第4課時習題課 楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用 一楞次定律的應用方法1 增反減同 法感應電流的磁場 總是阻礙引起感應電流的磁通量 原磁場磁通量 的變化 1 當原磁場磁通量增加時 感應電流的磁場與原磁場方向相反 2 當原磁場磁通量減少時 感應電流的磁場方向與原磁場方向相同 口訣記為 增反減同 圖1 圖2 解析在PQ桿滑動的過程中 桿與導軌所圍成的三角形面積先增大后減小 三角形POQ內的磁通量先增大后減小 由 增反減同 法可知 感應電流的磁場方向先向外后向里 感應電流的方向先由P Q 后由Q P B項對 A項錯 再由PQ中電流方向及左手定則可判斷C D項錯誤 故選B 答案B 2 來拒去留 法導體與磁場相對運動產生電磁感應現象時 產生的感應電流的導體受到磁場的安培力 這個安培力會 阻礙 相對運動 口訣記為 來拒去留 例2 如圖3所示 當磁鐵突然向銅環運動時 銅環的運動情況是 A 向右擺動B 向左擺動C 靜止D 無法判定解析根據產生感應電流的導體所受安培力阻礙相對運動的 來拒去留 法判斷知 銅環的運動情況是向右擺動 故選A 答案A 圖3 跟蹤訓練2 如圖4所示 閉合導體環固定 條形磁鐵S極向下以初速度v0沿過導體環圓心的豎直線下落并穿過導體環 不計空氣阻力 下列關于導體環中感應電流方向 俯視 和條形磁鐵加速度的說法正確的是 A 感應電流方向先順時針再逆時針B 感應電流方向一直沿順時針方向C 靠近導體環時條形磁鐵加速度小于gD 遠離導體環時條形磁鐵加速度大于g 圖4 解析從 阻礙磁通量變化 來看 原磁場方向向上 磁感應強度大小是先增后減 感應電流產生的磁場方向先向下后向上 感應電流方向先順時針后逆時針 選項A正確 選項B錯誤 從 阻礙相對運動 來看 先排斥后吸引 條形磁鐵加速度都小于g 選項C正確 選項D錯誤 答案AC 3 增縮減擴 法當閉合電路中有感應電流產生時 閉合電路的各部分導線就會受到安培力作用 會使閉合電路的面積有變化 或有變化趨勢 1 若原磁通量增加 則通過減小有效面積起到阻礙的作用 2 若原磁通量減小 則通過增大有效面積起到阻礙的作用 口訣記為 增縮減擴 溫馨提示本方法適用于磁感線單方向穿過閉合回路的情況 例3 如圖5所示 在載流直導線近旁固定有兩平行光滑導軌A B 導軌與直導線平行且在同一水平面內 在導軌上有兩可自由滑動的導體ab和cd 當載流直導線中的電流逐漸增強時 導體ab和cd的運動情況是 A 一起向左運動B 一起向右運動C ab和cd相向運動 相互靠近D ab和cd相背運動 相互遠離 圖5 解析當載流直導線中的電流逐漸增強時 穿過閉合回路的磁通量增大 根據 增縮減擴 法可知 導體ab和cd所圍的面積減小 則兩者相向運動 故選C 答案C 跟蹤訓練3 2016 寧波效實中學模擬考試 一種具有獨特屬性的新型合金能夠將熱能直接轉化為電能 具體而言 只要略微提高溫度 這種合金會從非磁性合金變成強磁性合金 從而在環繞它的線圈中產生電流 其簡化模型如圖6所示 M為圓柱形合金材料 N為線圈 套在圓柱形合金材料上 線圈的半徑大于合金材料的半徑 現對M進行加熱 假設M變為強磁性合金時 磁感線在M內沿軸線方向 則 A N中將產生逆時針方向的電流B N中將產生順時針方向的電流C N線圈有收縮的趨勢D N線圈有擴張的趨勢 圖6 解析當對M加熱使其溫度升高時 M從非磁性合金變為強磁性合金 穿過N的磁通量增加 根據 增縮減擴 法可知 N有擴張的趨勢才能使穿過N的磁通量減少 選項C錯誤 選項D正確 由于不知M的磁場方向 