楞次定律的应用典型例题解析
(完整版)楞次定律典型例题
楞次定律1.右手定则:将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢四指垂直,并与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,大拇指指向导体运动方向,这时四指所指的就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.下列说法正确的是( )A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反B.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向4.如图1所示,一线圈用细杆悬于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,Ⅱ,Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()图1A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是顺时针方向 B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向5.如图2所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是()图2A. 由A→B B。
由B→A C.无感应电流 D.无法确定【概念规律练】知识点一右手定则1。
如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )2.如图3所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则( )图3A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流知识点二楞次定律的基本理解图43.如图4所示为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧错误!运动(O是线圈中心),则( )A.从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B.从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小应用楞次定律判断感应电流的一般步骤:错误!错误!错误!错误!错误!4.如图5所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是( )图5A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动 D.磁铁在线圈平面内逆时针转动此题是“逆方向”应用楞次定律,只需把一般步骤“逆向”即可错误!错误!错误!错误!错误!【方法技巧练】一、增反减同法5.某磁场磁感线如图6所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()图6A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针6.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图7所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()图7A.从a到b,上极板带正电B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电二、来拒去留法7.如图8所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()图8A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.无法判定8.如图9所示,蹄形磁铁的两极间,放置一个线圈abcd,磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动,磁铁如图示方向转动时,线圈的运动情况是( )图9A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同C.线圈与磁铁转动方向相同,但转速小于磁铁转速D.线圈静止不动三、增缩减扩法9.如图10所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图10A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g10.如图11(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图箭头所示),在t1~t2时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是( )图11A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势3. BD 4。
楞次定律的应用
楞次定律的应用回顾深化:1、右手定则、左手定则、安培定则的应用比较: 关键是抓住因果关系(1) 因电而生磁(I →B )→安培定则;(2) 因动而生电(v 、B →I 安)→右手定则;(3) 因电而受力(I 、B →F 安)→左手定则.磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2L 的正方形范围内,有一个电阻为R 、边长为L 的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v 匀速通过磁场,如图9-1-14所示,从ab 进入磁场时开始计时,到线框离开磁场为止.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流.若有,答出感应电流的方向.【解析】(1)如图9-1-15所示(2)线框进入磁场阶段,电流方向逆时针;线框在磁场中运动阶段,无电流;线框离开磁场阶段,电流方向顺时针.2.楞次定律的推广含义的应用① 阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”;② 阻碍相对运动,即“来拒去留”;③ 使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“大小小大”;④ 阻碍导体中原来的电流发生变化,即“自感现象”.感应电流方向的判定-----(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.(2009年广州模拟)电阻R 、电容器C 与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图12-1-6所示.现使磁铁开始自由下落,在N 极接近线圈上端的过程中,流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )【解析】 在N 极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下,外电路电流由b 流向a ,同时线圈作为电源,下端应为正极,则电容器下极板电势高,带正电.【答案】 从b 到a ,下极板带正电图9-1-14图9-1-15如图9-1-8所示,A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线,二者电流大小和方向都相同.一个矩形闭合金属线圈与A、B在同一平面内,并且ab边保持与通电导线平行,线圈从图中的位置1匀速向左移动,经过位置2,最后到位置3,其中位置2恰在A、B的正中间,则下面的说法中正确的是()A.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量为零B.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为零C.从位置1到位置3的整个过程中,线圈内感应电流的方向发生了变化D.从位置1到位置3的整个过程中,线圈受到的磁场力的方向保持不变解析:由右手螺旋定则知A正确,此时穿过线圈的磁通量的变化率最大;从位置1到位置3的整个过程中,穿过线圈的磁通量是先向外逐渐减小到零,然后向里逐渐增大,由楞次定律知C错,D对.答案:AD2.利用楞次定律判断导体的运动-----(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”.如图9-1-9所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动解析:由于左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.故A、D两项都错误;由楞次定律知道,感应电流导致的结果总是阻碍引起感应电流的原因,磁体与线圈之间发生相对运动时,感应电流施加的磁场力总是阻碍磁极相对运动的.右环闭合,相当于一线圈,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动.故C项错误,只有B 项正确.答案:B如图9-1-7所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是()解析:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强,回路磁通量增大,根据运动阻变法,可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体要相向运动,相互靠拢.(2009年高考海南卷)一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图12-1-8所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关.下列情况中,可观测到N向左运动的是()【解析】由楞次定律及左手定则可知:只要线圈中电流增强,即穿过N的磁通量增加,则N受排斥而向右,只要线圈中电流减弱,即穿过N的磁通量减少,则N受吸引而向左.故C选项正确.【答案】在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时3.楞次定律和左、右手定则的综合应用如图12-1-10所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是()【解析】当金属棒ab向右匀速运动切割磁感线时,金属棒产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点,可以判断b点电势高于a点.又左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流,c点与d点等电势,故B正确.当金属棒ab向右加速运动时,由右手定则可推断φb>φa,电流沿逆时针方向,又由E=Blv可知ab导体两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的,并且磁感应强度不断增强,所以右边电路的线圈中向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流应沿逆时针方向,而在右边电路中,感应电动势仅产生于绕在铁芯上的那部分线圈上,把这个线圈看成电源,由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d,所以d点电势高于c点,故D正确.【答案】BD(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“大小小大”;如图9-1-10所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,当螺线管中电流I减小时() A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大解析:由于电流I减小,闭合金属环的磁通量变小,故环通过减小面积来阻碍磁通量减小,即环有缩小的趋势,A项正确.答案:A如图9-1-11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()A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动执因搜果法:解析:由右手定则,PQ向右加速运动,穿过L1的磁通量向上且增加,由楞次定律和左手定则可判断MN向左运动,故A项错.若PQ向左加速运动,情况正好和A项相反,故B项对.若PQ向右减速运动,由右手定则,穿过L1的磁通量向上且减小,由楞次定律和左手定则可判知MN向右运动,故C项对.若PQ向左减速运动,情况恰好和C项相反,故D项错,故选B、C.答案:BC如图9-1-12所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析:欲使N产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小,二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大.因此,对于前者应使ab向右减速运动,对于后者则应使ab向左加速运动.应选B、C.答案:BC。
