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人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1〖学习目标〗1.进一步理解楞次定律,掌握楞次定律的几个推论.2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析有关综合问题.一、楞次定律的重要结论1.“增反减同”法感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反.(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.口诀记为“增反减同”.(2019·汕头市潮南实验中学月考)一磁体自上向下运动,穿过一闭合导体回路,如图1所示.当磁体运动到a处和b处时,回路中感应电流的方向(从上向下看)分别是()图1A.顺时针,逆时针B.逆时针,顺时针C.顺时针,顺时针D.逆时针,逆时针〖答案〗B〖解析〗当磁体运动到a处时,穿过线圈的磁场方向为向下,且磁通量在增加,根据楞次定律可知,回路中感应电流的方向是逆时针;当磁体运动到b处时,穿过线圈的磁场方向向下,且磁通量在减小,根据楞次定律可知,回路中感应电流的方向是顺时针,故选B.2.“来拒去留”法由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动.口诀记为“来拒去留”.(多选)如图2所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近铝环,直至从右侧穿出的过程中()图2A.磁体从左侧靠近铝环时,铝环向右摆动B.磁体在右侧远离铝环时,铝环向左摆动C.磁体从左侧靠近铝环时,铝环A端为N极D.磁体在右侧远离铝环时,B端为S极〖答案〗AC〖解析〗磁体从左侧靠近铝环时,在铝环中产生感应电流,感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近,铝环A端为N极,铝环向右摆动,A、C正确;当磁体在右侧远离铝环时,感应电流的磁场阻碍铝环的远离,铝环右摆,B端为N极,B、D错误.3.“增缩减扩”法就闭合电路的面积而言,收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化.若穿过闭合电路的磁通量增加,面积有收缩趋势;若穿过闭合电路的磁通量减少,面积有扩张趋势.口诀记为“增缩减扩”.说明此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况.(多选)如图3所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路.当一条形磁体从高处下落接近回路时()图3A.p、q将互相靠拢B.p、q将互相远离C.磁体的加速度仍为gD.磁体的加速度小于g〖答案〗AD〖解析〗由楞次定律的结论可知,当穿过闭合回路的磁通量增加时,回路的面积有收缩趋势且阻碍磁体的靠近,所以p、q将相互靠近且磁体的加速度小于g,故选项A、D正确.4.“增离减靠”法若磁场变化且线圈回路可移动,当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时,线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加;反之,当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时,线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少.口诀记为“增离减靠”.如图4所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管横截面平行,当开关S接通瞬间,两铜环的运动情况为()图4A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断〖答案〗A〖解析〗开关S接通瞬间,小铜环中磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将同时向两侧推开,故A正确.针对训练A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,如图5所示.现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则()图5A.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同,丝线受到的拉力减小B.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同,丝线受到的拉力增大C.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反,丝线受到的拉力减小D.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反,丝线受到的拉力增大〖答案〗A〖解析〗胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按题图箭头所示方向加速转动,形成顺时针(俯视)方向的环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则可知,通过金属环B的磁通量向下,且增大.根据楞次定律可知,金属环B中的感应电流方向与箭头所示方向相同,再根据楞次定律的另一种表述,阻碍磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上运动的趋势,所以丝线的拉力减小.二、“三定则一定律”的综合应用安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较比较项目安培定则左手定则右手定则楞次定律适用场合判断电流周围的磁感线方向判断通电导线在磁场中所受的安培力方向判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向因果关系因电而生磁(I→B)因电而受力(I、B→F安)因动而生电(v、B→I感)因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感)(多选)如图6所示装置中,cd杆光滑且静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)()图6A.向右匀速运动 B.向右加速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动〖答案〗BD〖解析〗ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,根据右手定则知,在ab杆上产生增大的由a到b的电流,根据安培定则知,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,根据楞次定律知,cd杆中的电流由c到d,根据左手定则知,cd杆受到向右的安培力,向右运动,故B正确;同理可得C错误,D正确.1.如图7甲所示,有一闭合导线环,磁场方向垂直于环面向里,当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时,顺着磁场方向看,导线环中感应电流的方向是()图7A.一直顺时针 B.一直逆时针C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针〖答案〗D〖解析〗由题图乙可知,0~t0内,穿过导线环的磁通量增加,由楞次定律的结论——“增反减同”可知,感应电流产生的磁场方向垂直环面向外,所以感应电流方向为逆时针;同理可得t0~2t0内感应电流方向为顺时针,D正确.2.如图8所示,线圈由A位置开始下落,在磁场中受到的磁场力如果总小于它的重力,则它在A、B、C、D4个位置(B、D位置线圈恰好有一半在磁场中)时,加速度大小关系为(切割磁感线的速度越大,感应电流越大)()图8A.aA>aB>aC>aDB.aA=aC>aD=aBC.aA=aC>aD>aBD.aA=aC>aB>aD〖答案〗D〖解析〗由题意知aA=g,aB<g,aC=g,在D处时,由于运动速度vD>vB,故感应电流ID>IB,安培力FD>FB,故aD<aB,D正确.3.如图9所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列说法中正确的是()图9A.穿过线圈a的磁通量变大B.线圈a有收缩的趋势C.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大〖答案〗C〖解析〗当滑动触头P向上移动时,电阻增大,通过线圈b的电流减小,线圈b产生的磁场减弱,故穿过线圈a的磁通量变小,故A错误;根据楞次定律的结论知,线圈a应有扩张的趋势,故B错误;线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针,故C正确;将线圈a和b等效成两个条形磁体,可判断此时两磁体互相吸引,故线圈a对水平桌面的压力将减小,故D错误.4.(2020·北师联盟模拟)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图10所示,在电梯轿厢底部安装永久强磁体,磁体N极朝上,电梯井道内壁上铺设若干金属线圈,线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合,从而减小对箱内人员的伤害.当轿厢坠落到图示位置时,关于该装置,以下说法正确的是()图10A.从下往上看,金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向B.从下往上看,金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向C.金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用,A对轿厢下落没有阻碍作用D.金属线圈B有收缩的趋势,A有扩张的趋势〖答案〗D〖解析〗当电梯坠落至如题图所示位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从下往上看是顺时针方向,B中向上的磁场增强,感应电流的方向从下往上看是逆时针方向,故A、B错误;结合上述分析可知,当电梯坠落至如题图所示位置时,金属线圈A、B都在阻碍电梯下落,故C错误;金属线圈A中向上的磁场减弱,B中向上的磁场增强,根据楞次定律可知,线圈B有收缩的趋势,A有扩张的趋势,故D正确.5.(多选)如图11所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大,感应电流越大)()图11A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动〖答案〗BC〖解析〗
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