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第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律
目標(biāo)要求 　1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件并會分析解決實(shí)際問題.2.會根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，會應(yīng)用楞次定律的推論分析問題.3.能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實(shí)際問題．
考點(diǎn)一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷
基礎(chǔ)回扣
1．磁通量
(1)Φ＝BS.
(2)適用條件：
①勻強(qiáng)磁場．
②S為垂直磁場的有效面積．
(3)磁通量是標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”)．
(4)物理意義：
相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面a′b′cd垂直，則：

圖1
①通過矩形abcd的磁通量為BS1cos θ或BS3.
②通過矩形a′b′cd的磁通量為BS3.
③通過矩形abb′a′的磁通量為0.
(5)磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)．
(2)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．
3．實(shí)質(zhì)
產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果電路閉合，則有感應(yīng)電流．如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流．

1．(感應(yīng)電流的產(chǎn)生)(多選)如圖2所示，一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁體插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是(　　)

圖2
A．磁體插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動
B．磁體插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動
C．磁體插向左環(huán)，左環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流
D．磁體插向右環(huán)，右環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流
答案　BD
2．(感應(yīng)電流的產(chǎn)生)如圖3所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)

圖3
A．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時使θ減小
B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小
C．a(chǎn)b向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B
D．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)
答案　A
解析　設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScos θ，S增大，θ減小，cos θ增大，則Φ增大，A正確；B減小，θ減小，cos θ增大，Φ可能不變，B錯誤；S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤；S增大，B增大，θ增大，cos θ減小，Φ可能不變，D錯誤．
考點(diǎn)二　感應(yīng)電流方向的判定
基礎(chǔ)回扣
1．楞次定律
(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．
(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
2．右手定則
(1)內(nèi)容：如圖4，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．

圖4
(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流．
技巧點(diǎn)撥
1．用楞次定律判斷
(1)楞次定律中“阻礙”的含義：

(2)應(yīng)用楞次定律的思路：

2．用右手定則判斷
該方法只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個要點(diǎn)：
(1)掌心——磁感線穿入；
(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動的方向；
(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．
例1 　(2020·江蘇卷·3)如圖5所示，兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是(　　)

圖5
A．同時增大B1減小B2
B．同時減小B1增大B2
C．同時以相同的變化率增大B1和B2
D．同時以相同的變化率減小B1和B2
答案　B
解析　若同時增大B1減小B2，則穿過環(huán)向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向外，由安培定則，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時針方向，故選項(xiàng)A錯誤；同理可推出，選項(xiàng)B正確，C、D錯誤．
例2 　(2016·海南卷·4)如圖6，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距．兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若(　　)

圖6
A．金屬環(huán)向上運(yùn)動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向
B．金屬環(huán)向下運(yùn)動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向
C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向
D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向
答案　D
解析　根據(jù)楞次定律，當(dāng)金屬圓環(huán)上、下移動時，穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)A、B錯誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向左移動時，則穿過圓環(huán)的磁場垂直紙面向外并且增強(qiáng)，故根據(jù)楞次定律可以知道，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針，故選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向右移動時，則穿過圓環(huán)的磁場垂直紙面向里并且增強(qiáng)，故根據(jù)楞次定律可以知道，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針，故選項(xiàng)D正確．

3．(感應(yīng)電流方向的判定)如圖7所示，一個N極朝下的條形磁體豎直下落，恰能穿過水平放置的固定矩形導(dǎo)線框，則(　　)

圖7
A．磁體經(jīng)過位置①時，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向；經(jīng)過位置②時，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向
B．磁體經(jīng)過位置①時，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向；經(jīng)過位置②時，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向
C．磁體經(jīng)過位置①和②時，線框中的感應(yīng)電流都沿abcd方向
D．磁體經(jīng)過位置①和②時，線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向
答案　A
解析　當(dāng)磁體經(jīng)過位置①時，穿過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)磁體經(jīng)過位置②時，感應(yīng)電流沿adcb方向，故選A.
考點(diǎn)三　楞次定律的推論
內(nèi)容 例證
阻礙原磁通量變化——“增反減同”
磁體靠近線圈，B感與B原方向相反
阻礙相對運(yùn)動——“來拒去留”
磁體靠近，是斥力