人教版选修3-2 4.3《楞次定律》应用(解析版)
2020年新编《楞次定律》应用大牛(2020年2月7日)1.如图所示,在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P,AB在线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时()A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流【答案】C【解析】根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里,若直导线中的电流增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律得到:线框中感应电流方向为逆时针方向;根据左手定则可知线圈所受安培力指向线圈内,由于靠近导线磁场强,则安培力较大,远离导线磁场弱,则安培力较小,因此线圈离开AB直导线,即向右摆动,反之产生顺时针方向的电流,向左摆动,故C正确.2.如图所示,用细导线围成一个有缺口的双环形回路,环所在的广阔空间有垂直纸面向外的匀强磁场,当磁感应强度减小的过程中,下列各图感应电流方向正确的是()【答案】D【解析】如题图所示的模型,其细导线的闭合回路是长条弧形,根据楞次定律可得D选项中感应电流方向正确.3.如图所示为一个圆环形导体,圆心为O,有一个带正电的粒子沿如图所示的直线从圆环表面匀速飞过,则环中的感应电流情况是()A.沿逆时针方向 B.沿顺时针方向C.先沿逆时针方向后沿顺时针方向 D.先沿顺时针方向后沿逆时针方向【答案】D【解析】由于带正电的粒子没有沿圆环的直径运动,所以它产生的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消,穿过圆环的磁通量开始时向外增加,然后向外减少,根据楞次定律,圆环中感应电流的方向是先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故D正确.4.如图所示为大小两互相绝缘的金属环重叠在同一平面内,小环有一半面积在大环中,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流的情况是()A.无感应电流 B.有顺时针的感应电流C.有逆时针的感应电流 D.无法确定【答案】C【解析】接通电源的瞬间,穿过小环垂直纸面向里的磁通量增大,产生逆时针的感应电流.5.下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是()A. B. C. D.【答案】A【解析】由右手定则判知,A中感应电流方向a→b,B、C、D中均为b→a.6.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略,当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d,流动r的电流为由a到b【答案】B【解析】根据磁场方向和导体棒的运动方向,用右手定则可以判断出在PQ中产生的感应电动势的方向由P指向Q,即导体棒下端电势高、上端电势低,所以在接入R的闭合电路中,电流由c流向d,在接入r的闭合电路中,电流由b流向a.7.如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法中正确的是()A.导体棒中的电流方向由B→AB.电流表A1中的电流方向由i→EC.电流表A1中的电流方向由E→FD.电流表A2中的电流方向由D→C【答案】B【解析】根据右手定则,导体棒AB中电流方向为A到B,所以电流表A1中的电流方向由F→E,A、C错,B对.同理电流表A2中的电流方向由C→D.8.金属圆环的圆心为O,金属棒Oa、Ob与金属环接触良好且可绕O在环上转动,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当外力使Oa顺时针方向加速转动时,在Oa追上Ob之前,Ob将()A.顺时针方向转动 B.逆时针方向转动C.先顺时针方向转动,后逆时针方向转D.先逆时针方向转动,后顺时针方向转动【答案】A【解析】根据楞次定律,感应电流的磁通量总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,aOb和优弧ab构成的平面的磁通量在减少,所以Ob顺时针转动以阻止磁通量的减少,aOb和劣弧ab构成的平面磁通量在增加,所以Ob顺时针方向转动以减少磁通量的增加,所以应选A.9.如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在轨道上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q 端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是()A.感应电流的方向始终是P→QB.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→PC.PQ受磁场力的方向垂直于杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右,后垂直于杆向左【答案】B【解析】在PQ杆滑动的过程中,杆与轨道所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对,A项错.再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D项错误,故选B.10.如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO′是它的对称轴,通电直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直.若要在线圈中产生abcda方向的感应电流,可行的做法是()A.AB中电流I逐渐增大B.AB中电流I先增大后减小C.AB正对OO′,逐渐靠近线圈D.线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)【答案】D【解析】由右手螺旋定则可知,穿过线圈的磁通量为零,改变电流大小不会影响磁通量的变化,A、B错;同理C错;D对.11.(多选)下列关于楞次定律的说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量B.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化C.感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相反D.感应电流的磁场方向也可能与引起感应电流的磁场方向一致【答案】BD【解析】根据楞次定律,感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,由此可知,感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的变化,而不是引起它的磁通量,反过来说,如果磁通量不发生变化,就没有感应电流的产生,B正确,A错误;当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,当磁通量减少时,方向一致,D正确,C错误.12.(多选)如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向【答案】AD【解析】圆环从位置a运动到磁场分界线前,磁通量向里增大,感应电流方向为逆时针;跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大,感应电流为顺时针;再摆到b的过程中,磁通量向外减小,感应电流方向为逆时针,所以A正确,B错误;由于圆环所在处的磁场,上下对称,所受安培力方向竖直方向平衡,因此总的安培力沿水平方向,故C错,D正确.13.(多选)如图所示,沿x轴、y轴有两根长直导线,互相绝缘.x轴上的导线中通有沿-x方向的电流,y轴上的导线中通有沿+y方向的电流,两虚线是坐标轴所夹角的角平分线.a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环.当两直导线中的电流从相同大小,以相同的快慢均匀减小时,各导线环中的感应电流情况是()A.a中有逆时针方向的电流 B.b中有顺时针方向的电流C.c中有逆时针方向的电流 D.d中有顺时针方向的电流【答案】BC【解析】根据安培定则可以判断a、b、c、d圆环所在区域的合磁场、合磁通,a、d圆环内合磁通为零,b圆环内合磁通方向向里,c圆环内合磁通方向向外.再根据楞次定律可以判断b圆环上感应电流方向为顺时针,c圆环上感应电流方向为逆时针,故选B、C.14.(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合电场线,方向从上向下看是顺时针的,这可能是()A.沿AB方向磁场在迅速减弱 B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场在迅速增强 D.沿BA方向磁场在迅速减弱【答案】AC【解析】感生电场俯视为顺时针,假设平行感应电场方向有闭合回路,则回路中的感应电流也是顺时针的,由右手螺旋定则可知,感应磁场向下,由楞次定律可知,原磁场有两种可能:原磁场方向向下且沿AB方向减弱,或原磁场方向向上且沿BA方向增强,所以选项A、C正确.15.(多选)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则()A.A可能带正电且转速减小 B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带负电且转速增大【答案】BC【解析】选取A环研究,若A环带正电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向里增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向外,故B正确,A错误;若A环带负电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向外增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向里,B环中感应电流的方向应为顺时针方向,故D错误,C正确.故选B、C.16.如图是顺德区首届中学生创意物理实验设计展评活动中某学生设计并获得一等奖的作品《小熊荡秋千》.两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,C、D的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈P、Q(Q上粘有一张小熊的图片),并组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置,当用手左右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千.关于此作品,以下说法正确的是()A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止【答案】AB【解析】P向右摆动的过程中,穿过线圈向左的磁通量减小,根据楞次定律可得P中的电流方向为顺时针方向,Q中的电流向外,根据左手定则可得Q受到的安培力向右,所以Q向右摆动,A、B正确,C、D错误.17.图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯,线圈的绕向如图所示,D是理想的二极管,金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行,磁场方向垂直纸面向里.