(新課標(biāo))2022高考物理 主題三 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用 3.1 電磁感應(yīng) 3.1.3 第2課時(shí) 楞次定律的拓展應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3-2
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1、(新課標(biāo))2022高考物理 主題三 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用 3.1 電磁感應(yīng) 3.1.3 第2課時(shí) 楞次定律的拓展應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3-2 1.增縮減擴(kuò) 當(dāng)閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí),電路的各部分導(dǎo)線就會(huì)受到安培力作用,會(huì)使電路的面積有變化(或有變化趨勢(shì))。 (1)若原磁通量增加,則通過(guò)減小有效面積起到阻礙的作用。 (2)若原磁通量減小,則通過(guò)增大有效面積起到阻礙的作用??谠E記為“增縮減擴(kuò)”。 注意:本方法適用于磁感線單方向穿過(guò)閉合回路的情況。 [例1] (多選)(2017·臨沂一中高二檢測(cè))如圖1所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面,由于磁場(chǎng)發(fā)生變化,回路變?yōu)閳A形,則磁場(chǎng)( )
2、 圖1 A.逐漸增強(qiáng),方向向外 B.逐漸增強(qiáng),方向向里 C.逐漸減弱,方向向外 D.逐漸減弱,方向向里 解析 對(duì)于線圈來(lái)說(shuō),圓形面積最大,即由于磁場(chǎng)變化,導(dǎo)致線圈面積變大,根據(jù)楞次定律的推論增縮減擴(kuò),可判斷磁場(chǎng)在減弱,可能是方向向外的磁場(chǎng)逐漸減弱,也可能是方向向里的磁場(chǎng)逐漸減弱,選項(xiàng)C、D正確。 答案 CD 2.來(lái)拒去留 由于磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到磁場(chǎng)的安培力,這種安培力會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng),口訣記為“來(lái)拒去留”。 [例2] (多選)如圖2所示,光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置,兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從高處
3、下落接近回路時(shí)( ) 圖2 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g D.磁鐵的加速度小于g 解析 根據(jù)楞次定律的另一表述——感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題中的“原因”是回路中的磁通量增加,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,即來(lái)拒去留,所以p、q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g,故選項(xiàng)A、D正確。 答案 AD 3.增遠(yuǎn)減靠 (1)若原磁通量增加,則通過(guò)遠(yuǎn)離磁場(chǎng)源起到阻礙的作用。 (2)若原磁通量減小,則通過(guò)靠近磁場(chǎng)源起到阻礙的作用??谠E記為“增遠(yuǎn)減靠”。 [例3] 如圖3所示,通電螺線管兩側(cè)各
4、懸掛一個(gè)小銅環(huán),銅環(huán)平面與螺線管截面平行,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通瞬間,兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖3 A.同時(shí)向兩側(cè)推開(kāi) B.同時(shí)向螺線管靠攏 C.一個(gè)被推開(kāi),一個(gè)被吸引,但因電源正負(fù)極未知,無(wú)法具體判斷 D.同時(shí)被推開(kāi)或同時(shí)向螺線管靠攏,但因電源正負(fù)極未知,無(wú)法具體判斷 解析 開(kāi)關(guān)S接通瞬間,小銅環(huán)中磁通量從無(wú)到有增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加,則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A正確。 答案 A 三定則一定律的區(qū)別與應(yīng)用 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律綜合應(yīng)用的比較 基本現(xiàn)象 應(yīng)用的定則或定律 運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng) 安培定則 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)
5、動(dòng)電荷、電流有作用力 左手定則 電磁感應(yīng) 部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 右手定則 閉合回路磁通量變化 楞次定律 [例4] (多選)如圖4所示裝置中,金屬桿cd光滑且原來(lái)靜止在金屬導(dǎo)軌上。當(dāng)金屬桿ab做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬桿cd將向右移動(dòng)(導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大,感應(yīng)電流越大)( ) 圖4 A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向右加速運(yùn)動(dòng) C.向左加速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng) 解析 ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),ab中感應(yīng)電流恒定,L1中磁通量不變,穿過(guò)L2的磁通量不變,L2中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,cd桿保持靜止,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),L2中的磁場(chǎng)方向向下,磁通量增加,由楞次定律知L2中感應(yīng)
6、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,故通過(guò)cd的電流方向向下,cd向右移動(dòng),選項(xiàng)B正確;同理可得選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。 答案 BD [例5] (多選)如圖5所示,甲圖中線圈A的a、b端加上如圖乙所示的電壓時(shí),在0~t0時(shí)間內(nèi),線圈B中感應(yīng)電流的方向及線圈B的受力方向情況是( ) 圖5 A.感應(yīng)電流方向不變 B.受力方向不變 C.感應(yīng)電流方向改變 D.受力方向改變 解析 根據(jù)題意可知,當(dāng)Uab>0時(shí),電流是從a流向b,由右手螺旋定則可知,磁場(chǎng)方向水平向右,由于電壓減小,所以磁通量變小,根據(jù)楞次定律可得,線圈B的感應(yīng)電流順時(shí)針(從左向右看)。當(dāng)Uab<0時(shí),電流是從b流向a,由右手螺旋
7、定則可知,磁場(chǎng)方向水平向左,電壓增大,則磁通量變大,根據(jù)楞次定律可得,線圈B的感應(yīng)電流順時(shí)針(從左向右看)。故電流方向不變,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;由“增遠(yuǎn)減靠”可知受安培力的方向改變,選項(xiàng)D正確,B錯(cuò)誤。 答案 AD 三定則一定律的應(yīng)用技巧 (1)應(yīng)用楞次定律時(shí),一般要用到安培定則。 (2)研究感應(yīng)電流受到的安培力時(shí),一般先用右手定則確定電流方向,再用左手定則確定安培力方向,有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。 從能量的角度理解楞次定律 感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量。導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流受到安培力作用,導(dǎo)體克服安培力做功從而實(shí)現(xiàn)其他形式能向電能的轉(zhuǎn)
