高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向教師用書(shū) 魯科版選修3-2
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第1節(jié)感應(yīng)電流的方向?qū)W 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的方向,理解楞次定律的內(nèi)容(重點(diǎn))2理解右手定則與楞次定律的關(guān)系;能區(qū)別右手定則和左手定則(重點(diǎn)、難點(diǎn))3能從能量守恒的角度來(lái)理解楞次定律4會(huì)應(yīng)用楞次定律和右手定則解決有關(guān)問(wèn)題(重點(diǎn))探 究 感 應(yīng) 電 流 的 方 向楞 次 定 律1實(shí)驗(yàn)探究將螺線(xiàn)管與電流表組成閉合回路,分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出螺線(xiàn)管,如圖所示,記錄感應(yīng)電流方向甲乙丙丁圖2112實(shí)驗(yàn)記錄(1)線(xiàn)圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向歸納總結(jié)甲向下逆時(shí)針向上感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加丙向上順時(shí)針向下(2)線(xiàn)圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向歸納總結(jié)乙向下順時(shí)針向下感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少丁向上逆時(shí)針向上3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反;當(dāng)穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同4楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化(另一種表述:感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因)1在楞次定律中,阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身()2感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙磁通量,與磁通量方向相反()3感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可阻止原磁場(chǎng)的變化()感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向總是相反嗎?【提示】不是,由上面的探究實(shí)驗(yàn)分析可知,當(dāng)原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同可概括為“增反減同”圖探討1:如圖磁鐵插入線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈中磁通量怎樣變化?有感應(yīng)電流嗎?【提示】磁通量增加,有探討2:如圖磁鐵拔出線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈中磁通量怎樣變化??jī)纱胃袘?yīng)電流方向相同嗎?【提示】磁通量減少,相反對(duì)楞次定律的理解1因果關(guān)系楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系,磁通量發(fā)生變化是原因,產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果,原因產(chǎn)生結(jié)果,結(jié)果反過(guò)來(lái)影響原因2“阻礙”的幾個(gè)層次誰(shuí)阻礙誰(shuí)是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原磁場(chǎng))的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身如何阻礙當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反;當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同,即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化快慢,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行3.楞次定律的另一類(lèi)描述感應(yīng)電流的效果,總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因具體原因不同,反抗的形式也有所不同,具體情況見(jiàn)下表產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因感應(yīng)電流的效果磁通量增加或減少增反減同增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生反向磁場(chǎng)減少時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生同向磁場(chǎng)磁體與回路間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)拒去留磁體靠近時(shí),感應(yīng)電流利用磁場(chǎng)產(chǎn)生斥力磁體遠(yuǎn)離時(shí),感應(yīng)電流利用磁場(chǎng)產(chǎn)生引力回路發(fā)生形變?cè)隹s減擴(kuò)回路面積增大時(shí),感應(yīng)電流利用所受安培力使面積縮??;回路面積減小時(shí),感應(yīng)電流利用所受安培力使面積擴(kuò)大通過(guò)線(xiàn)圈自身的電流發(fā)生變化增反減同原電流增大時(shí),感應(yīng)電流與之反向原電流減小時(shí),感應(yīng)電流與之同向1.圖213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(xiàn)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(xiàn)框從右側(cè)某一位置由靜止開(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(xiàn)框平面始終處于同一平面,且垂直紙面則線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向是()圖213AabcdaBdcbadC先是dcbad,后是abcdaD先是abcda,后是dcbad【解析】一開(kāi)始由下向上的磁通量在減少,由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是dcbad;越過(guò)豎直位置后,反向穿過(guò)的磁通量增加,由楞次定律可知,感應(yīng)電流方向不變,B對(duì)【答案】B2.