磁體遠(yuǎn)離，是引力
使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”
P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移，a、b靠近
使閉合線圈遠(yuǎn)離或靠近磁體——“增離減靠”
當(dāng)開關(guān)S閉合時，左環(huán)向左擺動、右環(huán)向右擺動，遠(yuǎn)離通電線圈
自感電動勢阻礙原電流的變化——“增反減同”
合上S，B先亮
說明 以上五種情況“殊途同歸”，實(shí)質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化

例3 　(多選)(2020·湖南婁底市下學(xué)期質(zhì)量檢測)如圖8甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取甲圖中電流方向?yàn)檎较?，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則(　　)

圖8
A．在t1時刻，F(xiàn)N>G，P有收縮的趨勢
B．在t2時刻，F(xiàn)N＝G，穿過P的磁通量不變
C．在t3時刻，F(xiàn)N＝G，P中有感應(yīng)電流
D．在t4時刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢
答案　ABC
解析　當(dāng)螺線管中電流增大時，其形成的磁場不斷增強(qiáng)，因此線圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故線圈有遠(yuǎn)離和面積收縮的趨勢，即FN>G，P有收縮的趨勢，故A正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈P中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t2時刻FN＝G，故B正確；t3時刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時線圈P中有感應(yīng)電流，但此時刻二者之間沒有相互作用力，即FN＝G，故C正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈P中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t4時刻FN＝G，此時P沒有收縮的趨勢，故D錯誤．
例4 　(2020·全國卷Ⅲ·14)如圖9，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)．圓環(huán)初始時靜止．將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到(　　)

圖9
A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動
B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動
C．撥至M端時圓環(huán)向左運(yùn)動，撥至N端時向右運(yùn)動
D．撥至M端時圓環(huán)向右運(yùn)動，撥至N端時向左運(yùn)動
答案　B
解析　開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，不論撥至M端還是N端，通過圓環(huán)的磁通量均增加，根據(jù)楞次定律(增離減靠)可知圓環(huán)會阻礙磁通量的增加，即向右運(yùn)動，故選B.

4.(楞次定律的推論)如圖10所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的矩形金屬線圈．當(dāng)一豎直放置的、磁極不明的條形磁鐵從線圈中線AB正上方快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及其在水平方向運(yùn)動趨勢的正確判斷是(　　)

圖10
A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向右
B．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向左
C．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢向右
D．由于磁鐵磁極極性不明，無法判斷
答案　C
解析　條形磁鐵從線圈正上方由左向右運(yùn)動的過程中，線圈中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，線圈先有向下和向右運(yùn)動的趨勢，后有向上和向右運(yùn)動的趨勢；故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，同時運(yùn)動趨勢向右，C項(xiàng)正確．
考點(diǎn)四　“三定則、一定律”的應(yīng)用
1．“三個定則”“一個定律”的比較
名稱 基本現(xiàn)象 應(yīng)用的定則或定律
電流的磁效應(yīng) 運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場 安培定則
磁場對電流的作用 磁場對運(yùn)動電荷、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 右手定則
閉合回路磁通量變化 楞次定律

2.“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系
(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；
(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；
(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；
(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．


3．解題思路
(1)應(yīng)用楞次定律時，一般要用到安培定則來分析原來磁場的分布情況．
(2)研究感應(yīng)電流受到的安培力，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的方向，或者直接應(yīng)用楞次定律的推論確定．
(3)“三定則、一定律”中只要是涉及力的判斷都用左手判斷，涉及“電生磁”或“磁生電”的判斷都用右手判斷，即“左力右電”．
例5 　(多選)如圖11所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒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)動時，MN向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是(　　)

圖15
A．向右加速運(yùn)動 B．向左加速運(yùn)動
C．向右減速運(yùn)動 D．向左減速運(yùn)動
答案　BC
解析　MN向右運(yùn)動，說明MN受到向右的安培力，因?yàn)閍b在MN處的磁場垂直紙面向里―――――→左手定則MN中的感應(yīng)電流方向?yàn)镸→N―――――→安培定則L1中感應(yīng)電流的磁場方向向上―――――→楞次定律L2中磁場方向向上減弱L2中磁場方向向下增強(qiáng).若L2中磁場方向向上減弱―――――→安培定則PQ中電流方向?yàn)镼→P且減小―――――→右手定則向右減速運(yùn)動；若L2中磁場方向向下增強(qiáng)―――――→安培定則PQ中電流方向?yàn)镻→Q且增大―――――→右手定則向左加速運(yùn)動．