8、化,所以楞次定律的“阻礙”是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn)。 [例6] 如圖6所示,上下開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊( ) 圖6 A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng) B.在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒 C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng) D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大 解析 小磁塊下落過(guò)程中,在銅管P中產(chǎn)生感應(yīng)電流,小磁塊受到向上的磁場(chǎng)力,不做自由落體運(yùn)動(dòng),而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落體運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系知,在P中下落時(shí),小磁塊機(jī)械能減少,在Q中下落時(shí),小磁塊機(jī)械能守恒,故選項(xiàng)B錯(cuò)
9、誤;在P中加速度較小,在P中下落時(shí)間較長(zhǎng),選項(xiàng)C正確;由于在P中下落時(shí)要克服磁場(chǎng)力做功,機(jī)械能有損失,故可知落到底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 C 1.(增反減同)1931年,英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言:存在只有一個(gè)磁極的粒子,即“磁單極子”。1982年,美國(guó)物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)。他設(shè)想,如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過(guò)如圖7所示的超導(dǎo)線圈,那么,從上向下看,超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)( ) 圖7 A.先有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,然后有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.先有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,然后有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C.始終有順時(shí)針?lè)较?/p>
10、持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D.始終有逆時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 解析 在磁單極子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈上方時(shí),原磁場(chǎng)的方向向下,磁通量增加,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,由安培定則可知,產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流;當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈下方時(shí),原磁場(chǎng)的方向向上,磁通量減小,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,由安培定則可知,產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流,故選項(xiàng)D正確。 答案 D 2.(增縮減擴(kuò))如圖8所示,一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方,直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi),當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度l將( ) 圖8 A.S增
11、大,l變長(zhǎng) B.S減小,l變短 C.S增大,l變短 D.S減小,l變長(zhǎng) 解析 當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),穿過(guò)金屬圓環(huán)的磁通量增大,金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大,一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙;二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方法進(jìn)行阻礙,故選項(xiàng)D正確。 答案 D 3.(來(lái)拒去留)如圖9所示,金屬環(huán)水平固定放置,現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開(kāi)始釋放,在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中,條形磁鐵與圓環(huán)( ) 圖9 A.始終相互吸引 B.始終相互排斥 C.先相互吸引,后相互排斥 D.先相互排斥,后相互吸引 解析 磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中
12、,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的原磁通量的增加,與原磁場(chǎng)方向相反,如圖甲所示,二者之間是斥力;當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)下降離開(kāi)圓環(huán)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)圓環(huán)的磁通量的減小,二者方向相同,如圖乙所示,磁鐵與圓環(huán)之間是引力,因此選項(xiàng)D正確。 答案 D 4.(增遠(yuǎn)減靠)(多選)如圖10所示,導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí),正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(說(shuō)明:導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大,感應(yīng)電流越大)( ) 圖10 A.MN受到的安培力方向水平向左 B.MN受到的安培力方向水平向
13、右 C.有感應(yīng)電流,且B被A吸引 D.有感應(yīng)電流,且B被A排斥 解析 MN向右加速滑動(dòng),根據(jù)右手定則,MN中的電流方向從N→M,且大小在逐漸變大,根據(jù)左手定則知MN受到的安培力方向水平向左,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)安培定則知,電磁鐵A內(nèi)部的磁場(chǎng)方向向左,且大小逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律知,B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右,B被A排斥,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤。 答案 AD 5.(與楞次定律相結(jié)合的綜合應(yīng)用)如圖11所示,固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放,在下落過(guò)程中( ) 圖11 A.穿過(guò)線框的磁通量保持不變 B.