若电流计G 中有电流通过,则ab棒的运动可能是(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大) ()A.向左匀速运动 B.向右匀速运动C.向左匀加速运动 D.向右匀减速运动【答案】CD【解析】当电流计中有电流通过时,说明左边的电流是从下向上流的,由右手螺旋定则可得出此感应电流的磁场方向为,从上向下,若ab匀速运动,右边线圈中产生的感应电流是恒定的,则左边线圈中不会产生感应电流,所以A、B错误,若ab向右做匀减速运动,右边线圈中的电流是从上向下减小,故穿过左边线圈的磁通量在从上向下减小,该线圈中会产生一个从上向下的磁场,D正确,当ab向左做匀加速运动,同样会在左边的线圈中产生一个从上向下的磁场,故C正确.18.(多选)如图所示,一闭合铝环套在一根光滑平杆上,当条形磁铁靠近它时,下列结论正确的是()A.N极靠近铝环时,铝环将向左运动 B.S极靠近铝环时,铝环将向左运动C.N极靠近铝环时,铝环将向右运动 D.S极靠近铝环时,铝环将向右运动【答案】AB【解析】不管磁铁哪一极靠近铝环,其磁通量均增加,故铝环均向阻碍磁通量增加的左侧运动.19.(多选)如图所示,将甲图中开关S闭合后电流表指针由中央向左偏转,当把一个线圈A和这个电流表串联起来如图乙,将一个条形磁铁B插入或拔出线圈时,线圈中产生感应电流,经观察发现,电流表指针由中央位置向右偏,这说明()A.如果磁铁的下端是N极,则磁铁正在远离线圈B.如果磁铁的下端是S极,则磁铁正在远离线圈C.如果磁铁的下端是N极,则磁铁正在靠近线圈D.如果磁铁的下端是S极,则磁铁正在靠近线圈【答案】BC【解析】先确定A的上端极性,再由“来拒去留”(楞次定律对这类问题应用的口诀,意思可形容为“相见时难,别亦难”)来确定,选B、C.20.如图所示,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中通有变化的电流,电流变化的规律如图(b)所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为F N,则()A.t1时刻,F N>G B.t2时刻,F N>GC.t3时刻,F N<G D.t4时刻,F N<G【答案】AD【解析】t1时刻电流增大,其磁场增强,则穿过P的磁通量变大,由楞次定律可知P 将阻碍磁通量的变大,则P有向下运动的趋势,对地面的压力增大,故F N>G,A正确;t2时刻电流减小,则磁场减弱,则穿过P的磁通量变小,由楞次定律可知P将阻碍磁通量的变小,则P有向上运动的趋势,对地面的压力减小,故F N<G,B错误;t3时刻电流增大,与A情况相同,F N>G,C错误;t4时刻电流减小,与B情况相同,F N<G,D正确,故选A、D.。
楞次定律练习题及详解
精品文档1.如图所示,固定长直导线A 中通有恒定电流。
一个闭合矩形导线框abcd 与导线A 在同一平面内,并且保持ab 边与通电导线平行,线圈从图中位置1匀速向右移动到达位置2。
关于线圈中感应电流的方向,下面的说法正确的是 A .先顺时针,再逆时针 B .先逆时针,再顺时针 C .先顺时针,然后逆时针,最后顺时针 D .先逆时针,然后顺时针,最后逆时针 【答案】C 【解析】 试题分析:由安培定则可得导线左侧有垂直纸面向外的磁场,右侧有垂直纸面向里的磁场,且越靠近导线此场越强,线框在导线左侧向右运动时,向外的磁通量增大,由楞次定律可知产生顺时针方向的感应电流;线框跨越导线的过程中,先是向外的磁通量减小,后是向里的磁通量增大,由楞次定律可得线框中有逆时针方向的电流;线框在导线右侧向右运动的过程中,向里的磁通量减小,由楞次定律可知产生顺时针方向的感应电流;综上可得线圈中感应电流的方向为:先顺时针,然后逆时针,最后顺时针。
故选C 考点:楞次定律的应用 点评:弄清楚导线两侧磁场强弱和方向的变化的特点,线框在导线两侧运动和跨越导线的过程中磁通量的变化情况是解决本题关键。
2.如图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通入同方向同大小的电流,导线框abcd 和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自左向右在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为 A .沿adcba 不变 B .沿abcda 不变 C .由abcda 变成adcba D .由adcba 变成abcda 【答案】B 【解析】 试题分析:线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框的磁通量先垂直纸面向外减小,后垂直纸面向里增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向一直垂直纸面向外,由安培定则知感应电流一直沿adcba 不变;故B 正确 考点:楞次定律的应用 点评:难度中等,弄清楚两导线中间磁场强弱和方向的变化的特点是解决本题关键,应用楞次定律判断感应电流方向的关键是确定原磁场的方向及磁通量的变化情况 3.如图所示,一个闭合三角形导线框ABC 位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。
对楞次定律的理解及其拓展例析
对楞次定律的理解及其拓展例析楞次定律又称楞格定律(Lukasiewicz's Law),它是一条古老的关系概念,源自古希腊哲学家洛伽塞维奇(Lukasiewicz)于1935年定义的一种推理方法,旨在根据现有知识和当前事实来寻求新的相关性能解。
简而言之,楞次定律是一种应用推理形式,可以从静止的知识出发,应用新知识达到动态推理新结果的效果。
举例来说,假设A, B, C, D四个变量,楞次定律可以用来说明“如果A 且B,那么C或D”。
这里,A为正确性的先决条件,B则表示可以通过推导推断出来的一个推论,而C和D则可以看作是该推论引发的出发点,且这四个变量都可以推论出C或D。
楞次定律可以拓展到其他领域,如机器学习和数据挖掘。
在机器学习领域,楞次定律可以用来推导出基于现有的机器学习模型的新的机器学习模型。
例如,对于一个给定的输入数据样本,可以构建一个联系输入输出的神经网络模型,并利用楞次定律来推导出它的推出规则,从而有效地拟合输入输出数据样本。
楞次定律实际应用(解析版)
楞次定律实际应用【知识聚集】一、楞次定律的本质1、内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.2、感应电流方向的判断楞次定律右手定则一般用于导体棒切割磁感线的情形3、楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;(2)阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——一般情况下为“增缩减扩”;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——一般情况下为“增反减同”.【经典例题】例1、关于楞次定律,下列说法正确的是()A.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B.感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向D.感应电流的磁场总是与原磁场反向,阻碍原磁场的变化答案A解析感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,阻碍并不是阻止,只起延缓的作用,选项A正确,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场同向,选项D错误.例2、如图2所示,一根条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中()图2A.始终有自a向b的感应电流流过电流表GB.始终有自b向a的感应电流流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流答案C解析条形磁体内部磁场的方向是从S极指向N极,可知条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管的过程中磁场的方向都是向右的,当条形磁体进入螺线管的时候,闭合线圈中的磁通量增加;当条形磁体穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,根据楞次定律判断条形磁体进入和穿出螺线管的过程中,感应电流的磁场先向左后向右,再由右手螺旋定则判断出,先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流,故C正确,A、B、D错误.例3、(多选)如图7所示,某人在自行车道上从东往西沿直线骑行,该处地磁场的水平分量方向由南向北,竖直分量方向竖直向下.自行车车把为直把、金属材质,且带绝缘把套,只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象,下列结论正确的是()图7A.图示位置中辐条A点电势比B点电势低B.图示位置中辐条A点电势比B点电势高C.自行车左车把的电势比右车把的电势高D.自行车在十字路口左拐改为南北骑向,则自行车右车把电势高答案AC解析自行车从东往西行驶时,辐条切割地磁场水平分量的磁感线,根据右手定则判断可知,题图所示位置中辐条A点电势比B点电势低,故A正确,B错误;自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线,由右手定则知,左车把的电势比右车把的电势高,故C正确;自行车左拐改为南北骑向,自行车车把仍切割地磁场竖直分量的磁感线,由右手定则可知左车把的电势仍然高于右车把的电势,故D错误.例4、(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.例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解析当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的;若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N→M的,用左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动;若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,故选项A错误,C正确.同理可判断选项B正确,D错误.例6、(多选)如图15所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置,且金属棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)()图15A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动答案BC解析欲使N产生顺时针方向的感应电流,即感应电流的磁场垂直于纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小,此时应使ab向右减速运动;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大,此时应使ab向左加速运动.【精选习题】一、单选题1.如图所示的各种情境中,满足磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从a到b的是( )【答案】B【解析】由“来拒去留”可知,磁铁靠近线圈,则磁铁与线圈相互排斥;由题目中A、B图可知,当磁铁竖直向下运动时,穿过线圈的磁场方向向下且磁通量增大,由楞次定律可知感应电流的磁场向上,则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b,而A的开关断开,故A错误,B正确;由“来拒去留”可知,磁铁远离线圈,则磁铁与线圈相互吸引;由题目中C图可知,当磁铁竖直向上运动时,穿过线圈的磁场方向向上且磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场向上,则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b,故C错误;由题目中D图可知,当磁铁竖直向上运动时,穿过线圈的磁场方向向下且磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场向下,则由右手螺旋定则可知电流方向从b经过R到a,故D错误。