如圖214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(xiàn)框,則圖214A磁鐵經(jīng)過(guò)位置時(shí),線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)框中感應(yīng)電流都沿abcd方向D磁鐵經(jīng)過(guò)位置和時(shí),線(xiàn)框中感應(yīng)電流都沿adcb方向【解析】當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)位置時(shí),穿過(guò)線(xiàn)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)安培定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿abcd方向同理可判定當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)位置時(shí),感應(yīng)電流沿adcb方向【答案】A3(多選)如圖215所示,光滑固定的金屬導(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,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()圖215AP、Q將相互靠攏BP、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【解析】當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合回路的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q將相互靠攏,故A正確,B錯(cuò)誤;磁鐵受向上的斥力,故磁鐵的加速度小于g,所以C錯(cuò)誤,D正確【答案】AD運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路右 手 定 則伸開(kāi)右手,讓拇指與其余四指在同一個(gè)平面內(nèi),使拇指與并攏的四指垂直;讓磁感線(xiàn)垂直穿入手心,使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向1通過(guò)右手定則可判定感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向()2右手定則適用于判定閉合導(dǎo)體回路中的部分導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向()3產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體,相當(dāng)于電源,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì)()楞次定律與右手定則在使用范圍上有什么區(qū)別?【提示】楞次定律適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象,而右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的情況如圖216所示,導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖216探討1:根據(jù)楞次定律判斷導(dǎo)體棒ab中的電流方向?【提示】ba探討2:能否找到一種更簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電流的方向呢?(提示:研究電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向三者之間的關(guān)系)【提示】右手定則楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分,即做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例4.如圖217所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直,導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好,當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)()圖217A圓環(huán)中磁通量不變,環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎h(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳌窘馕觥繉?dǎo)體ef向右切割磁感線(xiàn),由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流由ef.而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左右兩部分構(gòu)成兩個(gè)閉合回路,故環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎h(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳌敬鸢浮緿5下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情景,其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是()【解析】判別導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時(shí),可以用右手定則,也可以用楞次定律A中電流方向由ab,B中電流方向由ba,C中電流沿acba方向,D中電流方向由ba.【答案】A6(多選)在北半球地磁場(chǎng)的豎直分量向下,飛機(jī)在我國(guó)上空勻速巡航,機(jī)翼保持水平,飛行高度不變由于地磁場(chǎng)的作用,金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差,設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U1,右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U2,則()A若飛機(jī)從西往東飛,U1比U2高B若飛機(jī)從東往西飛,U2比U1高C若飛機(jī)從南往北飛,U1比U2高D若飛機(jī)從北往南飛,U2比U1高【解析】我國(guó)地處北半球,地磁場(chǎng)有豎直向下的分量,用右手定則判斷無(wú)論機(jī)翼向哪個(gè)水平方向切割磁感線(xiàn),機(jī)翼中均產(chǎn)生自右向左的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),左側(cè)電勢(shì)高于右側(cè)【答案】AC右手定則的應(yīng)用(1)右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況,導(dǎo)體不運(yùn)動(dòng)不能應(yīng)用(2)右手定則判定導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),四指的指向由低電勢(shì)指向高電勢(shì)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(四)(建議用時(shí):45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定()A阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向C阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同【解析】 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,而不是阻礙磁通量,它和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可以同向,也可以反向【答案】C2如圖218所示,閉合線(xiàn)圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的N極朝下當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(但未插入線(xiàn)圈內(nèi)部)()圖218A線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線(xiàn)圈相互吸引B線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線(xiàn)圈相互排斥C線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線(xiàn)圈相互吸引D線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線(xiàn)圈相互排斥【解析】當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以線(xiàn)圈上端為N極根據(jù)安培定則,判