浙江省台州市路桥区蓬街私立中学2016-2017学年高二下学期物理人教版选修3-2学案编号1：4.3楞次定律 Word版

编号1 选修3-2 感应电流产生的条件和楞次定律
高二5、7班 姓名 第 小组 编制时间：2016.2.15 【知识回顾】
1. 磁通量的计算：公式：Φ＝ （注意：① ，② 。

）. 单位： 。

磁通量的物理意义：可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的磁感线条数。

2．产生感应电流的条件：表述1 闭合电路的一部分导体在磁场内做
运动．
表述2 穿过闭合电路的磁通量
．
【自主学习】
阅读教材P9-10的实验，下图为某同学记录下的磁铁移动方向和线圈中感应电流的方向。

根据下图回答下列问题：
1．在四个图中分别用磁感线表示出磁铁的磁场（只画穿过线圈部分的磁场）和感应电流的磁场方向。

2．根据上图记录填下表：
【小组探究】
利用上表的记录，通过小组讨论，你们能得出感应电流具有怎样的方向？
结论：感应电流具有这样的方向，即 。

【知识应用】
1．如右图，在软铁环上分别绕有线圈M 、N ，当线圈M 电路
中的开关S 闭合时，判断线圈N 中感应电流的方向。

2．如右下图，直导线中通有向上的电流，判断下列情况下ABCD 中感应电流的方向：①线圈向右平移， 。

②线圈以AB 为轴转动， 。

③线圈以通电导线为轴转
动， 。

【知识拓展】 右手定则——磁场方向、导体运动方向和感应电流方向的关系
教材P13，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从 进入，并使拇指指向 方向，这时 方向就是感应电流的方向。

【课堂和课后练习】完成教材P.13—17的“问题与练习”
1．一平面线圈用细杆悬于P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为 （ ）
位置Ⅰ
位置Ⅱ
A ．逆时针方向 逆时针方向
B ．逆时针方向 顺时针方向
C ．顺时针方向 顺时针方向
D ．顺时针方向 逆时针方向
2．如图所示，有两个同心导体圆环。

内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。

当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？
3．如图，线圈A 中接有如图所示电源，线圈B 有一半面积处在线圈A 中，两线圈平行但不接触，则当开关S 闭和瞬间，线圈B 中的感应电流的情况是：
A ．无感应电流
B ．有沿顺时针的感应电流（ ）
C ．有沿逆时针的感应电流
D ．无法确定
4．如图所示，闭合导体环固定。

条形磁铁S 极向下以初速度v 0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？
5．如图所示，O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴，其左方有匀强磁场。

以下哪些情况下abcd 中有感应电流产生？方向如何？
①.将abcd 向纸外平移， 。

②.将abcd 向右平移，
③.将abcd以ab为轴转动60°，
④将abcd以cd为轴转动60°，
6．如图所示装置中，cd杆原来静止。

当ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动（）
A.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
7．如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边
有匀强磁场，右边没有磁场。

金属环的摆动会很快停下来。

试解
以下不打印，
1．1820年丹麦的物理学家发现了电流能够产生磁场；之后，英国的科学家经过
十年不懈的努力终于在
1831年发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台感应发电机．
2．下
列图中能
产生感应
电流的是
（
）
3．在某星球上的宇航员，为了确定该星球是否存在磁场，他手边有一根表面绝缘的长导线和一个灵敏电流计，现请你指导他如何操作．
4．下列说法中正确的是：感应电动势的大小跟（）有关：
A．穿过闭合电路的磁通量．
B．穿过闭合电路的磁通量的变化大小．
C．穿过闭合电路的磁通量的变化快慢．
D．单位时间内穿过闭合电路的磁通量的变化量．
5．如图所示，试根据已知条件确定导线中的感应电流方向（图中的导线是闭合电路中的一部分）：
××
N V （A）（B）（C）（D）（E）（F）
××
××
××
×××
B
v （A）（B）（C）（D）
（二）提高性练习
6．（99全国）如图所示，为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的坚直分量向下。

飞机在我国上空匀逐巡航。

机翼保持水平，飞行高度不变。

由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。

设飞行员左方机翼未端处的电势为U 1，右方机翼未端处的电势力U 2，则
A.若飞机从西往东飞，U 1比U 2高
B.若飞机从东往西飞，U 2比U 1高
C.若飞机从南往北飞，U 1比U 2高
D.若飞机从北往南飞，U 2比U 1高
7．如图所示，在两根平行长直导线中，通以同方向、同强度的电流，导线框ABCD 和两导线在同一平面内，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。