考点23 楞次定律的进一步理解与应用
考点2.3 楞次定律的进一步理解与应用对楞次定律的进一步理解与应用:在应用楞次定律判断感应电流方向时,可借助楞次定律中“阻碍”含义的不同,提高解题的灵活性,请思考“阻碍”有以下几种不同的理解:(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;(2)阻碍相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.【例题1】如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是()A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针【答案】C【解析】磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,则圆环中,先是向上的磁通量增加,磁铁中间通过以后,向上的磁通量减少,根据楞次定律,产生的感应电流方向(从上向下看)先顺时针后逆时针,选项C正确.【例题2】很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率()A.均匀增大B.先增大,后减小C.逐渐增大,趋于不变D.先增大,再减小,最后不变【答案】C【解析】开始时,条形磁铁以加速度g竖直下落,则穿过铜环的磁通量发生变化,铜环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落.开始时的感应电流比较小,条形磁铁向下做加速运动,且随下落速度增大,其加速度变小.当条形磁铁的速度达到一定值后,相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力.故条形磁铁先加速运动,但加速度变小,最后的速度趋近于某个定值.选项C正确.【例题3】(多选)如图,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场可能()A.逐渐增强,方向向外B.逐渐增强,方向向里C.逐渐减弱,方向向外D.逐渐减弱,方向向里【答案】CD【解析】根据楞次定律,感应电流的磁场方向总是阻碍引起闭合回路中磁通量的变化,体现在面积上是“增缩减扩”,而回路变为圆形,面积增加了,说明磁场逐渐减弱.因不知回路中电流方向,故无法判定磁场方向,故C、D都有可能.1.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l 将(D)A.S增大,l变长B.S减小,l变短C.S增大,l变短D.S减小,l变长2.(多选)如图,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内.在金属框接通逆时针方向电流的瞬间(BC)A.两小线圈会有相互靠拢的趋势B.两小线圈会有相互远离的趋势C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电流沿逆时针方向3.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是(A)A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.不能确定4.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2,重力加速度大小为g,则( A )A.F T1>mg,F T2>mgB.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mgD.F T1<mg,F T2>mg5.(多选)一块铜片置于如图所示的磁场中,如果用力把铜片从磁场拉出或把它进一步推入,则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力,下列叙述中正确的是(AB)A.拉出时是阻力B.推入时是阻力C.拉出时不受磁场力D.推入时不受磁场力6.如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是(D)A.三者同时落地B.甲、乙同时落地,丙后落地C.甲、丙同时落地,乙后落地D.乙、丙同时落地,甲后落地7.(多选)如图所示,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.当一条形磁铁从高处下落接近回路时(AD)A.p、q将互相靠拢B.p、q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g8.(多选)如图所示,矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度).当磁铁全部匀速向右通过线圈时,线圈始终静止不动,那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是(AC)A.摩擦力方向一直向左B.摩擦力方向先向左、后向右C.感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D.感应电流的方向顺时针→逆时针9.如图所示,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向下滑动,下列表述正确的是( D )A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大10.如图所示,通电导线MN与单匝圆形线圈a共面,位置靠近圆形线圈a左侧且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,下列说法正确的是(A)A.线圈a中产生的感应电流方向为顺时针方向B.线圈a中产生的感应电流方向为逆时针方向C.线圈a所受安培力的合力方向垂直纸面向里D.线圈a所受安培力的合力方向水平向左11.如图,把一条形磁铁从图示位置由静止释放,穿过采用双线绕法的通电线圈,此过程中条形磁铁做(C)A.减速运动B.匀速运动C.自由落体运动D.变加速运动12.(多选)如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是(AC)A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动13.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当开关S接通的一瞬间,两铜环的运动情况是(A)A.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14.如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将(C)A.静止B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向15.(多选)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为F N,则(AD)A.t1时刻,F N>G B.t2时刻,F N>GC.t3时刻,F N<G D.t4时刻,F N=G16.如图所示,A、B都是很轻的铝环,分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕竖直轴在水平面内转动,环A是闭合的,环B是断开的.若用磁铁分别靠近这两个圆环,则下面说法正确的是(D)A.图中磁铁N极接近A环时,A环被吸引,而后被推开B.图中磁铁N极远离A环时,A环被排斥,而后随磁铁运动C.用磁铁N极接近B环时,B环被推斥,远离磁铁运动D.用磁铁的任意一磁极接近A环时,A环均被排斥17.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)(BC)A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动18.(多选)如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定有一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放导线框,它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动,在此过程中(AB)A.导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBAB.导线框的磁通量为零时,感应电流却不为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动。
楞次定律习题讲解
楞次定律习题讲解复习内容:一(感应电流的产生条件1(电磁感应:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应;产生的电流叫感应电流。
2(产生条件:不管是闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动,还是闭合回路中的磁场发生变化,穿过闭合回路的磁感线条数都发生变化,回路中就有感应电流产生—闭合回路中的磁通量发生变化磁通量F增加,感应电流的磁场方向与原磁场相反磁通量F减少,感应电流的磁场方向与原磁场相同二(判断感应电流方向的原则1(右手定则:当导体在磁场中切割磁感线的运动时,其产生的感应电流的方向可用右手定则判定。
伸出右手,磁感线垂直穿过掌心,大拇指指向为导体的运动方向,四指指向为感应电流的方向2(楞次定律:感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化例:如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中运动,问有无感应电流,分析:(1)?磁通量不变,所以无感应电流(2)ab、cd同时切割磁感线,由右手定则,电流方向由a?b、由d?c,切割效果抵消,无感应电流。
注意:用两种正确的观点分析同一事物,结论应该是一致的,除非分析过程有错。
严格地讲,对于任一个电磁感应现象,这两个原则都适用,且能判断出一致的结果。
但却不一定很方便,例如:右手定则对直导线在磁场中运动这一过程就比较方便。
大家在应用时最后两种方法都要达到熟练,且从中摸索简单适用的方法。
3(步骤(1)先判断原磁场的方向(2)判断闭合回路的磁通量的变化情况(3)判断感应磁场的方向(4)由感应磁场方向判断感应电流的方向三(楞次定律的理解和应用楞次定律的主要内容是研究引起感应电流的磁场即原磁场和感应电流的磁场二者之间的关系1(当闭合电路所围面积的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当闭合电路的磁通量减少时,感应电流的方向与原磁场方向相同1(两平行长直导线都通以相同电流,线圈abcd与导线共面,当它从左到右在两导线之间移动时,其感应电流的方向是,分析:线圈所在空间内的磁场分布如图,当线圈从左往右运动时,穿过它的磁通量先减小,原磁场方向为垂直纸面向里,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向;后来磁通量又逐渐增大,原磁场方向为垂直纸面向外,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向。
楞次定律的应用(12个经典例题)资料讲解
A BC
接着运动到C,向里的磁通量增加,I 的方向为逆时针;
ab边离开直导线后,向里的磁通量减少,I 的方向为顺时针。
所以,感应电流的方向先是顺时针,接着为逆时针, 然后又为顺时针。
例3.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈I固定,
有另一个较小的线圈II从正上方下落,在下落过程中
B. 磁场方向垂直于线圈向里,B不断增强
C. 磁场方向垂直于线圈向外,B不断减弱
D. 磁场方向平行于线圈向左,B不断减弱
解:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因
若磁场方向垂直于线圈,由Φ=BS , S增大则 B 要减小才能阻碍磁通量的增大,与磁场方向无关。
若磁场方向平行于线圈,不管B是减弱还是增强, 则磁通量始终为0。
A
B
1
2
PQ
例2. 导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线中通
有恒定电流I,当线框自左向右匀速通过直导线的过程
中,线框中感应电流如何流动?