故不能判斷N中感應電流的方向 選項A B錯誤 答案D 4 增離減靠 法發生電磁感應現象時 通過什么方式來 阻礙 原磁通量的變化要根據具體情況而定 可能是阻礙導體的相對運動 也可能是改變線圈的有效面積 還可能是通過遠離或靠近變化的磁場源來阻礙原磁通量的變化 1 若原磁通量增加 則通過遠離磁場源起到阻礙的作用 2 若原磁通量減小 則通過靠近磁場源起到阻礙的作用 口訣記為 增離減靠 例4 一長直鐵芯上繞有一固定線圈M 鐵芯右端與一木質圓柱密接 木質圓柱上套有一閉合金屬環N N可在木質圓柱上無摩擦移動 M連接在如圖7所示的電路中 其中R為滑動變阻器 E1和E2為直流電源 S為單刀雙擲開關 下列情況中 可觀測到N向左運動的是 A 在S斷開的情況下 S向a閉合的瞬間B 在S斷開的情況下 S向b閉合的瞬間C 在S已向a閉合的情況下 將R的滑片向c端移動時D 在S已向a閉合的情況下 將R的滑片向d端移動時 圖7 解析金屬環N向左運動 根據 增離減靠 法可知 穿過N的磁通量在減小 說明線圈M中的電流在減小 故選C 答案C 跟蹤訓練4 如圖8所示 導軌間的磁場方向垂直于紙面向里 當導體棒MN在導軌上水平向右加速滑動時 正對電磁鐵A的圓形金屬環B中 導體棒切割磁感線速度越大 感應電流越大 A 有感應電流 且B被A吸引B 無感應電流C 可能有 也可能沒有感應電流D 有感應電流 且B被A排斥 圖8 解析MN向右加速滑動 MN中的電流大小在逐漸變大 電磁鐵A的磁場逐漸增強 根據 增離減靠 法可知 B環中有感應電流 且B被A排斥 故D正確 A B C錯誤 答案D 圖9 圖10 圖11 答案0 01C 圖12 圖13 圖14 答案A 圖15 答案D 1 如圖16所示 在兩根平行長直導線M N中 通以同方向同大小的電流 導線框abcd和兩導線在同一平面內 線框沿著與兩導線垂直的方向 自右向左在兩導線間勻速運動 在移動過程中 線框中感應電流方向 A 先abcd 后dcbaB 先dcba 后abcdC 始終是abcdD 始終是dcba 圖16 解析線框在兩電流中線OO 的右側時 穿過線框的合磁通量垂直紙面穿出 線框左移 磁通量變小 為阻礙這個方向的磁通量減小 感應電流的方向就是abcd 當線框跨越兩電流中線OO 時 線框的合磁通量由穿出變為穿進 感應電流還是abcd 線框再左移 線框合磁通量穿入且增加 感應電流方向還是abcd 所以線框中感應電流方向始終是abcd 故選項C正確 答案C 2 如圖所示 四根等長的鋁管和鐵管 其中C中鋁管不閉合 其他兩根鋁管和鐵管均閉合 豎直放置在同一豎直平面內 分別將磁鐵和鐵塊沿管的中心軸線從管的上端由靜止釋放 忽略空氣阻力 則下列關于磁鐵和鐵塊穿過管的運動時間的說法正確的是 A tA tB tC tDB tC tA tB tDC tC tA tB tDD tC tA tB tD解析當磁鐵穿過閉合的金屬管時 會因穿過閉合的金屬管的磁通量發生變化而產生感應電流 根據楞次定律可知感應電流又阻礙引起感應電流的磁通量的變化 從而阻礙了磁鐵的通過 而鐵塊穿過閉合的金屬管或磁鐵穿過不閉合的金屬管 無感應電流產生 也就沒有這種阻礙作用 從而可知 選項A正確 答案A 3 如圖17所示 圓環形導體線圈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變阻器連接成如圖所示的電路 若將滑動變阻器的滑片P向下滑動 下列表述正確的是 A 線圈a中將產生俯視逆時針方向的感應電流B 穿過線圈a的磁通量變小C 線圈a有擴張的趨勢D 線圈a對水平桌面