5.(“因電生動”現(xiàn)象的判斷)如圖12所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左、右兩側(cè)，保持開關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)滑動變阻器的滑片向左滑動時，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中感應(yīng)電流方向(俯視圖)及ab、cd兩棒的運(yùn)動情況是(　　)

圖12
A．感應(yīng)電流為順時針方向，兩棒相互靠近
B．感應(yīng)電流為順時針方向，兩棒相互遠(yuǎn)離
C．感應(yīng)電流為逆時針方向，兩棒相互靠近
D．感應(yīng)電流為逆時針方向，兩棒相互遠(yuǎn)離
答案　D
解析　當(dāng)滑動變阻器滑片向左滑動時，電路中的電流變大，螺線管的磁場增強(qiáng)，根據(jù)安培定則，由電流方向可確定螺線管內(nèi)的磁場方向垂直導(dǎo)軌向下，由于螺線管處于兩棒中間，所以穿過兩棒與導(dǎo)軌所圍成的回路磁通量變大，并由楞次定律的“增反減同”可得，回路產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流(俯視)，根據(jù)左手定則可判斷安培力的方向，故ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，兩棒相互遠(yuǎn)離，故D正確，A、B、C錯誤．
課時精練

1．(2019·江西摸底)如圖1所示，閉合線圈abcd水平放置，其面積為S，匝數(shù)為n，線圈與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場的夾角θ＝45°.現(xiàn)將線圈以ab邊為軸沿順時針方向轉(zhuǎn)動90°，則在此過程中線圈磁通量的改變量大小為(　　)

圖1
A．0 B.2BS
C.2nBS D．nBS
答案　B
2.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁體位于線圈的正上方，N極朝下，如圖2所示．在磁體N極遠(yuǎn)離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　)

圖2
A．從b到a，下極板帶正電
B．從a到b，下極板帶正電
C．從b到a，上極板帶正電
D．從a到b，上極板帶正電
答案　D
解析　當(dāng)磁體N極向上運(yùn)動時，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)磁場方向與原磁場方向相同，即向下，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤旋而上，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電，故選項(xiàng)D正確．
3.(2020·浙江名校協(xié)作體5月試題)如圖3所示，一根長1 m左右的空心鋁管豎直放置(圖甲)，同樣豎直放置一根長度相同但有豎直裂縫的鋁管(圖乙)和一根長度相同的空心塑料管(圖丙)．把一枚小磁鐵從上端管口放入管中后，小磁鐵最終從下端管口落出．小磁鐵在管內(nèi)運(yùn)動時，均沒有跟管內(nèi)壁發(fā)生摩擦．設(shè)小磁鐵在甲、乙、丙三條管中下落的時間分別為t1、t2、t3，則下列關(guān)于小磁鐵在三管中下落的說法正確的是(　　)

圖3
A．甲管、乙管和丙管都會產(chǎn)生感應(yīng)電流
B．小磁鐵完全進(jìn)入甲管后，甲管中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C．t1最大
D．t2＝t3
答案　C
解析　由于甲管形成閉合電路，當(dāng)小磁鐵通過時，會產(chǎn)生感應(yīng)電流；乙沒有形成閉合電路，但當(dāng)小磁鐵靠近或遠(yuǎn)離鋁管時，會形成小面積的渦流，因此也會產(chǎn)生感應(yīng)電流但強(qiáng)度比甲管的弱；丙管不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此甲管和乙管會產(chǎn)生感應(yīng)電流，丙管不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；將甲管想象成多組圓環(huán)，當(dāng)小磁鐵完全進(jìn)入管中時，通過這些環(huán)的磁通量會發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；根據(jù)“來拒去留”，甲管中感應(yīng)電流最強(qiáng)，因此甲管的小磁鐵下落得最慢，運(yùn)動時間最長，C正確；乙管中會產(chǎn)生渦流，也會對小磁鐵產(chǎn)生“來拒去留”的效果，因此下落的時間t2＞t3，D錯誤．
4．為了測量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小，可采用如圖4甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(測量記錄儀未畫出)．當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，P、Q為接測量儀器的端口．若俯視軌道平面磁場垂直地面向下(如圖乙)，則在列車經(jīng)過測量線圈的過程中，流經(jīng)線圈的電流方向(　　)