解:画出磁场的分布情况如图示:
ad
I
开始运动到A位置,向外的磁
通量增加,I 的方向为顺时针;
v
当dc边进入直导线右侧,直到
线框在正中间位置B时,向外的磁通 b c
1.4 楞次定律的应用
一. 楞次定律:
表述一:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁 通量的变化。(即增“反”减“同”)
例1 例2 例3 表述二:感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。 (即来“拒”去“留”)
例4 例5 例6
表述三:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原 因。(结果“反抗”原因)
解:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因,
楞次定律的应用
【自主学习】注意:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,是“阻碍”“变化”,不是阻止变化,阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
如果引起感应电流的磁通量增加,感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反,如果引起感应电流的磁通量减少,感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。
楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1.磁感应强度随时间的变化如图所示,磁场方向垂直闭合线圈所在的平面,以垂直纸面向里为正方向.t1时刻感应电流沿方向,t2时刻感应电流,t3时刻感应电流;t4时刻感应电流的方向沿.2.如图所示,导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动,则a、b两端的电势关系是.【典型例题】【例1】如图所示,通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上,A环在螺线管的正中间;当螺线管中电流减小时,A环将:A、有收缩的趋势B、有扩张的趋势C、向左运动D、向右运动【例2】如图所示,在O点悬挂一轻质导线环,拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入,判断导线环在磁铁插入过程中如何运动【例3】.如图所示,在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁,希望线圈中产生顺时针方向的电流(从上向下看),那么下列选项中可以做到的是( ).A.磁铁下端为N极,磁铁向上运动 B.磁铁上端为N极,磁铁向上运动C.磁铁下端为N极,磁铁向下运动 D.磁铁上端为N极,磁铁向下运动【例4】.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动【例5】.如图所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场方向指向纸里,如图(b).若磁感应强度大小随时间变化的关系如图(a),那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是A.在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针B.在第2秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针C.在第3秒内感应电流减小,电流方向为顺时针D.在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针【针对训练】1.下述说法正确的是:A、感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反B、感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同C、当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同D、当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2.关于楞次定律,下列说法中正确的是:A、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D、感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3、如图所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流方向(有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是:A、电流由b向a,安培力向左B、电流由b向a,安培力向右C、电流由a向b,安培力向左D、电流由a向b,安培力向右4、如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是:A、有顺时针方向的感应电流B、有逆时针方向的感应电流C、先逆时针后顺时针方向的感应电流D、无感应电流5.如图所示,螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁突然向左抽出时,A点的电势比B点的电势;当磁铁突然向右抽出时,A点的电势比B点的电势。
高三物理楞次定律试题答案及解析
高三物理楞次定律试题答案及解析1.如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法中正确的是A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针【答案】C【解析】由条形磁铁的磁场分布可知,磁铁下落的过程,闭合圆环中的磁通量始终向上,并且先增加后减少,由楞次定律可判断出,从上向下看时,闭合圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针,C正确。
【考点】楞次定律的应用2.如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。
在向右匀速通过两区的过程中,导体棒所受安培力分别用、表示。
不计轨道电阻。
以下叙述正确的是向右 B.向左 C.逐渐增大 D.逐渐减小【答案】BCD【解析】根据楞次定律(来拒去留),导体棒在M区和N区受安培力的方向都向左,B正确,A错误;根据法拉第电磁感应定律,可知导体棒所受安培力大小,由于距离导线越近,磁场的磁感强度B越大,在M区导体棒向右运动过程中,磁感强度逐渐增大,安培力逐渐增大,在N区磁感强度逐渐减小,导至安培力也逐渐减小,C、D都正确。
【考点】楞次定律,法拉第电磁感应定律3.如图所示,等腰直角区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,直角边CF长度为2L。
现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度水平向右匀速通过磁场。
t=0时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上,且C与E重合),规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线正确的是【答案】C【解析】在进入长度L的过程中,切割磁感线的有效长度在均匀增加,由E=BLV知,感应电动势均匀增加,当进入L时的感应电动势为E=BLV,感应电流为=,由楞次定律判断知,感应电流方向为正,在由L进入2L的过程中,ADC边切割磁感线的有效长度在均匀增加,AB边切割磁感的长度在均匀增加,由几何关系知AB边增加的快且AB边和ADC边产生的感应电动势方向相反即等效于切割磁感线的总长度在减小,感应电流减小;在离开磁场的过程中,CD边不切割磁感线,AD边切割的长度小于AB边切割的长度,产生负方向感应电流,C正确。
楞次定律一
楞次定律(一)【典型例题1】如图68-1所示,一矩形闭合回路与电源、滑动变阻器相连,另一矩形导线框abcd 与闭合回路同平面放置,且一半面积在闭合回路之内,当滑动变阻器的滑臂向右滑动时,线框中的感应电流方向如何?线框所受安培力的方向如何? 解答:由安培定则可知,闭合回路内部的磁感线指向纸内,外部的磁感线指向纸外,但内部的磁感线较外部密,所以导线框abcd 中总的磁通量指向纸内,当滑臂向右滑动时,接入电路的电阻减小,闭合回路中的电流增大,所以导线框abcd 中磁通量也增大,由楞次定律得,导线框abcd 中感应电流的磁场方向应向纸外,所以感应电流方向为adcba 。
导线框abcd 中电流方向及线框所在处磁场方向如图68-2所示,由左手定则可以判定,ad 、cb 两边受力都向右,所以整个线框受力向右。
分析:在判断产生感应电流的导体的受力情况时首先考虑引起感应电流的磁场对它的作用力,只有在引起感应电流的磁场对它没有作用力或是作用力相互抵消时才考虑感应电流相互间的作用力。
【典型例题2】如图68-3所示,两导线环A 、B 同平面同心放置,小环B 内通以图示方向的恒定电流I ,现将小环向左平移,直到大环边的过程中,大环内的感应电流方向如何?大环所受的磁场力方向如何?解答:由安培定则知小环产生的磁场在小环内是指向纸外的,在小环外是指向纸内的,但指向纸外的磁感线较密,所以大环中总的磁通量还是向外的。
小环向左移动可相当于大环向右移动,如图68-4所示,在小环向左移动过程中,大环内指向纸外的磁通量没有变化,而指向纸内的磁通量减少了,所以总的指向纸外的磁通量增加了,由楞次定律知,大环内感应电流的磁场应指向纸内,所以大环内感应电流的方向是顺时针方向的。
由左手定则得:大环左边受力向左,右边受力向右,但左边磁场较强,受力较大,所以整个大环受力向左。