14、線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C.線框所受安培力的合力為零 D.線框的機(jī)械能不斷增大 解析 線框在下落過(guò)程中,所在位置磁場(chǎng)減弱,穿過(guò)線框的磁感線的條數(shù)減少,磁通量減小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;下落過(guò)程中,因?yàn)榇磐侩S線框下落而減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同,所以感應(yīng)電流的方向不變,故選項(xiàng)B正確;線框左右兩邊受到的安培力互相抵消,上邊受到的安培力大于下邊受到的安培力,安培力合力不為零,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;線框中產(chǎn)生電能,機(jī)械能減小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 B 基礎(chǔ)過(guò)關(guān) 1.如圖1所示,絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(dòng)(不到達(dá)該平面),a、b
15、將如何移動(dòng)( ) 圖1 A.a、b將相互遠(yuǎn)離 B.a、b將相互靠近 C.a、b將不動(dòng) D.無(wú)法判斷 解析 根據(jù)Φ=BS,磁鐵向下移動(dòng)過(guò)程中B增大,所以穿過(guò)每個(gè)環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢(shì),由于S不可改變,為阻礙磁通量增大,導(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離磁鐵,所以a、b將相互遠(yuǎn)離,選項(xiàng)A正確。 答案 A 2.如圖2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)擺動(dòng)。金屬線框從右側(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)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面。則線框中感應(yīng)電流的方
16、向是( ) 圖2 A.a→b→c→d→a B.d→c→b→a→d C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d 解析 線框從右側(cè)開(kāi)始由靜止釋放,穿過(guò)線框平面的磁通量逐漸減少,由楞次定律可得感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,根據(jù)安培定則,感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d;過(guò)O點(diǎn)后線框繼續(xù)向左擺動(dòng)過(guò)程中,磁感線從反面穿入線框,穿過(guò)線框平面的磁通量逐漸增大,由楞次定律可得感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,由安培定則可知感應(yīng)電流的方向仍為d→c→b→a→d,故選項(xiàng)B正確。 答案 B 3.如圖3所示,銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁
17、鐵的正上方由靜止開(kāi)始下落,在下落過(guò)程中,下列判斷正確的是( ) 圖3 A.金屬環(huán)在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒 B.金屬環(huán)在下落過(guò)程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量 C.金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大 D.磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力 解析 金屬環(huán)下落過(guò)程中,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;且減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為電能,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;在金屬環(huán)下落過(guò)程中,磁鐵與環(huán)產(chǎn)生相互作用,在磁鐵中心位置時(shí),無(wú)相互作用力,此時(shí)磁鐵對(duì)桌面壓力等于自身重力,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 B 4.如圖4所示,條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落,中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線圈,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),至
18、落地用時(shí)t1,落地時(shí)速度為v1;S閉合時(shí),至落地用時(shí)t2,落地時(shí)速度為v2。則它們的大小關(guān)系正確的是( ) 圖4 A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2 C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2 解析 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),線圈中無(wú)感應(yīng)電流,對(duì)磁鐵無(wú)阻礙作用,故磁鐵自由下落,a=g;當(dāng)S閉合時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,對(duì)磁鐵有阻礙作用,故a<g。所以t1<t2,v1>v2,選項(xiàng)D正確。 答案 D 5.已知北半球地磁場(chǎng)的豎直分量向下。如圖5所示,在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上,放置邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd,線圈的ab邊沿南北方向,ad邊沿東西方向
19、。下列說(shuō)法正確的是( ) 圖5 A.若使線圈向東平動(dòng),則b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)的電勢(shì)低 B.若使線圈向北平動(dòng),則a點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)低 C.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a D.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a 解析 若使線圈向東平動(dòng),線圈的ab邊和cd邊切割磁感線,由右手定則知b(c)點(diǎn)電勢(shì)高于a(d)點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,同理知選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),穿過(guò)線圈平面的磁通量變小,由楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 答案 C 6.如圖6所示,兩個(gè)相同的