圖4
A．始終沿逆時針方向
B．先沿逆時針，再沿順時針方向
C．先沿順時針，再沿逆時針方向
D．始終沿順時針方向
答案　B
解析　列車通過線圈時，穿過線圈的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生的電流先沿逆時針方向，再沿順時針方向，選項(xiàng)B正確．
5.(2019· 福建漳州市華安縣第一中學(xué)期末)如圖5所示，水平桌面上放有一個閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一個條形磁體．當(dāng)條形磁體沿軸線豎直向下迅速移動時，下列判斷正確的是(　　)

圖5
A．鋁環(huán)有收縮的趨勢，對桌面的壓力增大
B．鋁環(huán)有收縮的趨勢，對桌面的壓力減小
C．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢，對桌面的壓力減小
D．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢，對桌面的壓力增大
答案　A
解析　根據(jù)楞次定律可知：當(dāng)條形磁體沿軸線豎直向下迅速移動時，閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增加，因此鋁環(huán)有收縮的趨勢，同時有遠(yuǎn)離磁體的趨勢，從而阻礙磁通量的增加，故增加了和桌面的擠壓程度，從而使鋁環(huán)對桌面的壓力增加，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯誤．
6．(多選)(2020·陜西安康市月考)一長直導(dǎo)線與閉合金屬線框放在同一豎直面內(nèi)，如圖6甲所示，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示(以豎直向上為電流的正方向)．則在0～T時間內(nèi)，下列說法正確的是(　　)

圖6
A．0～T3時間內(nèi)，穿過線框的磁通量最小
B.T3～2T3時間內(nèi)，線框中始終產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流
C.T3～2T3時間內(nèi)，線框先有擴(kuò)張的趨勢后有收縮的趨勢
D.2T3～T時間內(nèi)，線框所受安培力的合力方向向右
答案　BC
解析　0～T3時間內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流最大，且保持不變，所以穿過線框的磁通量最大，A錯誤；由楞次定律可以判斷在T3～2T3時間內(nèi)，線框中始終產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，B正確；T3～2T3時間內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流先減小后增大，所以線框內(nèi)的磁通量先減小后增大，線框先有擴(kuò)張的趨勢后有收縮的趨勢，C正確；2T3～T時間內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流保持不變，穿過線框的磁通量不變，所以線框內(nèi)無感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框不受安培力作用，D錯誤．
7.(2017·全國卷Ⅲ·15)如圖7，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直．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，在運(yùn)動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是(　　)

圖7
A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向
B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向
C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向
D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向
答案　D
解析　金屬桿PQ突然向右運(yùn)動，在運(yùn)動開始的瞬間，閉合回路PQRS中磁場方向垂直紙面向里，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針；由于閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，與原磁場方向相反，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針，選項(xiàng)D正確．
8.(2020·安徽滁州市模擬)如圖8所示，A為水平放置的膠木圓盤，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金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與膠木圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO′重合．現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，則(　　)

圖8
A．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力增大
B．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，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，絲線受到的拉力減小
D．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大
答案　B
解析　使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，金屬環(huán)B內(nèi)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，且B有向上升高(遠(yuǎn)離)的趨勢，絲線受到的拉力減小，故B項(xiàng)正確．
9．(多選)如圖9所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引(　　)

圖9
A．向右做勻速運(yùn)動
B．向左做減速運(yùn)動
C．向右做減速運(yùn)動
D．向右做加速運(yùn)動
答案　BC
解析　線圈c被螺線管吸引，說明穿過c的磁通量減小，故通過線圈的感應(yīng)電流減小，導(dǎo)體棒ab做減速運(yùn)動，B、C正確．

10.(多選)(2019·廣西百校大聯(lián)考)如圖10所示是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置，在電梯掛廂上安裝永磁體，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害．關(guān)于該裝置，下列說法正確的是(　　)

圖10
A．當(dāng)電梯突然墜落時，該安全裝置可起到阻礙電梯下落的作用
B．當(dāng)電梯突然墜落時，該安全裝置可使電梯停在空中
C．當(dāng)電梯墜落至永磁體在圖示位置時，閉合線圈A、B中電流方向相同
D．當(dāng)電梯墜落至永磁體在圖示位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落
答案　AD
解析　電梯突然墜落，線圈閉合時，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙電梯下落，可起到應(yīng)急避險作用，選項(xiàng)A正確；感應(yīng)電流會阻礙電梯下落，但不能使電梯停在空中，選項(xiàng)B錯誤；當(dāng)電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向是逆時針方向(從上向下看)，線圈B中向上的磁場增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向是順時針方向(從上向下看)，可知線圈A與B中感應(yīng)電流方向相反，選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)上述分析可知，當(dāng)電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，選項(xiàng)D正確．
11．(多選)(2020·河南高三月考)如圖11甲所示，同心導(dǎo)體圓環(huán)M、N處在同一平面內(nèi)，M環(huán)的半徑大于N環(huán)，若先后在兩環(huán)中通有如圖乙所示的電流i，電流沿順時針方向，則下列判斷正確的是(　　)