【典型例题3】如图68-5所示,一矩形导线框放在一对异名磁极之间,可绕过O 点的对称轴自由转动,开始时与磁场方向垂直,现将两磁极绕过O 点的轴顺时针方向匀速转动,线框中感应电流的方向如何?线框所受的磁场力方向如何? 解答:当磁极旋转时,线框与磁场不再垂直,线框中的磁通量减左边看去是顺时针的,即上面导线中向外,下面导线中向里。
楞次定律的典型例题
楞次定律的典型例题【例1】如图1所示,两根平行长直导线MN和PQ中通以大小、方向都相同的电流。
导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与导线垂直的方向自左向右在两导线间匀速移动时,线框中的感应电流的方向是 [ ]A、沿adcba方向不变B、沿abcda方向不变C、由adcba变成abcda由abcda变成adcba【分析】 MN和PQ之间是一个叠加磁场,以中线OO'为界,右侧磁场方向向纸里,越靠近PQ越强;左侧磁场方向向纸外,越靠近MN越强。
本题属于线框在非均匀磁场中运动的问题。
对线框在非均匀磁场中切割感线很明显的问题,用右手定则时有一点要注意,即应该以磁场强处的切割情况作为判断依据。
在本题中,当线框在OO'右方时,bc 边处磁场强,要以bc边切割来判别,则感应电流方向为adcba;线框在OO'左方时,ad边处磁场强,要改用ab边切割来判断,则感应电流方向仍为adcba。
【解答】选项A正确。
【说明】本题选D的错率甚高,因为审题后,第一直觉就想到ad边切割磁感线,在此直觉误导下,便以ad边切割情况来用右手定则;ad边在中线OO'右侧运动时,感应电流沿abcda;在OO'左侧时,感应电流沿adcba。
误选C显然是只考虑bc边的切割,其错误性质与误选D相同。
本类习题也可从楞次定律入手;先弄清非均匀磁场的实际情况(如前所述),则线框在两导线间自左向右移时,向纸外穿过线框的磁通量减弱→向纸里穿过线框的磁通量增强,因此,感应电流的磁场始终指向纸内,故感应电流方向始终沿adcba不变。
【例2】如图所示,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平.铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3。
位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离。
则 [ ]A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2 D.a3<a1<a2【分析】铜环下落过程中经位置1附近时,穿过铜环的磁通由小变大,铜环中感应电流的磁场阻碍穿过铜环的磁通变大,即阻碍铜环下落,故a1<g。
楞次定律的应用·典型例题解析
楞次定律的应用·典型例题解析【例1】如图17-50所示,通电直导线L和平行导轨在同一平面内,金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路,ab可沿导轨自由滑动.当通电导线L向左运动时[ ] A.ab棒将向左滑动B.ab棒将向右滑动C.ab棒仍保持静止D.ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关解析:当L向左运动时,闭合回路中磁通量变小,ab的运动必将阻碍回路中磁通量变小,可知ab棒将向右运动,故应选B.点拨:ab棒的运动效果应阻碍回路磁通量的减少.【例2】如图17-51所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图(a)所示的交流电i,则[ ]A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间作用力最大解析:从t1到t2时间内,电流方向不变,强度变小,磁场变弱,ΦA↓,B线圈中感应电流磁场与A线圈电流磁场同向,A、B相吸.从t2到t3时间内,I A反向增强,B中感应电流磁场与A中电流磁场反向,互相排斥.t1时刻,I A 达到最大,变化率为零,ΦB最大,变化率为零,I B=0,A、B之间无相互作用力.t2时刻,I A=0,通过B的磁通量变化率最大,在B中的感应电流最大,但A在B处无磁场,A线圈对线圈无作用力.选:A、B、C.点拨:A线圈中的电流产生的磁场通过B线圈,A中电流变化要在B线圈中感应出电流,判定出B中的电流是关键.【例3】如图17-52所示,MN是一根固定的通电长导线,电流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让线圈的位置偏向导线左边,两者彼此绝缘,当导线中电流突然增大时,线框整体受力情况[ ] A.受力向右B.受力向左C.受力向上D.受力为零点拨:用楞次定律分析求解,要注意线圈内“净”磁通量变化.参考答案:A【例4】如图17-53所示,导体圆环面积10cm2,电容器的电容C=2μF(电容器体积很小),垂直穿过圆环的匀强磁场的磁感强度B随时间变化的图线如图,则1s末电容器带电量为________,4s末电容器带电量为________,带正电的是极板________.点拨:当回路不闭合时,要判断感应电动势的方向,可假想回路闭合,由楞次定律判断出感应电流的方向,感应电动势的方向与感应电流方向一致.参考答案:0、2×10-11C;a;跟踪反馈1.如图17-54所示,铁心上分别绕有线圈L1和L2,L1与置于匀强磁场中的平行金属导轨相连,L2与电流表相连,为了使电流表中的电流方向由d到c,滑动的金属杆ab应当[ ] A.向左加速运动B.向左匀速运动C.向右加速运动D.向右减速运动2.如图17-55所示,在线圈的左、右两侧分别套上绝缘的金属环a、b,在导体AB在匀强磁场中下落的瞬时,a、b环将[ ] A.向线圈靠拢B.向两侧跳开C.一起向左侧运动D.一起向右侧运动3.如图17-56所示,固定在水平面内的两光滑平行金属导轨M、N,两根导体棒中P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时[ ] A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g4.如图17-57所示,a和b为两闭合的金属线圈,c为通电线圈,由于c上电流变化,a上产生顺时针方向电流,下列说法中正确的是[ ] A.c上的电流方向一定是逆时针方向B.b上可能没有感应电流C.b上的感应电流可能是逆时针方向D.b上的感应电流一定是顺时针方向参考答案1.AD 2.B 3.AD 4.D.。
楞次定律应用易错问题
楞次定律应用易错问题
[例1]如图1所标,导线ab在金属框架上以速度v向右做切割磁感线的运动。
导线ab的电阻为r,在框架上有一个电阻为R的电阻,其它部分的电阻不计。
判断ab两点电势的高低。
错误解法:伸出右手让磁感线穿过手心,拇指指向导线的运动方向,判断出导线上电流的方向为b到a。
所以b点电势高于a点电势。
错解原因:导线在切割磁感线时相当于电源,在电源上电流从低电势点流向高电势点的。
此解的错误在于把电源看成了用电器。
正确解法:导线上电流的方向为从b到a,导线相当于电源,所以a 点电势高于b点电势。
[例2]如图2所示,闭合的金属环a套在一个通电螺线管的外边,螺线管位于金属环的轴线上。
当螺线管中的电流强度减小时
A.a环有缩小趋势
B.a环有扩张趋势
C.a环有向左运动趋势
D.a环有向右运动趋势
错误解法:由于电流减小时穿过a环的磁通量减少,所以要增大它的面积来阻碍磁通量的减少,答案选B。
错解原因:通电线圈的内部和外部都有磁感线。
如果只考虑线圈外部的磁感线就会得出以上结论。
正确解法:通电线圈内部和外部的磁感线的条数是相等的,内部磁感线是较密的,穿过a环的磁通量应是线圈内部和外部穿过它的磁感线的代数和。
当电流减小时环只有收缩才能阻碍穿过它的磁通量的减少,因此a 环有缩小的趋势,答案为A。
楞次定律能量守恒的例子
楞次定律能量守恒的例子
1.【问题】楞次定律能量守恒的例子
【答案】楞次定律能量守恒的例子整理如下,供大家学习参考。
1. 电磁感应充电器:当将智能手机或其他电子设备放置在无线充电器上时,无线充电器会通过感应产生电磁场。
这个电磁场会导致手机内部的线圈中发生电流,从而实现充电。
2. 变压器:变压器通过楞次定律来工作。
当交流电通过一侧的线圈时,变压器中的磁场会随之改变。
这种改变的磁场会感应电流在另一侧的线圈中产生,从而改变电压。
3. 电动自行车发电机:一些电动自行车的刹车系统采用发电机来回收能量。
当骑车者刹车时,楞次定律的应用会将机械能转换为电能,使电动自行车的电池得到充电。
4. 家用感应灯:一些家用灯具配备了感应开关。
当有人靠近或经过时,人体周围的电磁场会改变,通过感应开关的工作,灯由关变为开或亮度增加。
5. 感应加热炉:家用感应加热炉通过楞次定律工作。
感应加热炉内部的线圈会产生变化的磁场,感应加热炉的上方会放置铁制锅具,当打开电源时,磁场变化将会在锅具内产生电流并发热。
楞次定律-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