在运动过程中，导线框中感应电流的方向（ ）
A ．沿ABCD 方向不变。

B ．沿ADCB 方向不变。

C ．由ABC
D 方向变成ADCB 方向。

D ．由ADCB 方向变成ABCD 方向。

8．如图所示，两个线圈绕在同一圆筒上，A 中接有电源，B 中导线ab 短路。

当把磁铁迅速插入
A 线圈中时，A 线圈中的电流将 （填减少，增大，不变），
B 线圈中的感应电流的方向在外电
路中是由 到 的；如线圈B 能自由移动，则它将向 移动（左，右，不）。

a b
A
B
9．如图所示，闭合金属铜环从高为h 的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则（ ）
A．若是匀强磁场，环上升的高度小于h
B．若是匀强磁场，环上升的高度大于h
C．若是非匀强磁场，环上升的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
10．一根磁化的钢棒以速度v射入水平放置的固定的铜管内，v的方向沿管中心轴，不计棒的重力和空气阻力，则在入射过程中（）
A.铜管的内能增加
B.钢棒的速率减小
C.钢棒的速率不变
D.钢棒的速率增大
11．如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则
A.t1时刻N＞G
B.t2时刻N＞G
C.t3时刻N＜G
D.t4时刻N=G
12．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向
参考答案
1～5略 6．AC
7．B
8．减小 b a 左
9． D 解析若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流产生，环也就受不到磁场力，所以环仍保持机械能守恒，上升的高度等于h。

若是非匀强磁场，闭合环的磁通量发生变化，有感应电流产生，环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动，使环损失一部分机械能向电能转化，所以环上升的高度小于h。

因此答案D正确。

10．AB 当磁化的钢棒射入铜管时，铜管中因磁通量增加而产生感应电流，铜管与钢棒间的磁场力会阻碍其相对运动，使钢棒的机械能向电能转化，进而使铜管的内能增加。

所以答案AB正确。

11．AD 12．C
以下不要 答案
1．AB 2.C 3．AC 4．B 5．AD 6．(1)3πm qB (2)6mv 0
qB
5．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图2所示．这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是
( )
图2
A ．离子由加速器的中心附近进入加速器
B ．离子由加速器的边缘进入加速器
C ．离子从磁场中获得能量
D ．离子从电场中获得能量
7．长为l 的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，极板不带电．现有质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(不计重力)，从两极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 ( ) A ．使粒子的速度v <Bql
4m B ．使粒子的速度v >5Bql
4m
C ．使粒子的速度v >
Bql m
D ．使粒子的速度
Bql 4m <v <5Bql 4m
8．如图4所示，在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上
的O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速度v 射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法不正确的是
( )
图4
A ．在磁场中的运动时间相同
B ．在磁场中运动的轨道半径相同
C ．出边界时两者的速度相同
D ．出边界点到O 点的距离相等
9．平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B .一质量为
m 、电荷量为q 的粒子以速度v 从O 点沿着与y 轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A
点(图5中未画出)时速度方向与x 轴的正方向相同，不计粒子的重力，则
( )
图5
A ．该粒子带正电
B ．A 点与x 轴的距离为mv
2qB
C ．粒子由O 到A 经历时间t ＝πm
3qB
D ．运动过程中粒子的速度不变
10．如图6所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移)，
a 、
b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力F
拉b 物块，使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段
( )
图6
A ．a 对b 的压力不变
B ．a 对b 的压力变大
C ．a 、b 物块间的摩擦力变小
D ．a 、b 物块间的摩擦力不变
12．回旋加速器D 形盒中央为质子流，D 形盒的交流电压为U ，静止质子经电场加速后，进
入D 形盒，其最大轨道半径为R ，磁场的磁感应强度为B ，质子质量为m .求： (1)质子最初进入D 形盒的动能多大； (2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大；
(3)交流电源的频率是多少．
5．AD 7．AB 8．A 9．BC 10．BC 12．(1)eU (2)e 2B 2R 22m (3)eB
2πm
11. 如图6所示，质量为m ＝1 kg ，电荷量为q ＝5×10－2
C 的带正电的小滑块，从半径为R ＝0.4 m 的光滑绝缘1
4圆弧轨道上由静止自A 端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀强
电场与匀强磁场中．已知E ＝100 V/m ，水平向右；B ＝1 T ，方向垂直纸面向里．求：(1)滑块到达C 点时的速度；(2)在C 点时滑块所受洛伦兹力．(g ＝10 m/s 2
)
图6
12．如图7所示，一带电荷量为2×10－9
C 、质量为1.8×10
－16
kg 的粒子，从直线MN 上一
点O 沿30°角方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，经历1.5×10－6
s 后，到达直线上另一点P .
图11
(1)求粒子做圆周运动的周期． (2)求磁感应强度B 的大小．
(3)若O 、P 距离为0.1 m ，则粒子的运动速度多大？ 答案
11．(1)2 m/s 方向水平向左 (2)0.1 N 方向竖直向下 12．(1)1.8×10－6
s (2)0.314 T (3)3.49×105
m/s。