圖11
A．若在M環(huán)中通有電流，則N環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，N環(huán)有收縮的趨勢
B．若在M環(huán)中通有電流，則N環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，N環(huán)有擴(kuò)張的趨勢
C．若在N環(huán)中通有電流，則M環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，M環(huán)有收縮的趨勢
D．若在N環(huán)中通有電流，則M環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，M環(huán)有擴(kuò)張的趨勢
答案　AD
解析　若在M環(huán)中通有電流，則穿過N環(huán)的磁通量垂直紙面向里，逐漸增大，故N環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，N環(huán)受到沿半徑向里的安培力，有收縮的趨勢，選項(xiàng)A正確，B錯誤；若在N環(huán)中通有電流，則穿過M環(huán)的磁通量垂直紙面向里，逐漸增大，M環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向，M環(huán)受到沿半徑向外的安培力，有擴(kuò)張的趨勢，選項(xiàng)C錯誤，D正確．
12．(多選)如圖12是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B(構(gòu)成電磁鐵)，線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合回路．下列說法正確的是(　　)

圖12
A．閉合開關(guān)S時，B中產(chǎn)生與圖示方向相同的感應(yīng)電流
B．閉合開關(guān)S時，B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流
C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間
D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，彈簧K立即將銜鐵D拉起
答案　BC
解析　由題意可知，閉合開關(guān)S時，線圈A中產(chǎn)生磁場，穿過線圈B的磁通量要增加，根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則可知，B中產(chǎn)生與題圖方向相反的感應(yīng)電流，故A錯誤，B正確；斷開開關(guān)S時，回路電流減小，鐵芯中磁場減小，由楞次定律及右手螺旋定則可知，線圈B產(chǎn)生題圖方向的電流，減緩磁場減小的趨勢，電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間，故C正確，D錯誤．
13.(多選)(2019·河北衡水中學(xué)模擬)如圖13所示，將若干匝線圈固定在光滑絕緣桿上，另一個金屬環(huán)套在桿上與線圈共軸，當(dāng)合上開關(guān)時線圈中產(chǎn)生磁場，金屬環(huán)就可被加速彈射出去．現(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置處，先后放置形狀、大小相同的銅環(huán)和鋁環(huán)(兩環(huán)分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成)，且鋁的電阻率大于銅的電阻率，閉合開關(guān)S的瞬間，下列描述正確的是(　　)

圖13
A．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向
B．線圈沿軸向有伸長的趨勢
C．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力
D．若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，不會影響其向左彈射
答案　AC
解析　線圈中通電，由安培定則可知磁場方向向左，通過金屬環(huán)的磁通量增加，從左側(cè)看環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流，故A項(xiàng)正確；同向電流互相吸引，線圈沿軸向有縮短的趨勢，B項(xiàng)錯誤；因銅環(huán)的電阻小，銅環(huán)中感應(yīng)電流大，受到的安培力大，C項(xiàng)正確；若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，就不能構(gòu)成閉合回路，環(huán)中有感應(yīng)電動勢，無感應(yīng)電流，不受安培力作用，故不會被向左彈出，D項(xiàng)錯誤．
14．(多選)兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向如圖14所示．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，下列說法中正確的是(　　)

圖14
A．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動時，a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)
B．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動時，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢
C．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動時，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)
D．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動時，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)
答案　BD
解析　當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動而切割磁感線時，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷電流方向由a→b.根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn)，可以判斷b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)．又左線圈中的感應(yīng)電動勢恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤，B正確；當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動時，由右手定則可推斷φb>φa，電流方向由a→b.又由E＝BLv可知E不斷增大，那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時針方向的，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，所以右邊電路的線圈中向上的磁通量不斷增加．由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流方向應(yīng)沿逆時針(從下向上看)，而在右線圈組成的電路中，感應(yīng)電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上，把這個線圈看成電源，由于電流是從d沿外電路(即電阻R)流向c，所以d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)，故C錯誤，D正確．
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