楞次定律-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题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,线圈中感应电流的方向分别为()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.如图甲所示,通电螺线管A与用绝缘绳悬挂的线圈B的中心轴在同一水平直线上,A中通有如2图所示的变化电流,t=0时电流方向如图乙中箭头所示.在t1~t2时间内,对于线圈B的电流方向(从左往右看)及运动方向,下列判断正确的是()A.线圈B内有时逆针方向的电流、线圈向右摆动B.线圈B内有顺时针方向的电流、线圈向左摆动C.线圈B内有顺时针方向的电流、线圈向右摆动D.线圈B内有逆时针方向的电流、线圈向左摆动3.如图所示,水平放置的条形磁铁中央,有一闭合金属弹性圆环,条形磁铁中心线与弹性环轴线重合,现将弹性圆环均匀向外扩大,下列说法中正确的是()A.穿过弹性圆环的磁通量增大B.从左往右看,弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C.弹性圆环中无感应电流D.弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外4.如图为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈.工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流,则()A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为逆时针B.无金属片通过时,接收线圈中没有感应电流C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针D.有金属片通过时,接收线圈中没有感应电流5.如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,p和Q共轴,Q 中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为F N,则()A.t1时刻F N>G,P有收缩的趋势B.t2时刻F N=G,此时穿过P的磁通量为0C.t3时刻F N=G,此时P中无感应电流D.t4时刻F N<G,此时穿过P的磁通量最小6.如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环中心轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直自由落下的过程中,下列说法正确的是()A.磁铁的机械能减少,下落加速度a=gB.磁铁的机械能守恒,下落加速度a=gC.磁铁的机械能减少,下落加速度a<gD.磁铁的机械能增加,下落加速度a>g7.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时,图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是()A. B.C. D.8.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针9.如图所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线时,线框中感应电流的方向是()A.先abcd,后dcba,再abcdB.先abcd,后dcbaC.始终dcbaD.先dcba,后abcd,再dcba二、多选题10.如图所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有()A.闭合电键KB.闭合电键K后,把R的滑动方向右移C.断开电键KD.闭合电键K后,把Q靠近P11.如图所示,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在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动.则PQ所做的运动可能是()A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动12.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框,原先整个置于有界匀强磁场内,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框沿四个不同方向匀速平移出磁场,如图所示,线框移出磁场的整个过程()A.四种情况下流过ab边的电流的方向都相同B.①图中流过线框的电量与v的大小无关C.②图中线框的电功率与v的大小成正比D.③图中磁场力对线框做的功与v2成正比13.如图所示,A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环,由于它的转动,使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流,则A环的转动情况为()A.顺时针匀速转动B.逆时针加速转动C.逆时针减速转动D.顺时针减速转动14.如图所示,线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出的瞬间,线圈和电流表构成的闭合回路中产生的感应电流方向,正确的是A. B. C. D.15.如图,一铝制导体圆环竖直固定在水平杆ab上,当把条形磁铁的N极向左靠近圆环时,下列说法正确的是()A.圆环中感应电流的方向为顺时针(从左向右看)B.圆环有向右运动趋势C.流过圆环某截面的电量与条形磁铁靠近的快慢有关D.圆环有收缩的趋势16.航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示.当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去.现在线圈左侧同一位置,先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环,电阻率ρ铜<ρ铝,则合上开关S的瞬间()A.从左侧看,环中产生沿逆时针方向的感应电流B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.若将金属环置于线圈的右侧,环将向右弹射D.电池正负极调换后,金属环仍能向左弹射三、综合题17.如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,当用一条形磁铁由上向下插向圆环时,试问:(1)圆环对桌面的压力怎样变化?(2)圆环有收缩的趋势还是扩张的趋势?18.如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m、bc=0.5m,电阻r=2Ω.磁感应强度B在0﹣1s内从零均匀变化到0.2T.在1﹣5s内从0.2T均匀变化到﹣0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;(2)在1﹣5s内通过线圈的电荷量q.19.如图所示,试探究在以下四种情况中小磁针N极的偏转方向。
(完整版)巧用楞次定律判断感应电流的方向
巧用楞次定律判断感应电流的方向安亭中学李静华楞次定律是确定感应电流方向的普遍适用的规律,它的内容是:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
应用楞次定律确定感应电流方向的步骤可归纳为:当穿过线圈的磁通量增加时,用右手螺旋定则的大拇指指向原磁场的反方向,则四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。
反之,当穿过线圈的磁通量减少时,以大拇指指向原磁场的方向,则四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。
具体应用如下:基础题:如图1所示,一闭合的金属圆环从静止开始由高处下落,通过条形磁铁,不计空气阻力,在下落过程中,圆环内感应电流的方向为(从上向下看)()(A)现顺时针后逆时针(B)现逆时针后顺时针(C)始终顺时针(D)始终逆时针巧妙分析:图1①确定原磁场的方向:参考条形磁铁内部磁场的方向(见备注),即原磁场方向向上。
②分析磁通量的变化:金属环至上而下的过程中,穿过金属环的磁通量先变大后变小。
③应用楞次定律判定感应电流的方向:由①②可知大拇指指向先向下后向上,所以从上向下看到金属环中感应电流的方向先顺时针后逆时针。
故本题选A。
(备注:条形磁铁内外磁场方向相反,因内部磁场比外部磁场强,故分析金属环所包围的原磁场时参考条形磁铁的内部磁场)提高题:如图2所示,线圈abcd所在平面与磁感线平行,在线圈以ab为轴由下往上看顺时针转过180︒的过程中,线圈中感应电流的方向()(A)先沿abcda,后沿dcbad (B)先沿dcbad,后沿abcda(C)总是沿abcda (D)总是沿dcbad巧妙分析:图2①确定原磁场的方向:水平向右(题目已知)。
②分析磁通量的变化:根据题意,线圈从图示实线位置向纸外翻转到虚线位置的过程中,穿过线圈的磁通量先变大后变小。
③应用楞次定律判定感应电流的方向:由①②可知大拇指指向先向左后向右,所以线圈中感应电流的方向先沿dcbad后沿abcda。
故本题选B。
拓展题:如图3所示,矩形线圈abcd由静止开始运动。
楞次定律练习题及答案解析