20、輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上,當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí),兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖6 A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距變大 B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距變小 C.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng),間距變小 D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng),間距變大 解析 磁鐵向左運(yùn)動(dòng),穿過(guò)兩環(huán)的磁通量都增加。根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將阻礙原磁通量增加,所以兩者都向左運(yùn)動(dòng)。另外,兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同,依據(jù)安培定則和左手定則可以判斷兩個(gè)環(huán)之間是相互吸引的,間距變小,所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。 答案 B 能力提升 7.如圖7所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于豎直放置的金屬框abcd,若ab邊受豎直向上的磁場(chǎng)力作用,則線框可能的運(yùn)動(dòng)
21、情況是( ) 圖7 A.向左平移進(jìn)入磁場(chǎng) B.向右平移離開(kāi)磁場(chǎng) C.沿豎直方向向上平移 D.沿豎直方向向下平移 解析 ab邊受豎直向上的磁場(chǎng)力的作用,根據(jù)左手定則判斷出ab邊中感應(yīng)電流的方向是a→b,再根據(jù)右手定則判斷線框ad邊向左平移切割磁感線,選項(xiàng)A正確。 答案 A 8.如圖8,通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面,位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時(shí),線圈所受安培力的合力方向( ) 圖8 A.向左 B.向右 C.垂直紙面向外 D.垂直紙面向里 解析 因?yàn)閷?dǎo)線MN靠近ab,由圖可知,線圈中等效合磁場(chǎng)為垂直紙面向里,當(dāng)MN中電流減小時(shí),由楞
22、次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減小,故線圈向右運(yùn)動(dòng),所受安培力的合力向右,故只有B項(xiàng)正確。 答案 B 9.如圖所9示,在載流直導(dǎo)線附近固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B,導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi),在導(dǎo)軌上有兩條可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體棒ab和cd。載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí),導(dǎo)體棒ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖9 A.一起向左運(yùn)動(dòng) B.一起向右運(yùn)動(dòng) C.ab和cd相向運(yùn)動(dòng),相互靠近 D.ab和cd相背運(yùn)動(dòng),相互遠(yuǎn)離 解析 法一 電流增強(qiáng)時(shí),電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直向里的磁場(chǎng)增強(qiáng),回路磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,回路產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较螂娏鳎籥b邊電流方向a→b,所
23、受安培力向右,cd邊電流方向d→c,所受安培力向左,故ab和cd相向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。 法二 電流增強(qiáng)時(shí),電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直向里的磁場(chǎng)增強(qiáng),回路磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,回路要減小面積以阻礙磁通量的增加(增縮減擴(kuò)),因此,兩導(dǎo)體棒要相向運(yùn)動(dòng),相互靠攏,選項(xiàng)C正確。 答案 C 10.如圖10所示,A為水平放置的膠木圓盤(pán),在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷,在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬環(huán)B,使B的環(huán)面水平且與圓盤(pán)面平行,其軸線與膠木圓盤(pán)A的軸線OO′重合,現(xiàn)使膠木圓盤(pán)A由靜止開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng),則( ) 圖10 A.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì),絲線
24、受到的拉力增大 B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小 C.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小 D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大 解析 膠木圓盤(pán)A由靜止開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng),形成環(huán)形電流,環(huán)形電流的大小增大,根據(jù)右手螺旋定則知,通過(guò)B的磁場(chǎng)方向向下,磁通量增大,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流引起的效果阻礙原磁通量的增大,知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢(shì),且有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以絲線的拉力減小,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 答案 B 11.為了測(cè)量列車(chē)運(yùn)行的速度和加速度大小,可采用如圖11甲所示的裝置,它由一塊安裝在列車(chē)車(chē)頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(電流測(cè)量記錄儀未畫(huà)出)。當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí),線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái),P、Q為接測(cè)量?jī)x器的端口。若俯視軌道平面磁場(chǎng)垂直地面向里(如圖乙),則在列車(chē)經(jīng)過(guò)測(cè)量線圈的過(guò)程中,流經(jīng)線圈的電流方向?yàn)? ) 圖11 A.始終逆時(shí)針?lè)较? B.先順時(shí)針,再逆時(shí)針?lè)较? C.先逆時(shí)針,再順時(shí)針?lè)较? D.始終順時(shí)針?lè)较? 解析 在列車(chē)經(jīng)過(guò)線圈的上方時(shí),由于列車(chē)上的磁場(chǎng)的方向向下,所以線圈內(nèi)的磁通量先增大后減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)橄饶鏁r(shí)針,再順時(shí)針?lè)较?,選項(xiàng)C正確。 答案 C
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