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同【答案】B3(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖219所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng),當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870023】圖219A導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò),方向是DCB導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò),方向是CDC磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右【解析】AB棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則知,感應(yīng)電流的方向由BA,故在CD中電流由CD,A錯(cuò),B對(duì)再由左手定則判CD所受安培力為向右,C錯(cuò),D對(duì)【答案】BD4如圖2110所示,A、B都是很輕的鋁環(huán),分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端,桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),環(huán)A是閉合的,環(huán)B是斷開(kāi)的若用磁鐵分別靠近這兩個(gè)圓環(huán),則下面說(shuō)法正確的是()圖2110A圖中磁鐵N極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)被吸引,而后被推開(kāi)B圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),A環(huán)被排斥,而后隨磁鐵運(yùn)動(dòng)C用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí),B環(huán)被推斥,遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動(dòng)D用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)均被排斥【解析】根據(jù)楞次定律的推廣含義,用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)均被排斥,遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),A環(huán)被吸引,A、B錯(cuò)誤,D正確;用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí),B環(huán)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,B環(huán)不動(dòng),C錯(cuò)誤【答案】D5如圖2111所示,導(dǎo)線(xiàn)框abcd與直導(dǎo)線(xiàn)在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線(xiàn)通有恒定電流I,當(dāng)線(xiàn)框由左向右勻速通過(guò)直導(dǎo)線(xiàn)的過(guò)程中,線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870024】圖2111A先abcd,后dcba,再abcdB先abcd,后dcbaC始終dcbaD先dcba,后abcd,再dcba【解析】線(xiàn)框在直導(dǎo)線(xiàn)左側(cè)時(shí),隨著線(xiàn)框向右運(yùn)動(dòng),磁通量增加,根據(jù)楞次定律線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba.在線(xiàn)框的cd邊跨過(guò)直導(dǎo)線(xiàn)后,如圖所示,根據(jù)右手定則ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b,cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閏d.線(xiàn)框全部跨過(guò)直導(dǎo)線(xiàn)后,隨著向右運(yùn)動(dòng),磁通量減少,根據(jù)楞次定律知線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba.故選項(xiàng)D正確【答案】D6某實(shí)驗(yàn)小組用如圖2112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(xiàn)圈時(shí),通過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870025】圖2112AaGbB先aGb,后bGaCbGaD先bGa,后aGb【解析】條形磁鐵自上而下穿入線(xiàn)圈時(shí),磁場(chǎng)方向向下,由楞次定律可知線(xiàn)圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,再應(yīng)用安培定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視),即bGa.同理可以判斷出條形磁鐵穿出線(xiàn)圈的過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(俯視),即aGb.【答案】D7如圖2113所示,一根長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)彎成如圖中abcd的形狀,在導(dǎo)線(xiàn)框中通以直流電,在框的正中間用絕緣的橡皮筋懸掛一個(gè)金屬環(huán)P,環(huán)與導(dǎo)線(xiàn)框處于同一豎直平面內(nèi),當(dāng)電流I增大時(shí),下列說(shuō)法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870026】圖2113A金屬環(huán)P中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鰾橡皮筋的長(zhǎng)度增大C橡皮筋的長(zhǎng)度不變D橡皮筋的長(zhǎng)度減小【解析】導(dǎo)線(xiàn)框中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于紙面向里,當(dāng)電流I增大時(shí),金屬環(huán)P中的磁通量增大,由楞次定律和安培定則可知金屬環(huán)P中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故A項(xiàng)錯(cuò);根據(jù)對(duì)稱(chēng)性及左手定則可知金屬環(huán)P所受安培力的合力方向向下,并且隨電流I的增大而增大,所以橡皮筋會(huì)被拉長(zhǎng),故B項(xiàng)正確,C、D項(xiàng)錯(cuò)【答案】B8(多選)如圖2114所示,一用絕緣材料做的玩偶兩腳固定在矩形閉合線(xiàn)圈兩個(gè)邊上,現(xiàn)將其放置在水平薄板上,有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線(xiàn)圈的寬度),當(dāng)磁鐵勻速向右通過(guò)線(xiàn)圈時(shí),玩偶卻靜止不動(dòng),那么下列說(shuō)法正確的是()圖2114A線(xiàn)圈受摩擦力方向一直向左B線(xiàn)圈受摩擦力方向先向左、后向右C感應(yīng)電流的方向順時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針(從上向下看)D感應(yīng)電流的方向順時(shí)針逆時(shí)針(從上向下看)【解析】根據(jù)楞次定律“阻礙”的效果,阻礙導(dǎo)體、磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)當(dāng)蹄形磁鐵接近線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