所示 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 釋放 環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置 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 FT2 mgB FT1 mg FT2 mgC FT1 mg FT2 mgD FT1 mg FT2 mg 圖4 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析金屬圓環(huán)從位置 到位置 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 FT2 mg A正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7 多選 如圖5所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ MN 當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí) MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng) 則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是A 向右加速運(yùn)動(dòng)B 向左加速運(yùn)動(dòng)C 向右減速運(yùn)動(dòng)D 向左減速運(yùn)動(dòng) 答案 解析 圖5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析設(shè)PQ向右運(yùn)動(dòng) 用右手定則和安培定則判定可知穿過(guò)L1的磁感線方向向上 若PQ向右加速運(yùn)動(dòng) 則穿過(guò)L1的磁通量增加 用楞次定律判定可知通過(guò)MN的感應(yīng)電流方向是N M 對(duì)MN用左手定則判定 可知MN向左運(yùn)動(dòng) 可見(jiàn)A選項(xiàng)不正確 若PQ向右減速運(yùn)動(dòng) 則穿過(guò)L1的磁通量減少 用楞次定律判定可知通過(guò)MN的感應(yīng)電流方向是M N 對(duì)MN用左手定則判定 可知MN是向右運(yùn)動(dòng) 可見(jiàn)C正確 同理設(shè)PQ向左運(yùn)動(dòng) 用上述類(lèi)似的方法可判定B正確 而D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 如圖6所示 金屬棒ab 金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路 金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng) 則A ab棒不受安培力作用B ab棒所受安培力的方向向右C ab棒向右運(yùn)動(dòng)速度v越大 所受安培力越大D 螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng) A端為N極 答案 解析 圖6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 安培力方向向左 阻礙 其運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 根據(jù)右手定則可知 流過(guò)金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a 所以流過(guò)螺線管的電流方向是從A端到達(dá)B端 根據(jù)右手螺旋定則可知 螺線管的A端為S極 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9 多選 如圖7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)左右擺動(dòng) 金屬線框從圖示位置的右側(cè)某一位置由靜止釋放 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 則下列說(shuō)法中正確的是A 線框中感應(yīng)電流的方向先是d c b a d 后是a b c d aB 線框中感應(yīng)電流的方向是d c b a dC 穿過(guò)線框中的磁通量先變大后變小D 穿過(guò)線框中的磁通量先變小后變大 圖7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 解析線框從圖示位置的右側(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)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 多選 如圖8 兩同心圓環(huán)A B置于同一水平面上 其中B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán) A為導(dǎo)體環(huán) 當(dāng)B繞軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)速增大時(shí) 下列說(shuō)法正確的是A A中產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流B A中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流C A具有收縮的趨勢(shì)D A具有擴(kuò)張的趨勢(shì) 答案 解析 圖8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析由題圖可知 B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán) B中電流為逆時(shí)針?lè)较?由右手螺旋定則可知 電流的磁場(chǎng)垂直紙面向外且逐漸增大 由楞次定律可知 磁場(chǎng)增大時(shí) 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反 所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 A中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?故A錯(cuò)誤 B正確 B環(huán)外的磁場(chǎng)的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)的方向相反 當(dāng)B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí) A環(huán)具有面積擴(kuò)張的趨勢(shì) 故C錯(cuò)誤 D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11 如圖9所示 金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上 在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B 磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下 在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L 圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi) 當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后 下列有關(guān)圓環(huán)的說(shuō)法正確的是A 圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流 圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)B 圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流 圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)C 圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應(yīng)電流 圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)D 圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應(yīng)電流 圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì) 答案 圖9 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析根據(jù)右手定則 當(dāng)金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí) abdc回路中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場(chǎng) 隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng) abdc回路中的感應(yīng)電流逐漸增大 穿過(guò)圓環(huán)的磁通量也逐漸增大 依據(jù)楞次定律可知 圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)磁通量的增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 如圖10所示 通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面 第一次將金屬框由 平移到 第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到 設(shè)先后兩次通過(guò)金屬框的磁通量變化量大小分別為 1和 2 則A 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)B 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)C 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)D 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) 答案 解析 圖10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析設(shè)金屬框在位置 的磁通量為 1 金屬框在位置 的磁通量為 2 由題可知 1 2 1 2 2 1 所以金屬框的磁通量變化量大小 1 2 由安培定則知兩次磁通量均向里減小 所以由楞次定律知兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流 C對(duì) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 2018 河南焦作質(zhì)檢 如圖11所示 在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌 虛線為有界磁場(chǎng)的左邊界 導(dǎo)軌跟圓形線圈M相接 圖中線圈N與線圈M共面 彼此絕緣 且兩線圈的圓心重合 半徑RM RN 在磁場(chǎng)中垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒ab 已知磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向外 欲使線圈N有收縮的趨勢(shì) 下列說(shuō)法正確的是A 導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做加速運(yùn)動(dòng)B 導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向右做加速運(yùn)動(dòng)C 導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做減速運(yùn)動(dòng)D 導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做勻速運(yùn)動(dòng) 答案 解析 圖11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析導(dǎo)體棒ab加速向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流增加 由右手定則判斷出來(lái)ab中電流方向由b a 根據(jù)安培定則可知M產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 穿過(guò)N的磁通量增大 線圈面積越大抵消的磁感線越多 所以線圈N要通過(guò)增大面積以阻礙磁通量的增大 故A錯(cuò)誤 導(dǎo)體棒ab加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流增加 由右手定則判斷出來(lái)ab電流方向由a b 根據(jù)安培定則判斷可知M產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 穿過(guò)N的磁通量增大 同理可知B錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 導(dǎo)體棒ab減速向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流減小 由右手定則判斷出來(lái)ab中電流方向由b a 根據(jù)安培定則判斷可知M產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 穿過(guò)N的磁通量減小 線圈面積越大抵消的磁感線越多 所以線圈N要通過(guò)減小面積以阻礙磁通量的減小 故C正確 導(dǎo)體棒ab勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流恒定不變 線圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定不變 穿過(guò)線圈N中的磁通量不變 沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 則線圈N不受磁場(chǎng)力 沒(méi)有收縮的趨勢(shì) 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 2017 廣西桂林中學(xué)月考 矩形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 如圖12甲所示 磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直 規(guī)定磁場(chǎng)的正方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示 則A 從0 t1時(shí)間內(nèi) 導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍 b c d aB 從0 t1時(shí)間內(nèi) 導(dǎo)線框中電流越來(lái)越小C 從0 t2時(shí)間內(nèi) 導(dǎo)線框中電流的方向始終為a d c b aD 從0 t2時(shí)間內(nèi) 導(dǎo)線框bc邊受到的安培力越來(lái)越大 圖12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 解析由題圖乙可知 0 t2時(shí)間內(nèi) 導(dǎo)線框中磁通量的變化率相同 故0 t2時(shí)間內(nèi)電流的方向相同 由楞次定律可知 電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 即電流為adcba方向 故A錯(cuò)誤 C正確 從0 t1時(shí)間內(nèi) 導(dǎo)線框中磁通量的變化率相同 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 電路中電流大小恒定不變 故B錯(cuò)誤 從0 t2時(shí)間內(nèi) 磁場(chǎng)的變化率不變 則電路中電流大小恒定不變 由F BIL可知 F與B成正比 即先減小后增大 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14