所受靜摩擦力方向向左,當(dāng)蹄形磁鐵遠(yuǎn)離線(xiàn)圈時(shí),兩者吸引,線(xiàn)圈仍有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所受靜摩擦力方向仍向左,A對(duì),B錯(cuò)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量先向上的增加,再向下的增多,最后向下的減少由楞次定律知,從上往下看,感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針,再逆時(shí)針,最后順時(shí)針,C對(duì),D錯(cuò)【答案】AC能力提升9如圖2115所示,MN是一根固定的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn),電流方向向上,今將一金屬線(xiàn)框abcd放在導(dǎo)線(xiàn)上,讓線(xiàn)框的位置偏向?qū)Ь€(xiàn)左邊,兩者彼此絕緣當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中的電流突然增大時(shí),線(xiàn)框整體受力情況為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870027】圖2115A受力向右B受力向左C受力向上D受力為零【解析】本題可用兩種解法:解法一:根據(jù)安培定則可知通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)分布如圖所示當(dāng)直導(dǎo)線(xiàn)上電流突然增大時(shí),穿過(guò)矩形回路的合磁通量(方向向外)增大,回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,因ad、bc兩邊對(duì)稱(chēng)分布,所受的安培力合力為零而ab、cd兩邊雖然通過(guò)的電流方向相反,但它們所在處的磁場(chǎng)方向也相反,由左手定則可知它們所受的安培力均向右,所以線(xiàn)框整體受力向右,A正確解法二:從楞次定律的另一表述分析可知當(dāng)MN中電流突然增大時(shí),穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增大,感應(yīng)電流引起的結(jié)果必是阻礙磁通量的增大,即線(xiàn)框向右移動(dòng),故線(xiàn)框整體受力向右,A正確【答案】A10如圖2116所示,在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線(xiàn),導(dǎo)線(xiàn)中通有自東向西穩(wěn)定、強(qiáng)大的直流電流現(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線(xiàn)圈(線(xiàn)圈中串聯(lián)有靈敏電流計(jì),圖中未畫(huà)出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線(xiàn)的位置不考慮地磁場(chǎng)的影響,且檢測(cè)線(xiàn)圈位于水平面內(nèi)現(xiàn)使線(xiàn)圈從距直導(dǎo)線(xiàn)很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過(guò)直導(dǎo)線(xiàn)的上方并繼續(xù)移動(dòng)至距直導(dǎo)線(xiàn)很遠(yuǎn)處,在此過(guò)程中,俯視檢測(cè)線(xiàn)圈,其中的感應(yīng)電流的方向是()圖2116A先順時(shí)針后逆時(shí)針B先逆時(shí)針后順時(shí)針C先逆時(shí)針后順時(shí)針,再逆時(shí)針D先順時(shí)針后逆時(shí)針,再順時(shí)針【解析】根據(jù)通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇鸥芯€(xiàn)的分布特點(diǎn),檢測(cè)線(xiàn)圈由遠(yuǎn)處移至直導(dǎo)線(xiàn)正上方時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)有向下的分量,磁通量先增大后減小,由楞次定律和安培定則可知,線(xiàn)圈中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針,當(dāng)檢測(cè)線(xiàn)圈由直導(dǎo)線(xiàn)正上方移至遠(yuǎn)處時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)有向上的分量,磁通量先增大后減小,由楞次定律和安培定則可知,線(xiàn)圈中的電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針,所以C正確【答案】C11.如圖2117所示,水平平行的光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)1 m,左端接有定值電阻R2 ,金屬棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好,PQ的電阻為r0.5 ,導(dǎo)軌電阻不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)使PQ在水平向右的恒力F2 N作用下運(yùn)動(dòng),求:圖2117(1)棒PQ中感應(yīng)電流的方向;(2)棒PQ中哪端電勢(shì)高;(3)棒PQ所受安培力的方向;(4)棒PQ的最大速度. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870028】【解析】(1)根據(jù)右手定則可知電流方向由QP.(2)棒PQ相當(dāng)于電源,電流在PQ上由負(fù)極流向正極,故P端電勢(shì)高(3)由左手定則知,PQ棒所受安培力方向水平向左(4)由于向左的安培力增大,故PQ棒做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)F安F時(shí),PQ棒的速度最大,設(shè)為v,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):EBLv,回路電流:I.由FF安知FBIL,得:v5 m/s,方向水平向右【答案】(1)QP(2)P端(3)水平向左(4)5 m/s,方向水平向右12.如圖2118所示,水平的平行虛線(xiàn)間距為d50 cm,其間有B1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)正方形線(xiàn)圈邊長(zhǎng)為l10 cm,線(xiàn)圈質(zhì)量m100 g,電阻為R0.20 .開(kāi)始時(shí),線(xiàn)圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣距離為h80 cm.將線(xiàn)圈由靜止釋放,其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等(g取10 m/s2),求:圖2118(1)線(xiàn)圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流的大小和方向;(2)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q.【解析】(1)線(xiàn)圈由1位置到2位置做自由落體運(yùn)動(dòng),設(shè)在2位置時(shí)速度為v0v2ghEBlv0I由以上三式可得:I2 A方向:逆時(shí)針(2)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q就是線(xiàn)圈從圖中2位置到3位置產(chǎn)生的電熱,而2、3位置動(dòng)能相同,由能量守恒Qmgd0.50 J.【答案】(1)2 A逆時(shí)針(2)0.50 J- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向教師用書(shū) 魯科版選修3-2 楞次定律 自感 現(xiàn)象 感應(yīng)電流 方向 教師 魯科版 選修
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