楞次定律1.根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是( )A .阻碍引起感应电流的磁通量B .与引起感应电流的磁场方向相反C .阻碍引起感应电流的磁通量的变化D .与引起感应电流的磁场方向相同2.如图所示,螺线管CD 的导线绕法不明,当磁铁AB 插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是( )A .C 端一定是N 极B .D 端一定是N 极C .C 端的极性一定与磁铁B 端的极性相同D .因螺线管的绕法不明,故无法判断极性3.如图所示,光滑U 形金属框架放在水平面内,上面放置一导体棒,有匀强磁场B 垂直框架所在平面,当B 发生变化时,发现导体棒向右运动,下列判断正确的是( )A .棒中电流从b →aB .棒中电流从a →bC .B 逐渐增大D .B 逐渐减小4.一金属圆环水平固定放置.现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放,在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环( )A .始终相互吸引B .始终相互排斥C .先相互吸引,后相互排斥D .先相互排斥,后相互吸引5.如图所示装置,线圈M 与电源相连接,线圈N 与电流计G 相连接.如果线圈N 中产生的感应电流i 从a 到b 流过电流计,则这时正在进行的实验过程是( )A .滑动变阻器的滑动头P 向A 端移动B .滑动变阻器的滑动头P 向B 端移动C .开关S 突然断开D .铁芯插入线圈中【课堂训练】一、选择题1.如图4-3-14表示闭合电路中的一部分导体ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a 到b 的感应电流的是( )2.如图4-3-15所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd 在细长磁铁的N 极附近竖直下落,保持bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈感应电流( )A .沿abcd 流动B .沿dcba 流动C .先沿abcd 流动,后沿dcba 流动D .先沿dcba 流动,后沿abcd 流动3.如图甲所示,长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中固定不动,长直导线中通以大小和方向随时间作周期性变化的电流i ,i -t 图象如图乙所示,规定图中箭头所指的方向为电流正方向,则在T 4~3T 4时间内,对于矩形线框中感应电流的方向,下列判断正确的是( )A .始终沿逆时针方向B .始终沿顺时针方向C .先沿逆时针方向然后沿顺时针方向D .先沿顺时针方向然后沿逆时针方向4.如图所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属棒,立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到完全落在OC上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则ab棒在上述过程中()A.感应电流方向是b→a B.感应电流方向是a→bC.感应电流方向先是b→a,后是a→b D.感应电流方向先是a→b,后是b→a5.如图所示,导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通.当导体棒AB向左移动时()A.AB中感应电流的方向为A到BB.AB中感应电流的方向为B到AC.CD向左移动D.CD向右移动6.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行.当电键S接通瞬间,两铜环的运动情况是()A.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,因电源正负未知,无法具体判断7.如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈,在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,ab线圈将()A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向8.一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图4-3-21所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关.下列情况中,可观测到N向左运动的是()A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时9.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动10.如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动.则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()先小于mg后大于mg,运动趋势向左A.FB. F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右二、非选择题11.如图,金属环A 用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧,若变阻器滑片P 向左移动,则金属环A 将向________(填“左”或“右”)运动,并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势.12.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.(1)如图4-3-25甲所示,当磁铁的N 极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道____________________________________________(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流表指针向________偏转;若将线圈A 抽出,此过程中电流表指针向________偏转(均选填“左”或“右”).答案详解1.解析:选C.根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化,A 错、C 对;感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场反向,在磁通量减小时与原磁场同向,故B 、D 错.2.解析:选C.根据楞次定律的另一种表述:“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”,本题中螺线管中产生感应电流的原因是磁铁AB 的下降,为了阻碍该原因,感应电流的效果只能使磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的C 端一定与磁铁的B 端极性相同,与螺线管的绕法无关.但因为磁铁AB 的N 、S 极性不明,所以螺线管CD 的两端极性也不能明确,所以A 、B 、D 错,C 对.3.解析:选BD.ab 棒是因“电”而“动”,所以ab 棒受到的安培力向右,由左手定则可知电流方向a →b ,故B 对,由楞次定律可知B 逐渐减小,D 对.4.解析:选D.当条形磁铁靠近圆环时,产生感应电流,感应电流在磁场中受到安培力的作用,由楞次定律可知,安培力总是“阻碍变化”,因此,条形磁铁靠近圆环时,受到排斥力;当磁铁穿过圆环远离圆环时,受到吸引力,D 正确.5.解析:选BC.开关S 闭合时线圈M 的磁场B M 的方向向上,由于副线圈中感应电流i 从a 到b 流过电流计,由安培定则可得N 线圈的磁场B N 的方向向上,即B M 和B N 方向相同,说明原磁场B M 减弱.能使磁场B M 减弱的有B 、C 选项.一.选择题1.解析:选A.由右手定则可判定A 中ab 中电流由a 向b ,B 中由b 向a ,C 中由b 向a ,D 中由b 向a ,故A 正确.2.解析:选A.线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,由Φ=B ⊥S 看出,因B ⊥变小,故Φ变小,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,向上穿过线框,由右手螺旋定则可知,线框中电流的方向为abcd .当线框从位置Ⅱ到位置Ⅲ时,由Φ=B ⊥S 看出,由于B ⊥变大,故Φ变大,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,即向上穿过线框,由右手螺旋定则可以判断,感应电流的方向为abcd .3. 解析:选B.在T 4~3T 4时间内,穿过线框的磁通量先向里减小后向外增加,由楞次定律可知感应电流的磁通量向里,故感应电流的方向始终沿顺时针方向,选B.4.解析:选C.由数学知识可知,金属棒下滑过程中,与坐标轴所围面积先增加后减小,穿过回路aOb的磁通量先增加后减小,根据楞次定律,感应电流方向先是b→a,后是a→b.5.解析:选AD.由右手定则可判断AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断CD受到向右的安培力作用而向右运动.6.解析:选A.当电路接通瞬间,穿过线圈的磁通量在增加,使得穿过两侧铜环的磁通量都在增加,由楞次定律可知,两环中感应电流的磁场与线圈中磁场方向相反,即受到线圈磁场的排斥作用,使两铜环分别向外侧移动,选项A正确.7.解析:选B.当P向右滑动时,电路中的总电阻是减小的,因此通过线圈的电流增加,电磁铁两磁极间的磁场增强,穿过ab线圈的磁通量增加,线圈中有感应电流,线圈受磁场力作用发生转动.直接使用楞次定律中的“阻碍”,线圈中的感应电流将阻碍原磁通量的增加,线圈就会通过转动来改变与磁场的正对面积,来阻碍原磁通量的增加,只有逆时针转动才会减小有效面积,以阻碍磁通量的增加.故选项B正确.8. 解析:选C.由楞次定律及左手定则可知:只要线圈中电流增强,即穿过N的磁通量增加,则N受排斥而向右,只要线圈中电流减弱,即穿过N的磁通量减弱,则N受吸引而向左.故C选项正确.9.解析:选BC.欲使N产生顺时针方向的感应电流,则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大.因此,对于前者,应使ab减速向右运动;对于后者,则应使ab加速向左运动.故应选BC.(注意匀速运动只能产生恒定电流;匀变速运动产生均匀变化的电流.10.解析:选D.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中先产生逆时针方向的感应电流,后产生顺时针方向的感应电流,线圈的感应电流磁场阻碍磁铁的运动,故靠近时磁铁与线圈相互排斥,线圈受排斥力向右下方,F N大于mg,线圈有水平向右运动的趋势;离开时磁铁与线圈相互吸引,线圈受到吸引力向右上方,F N小于mg,线圈有水平向右运动的趋势.所以正确选项是D.二、非选择题11.解析:P向左移动,螺线管中的电流增大,环中磁通量增大,由楞次定律“阻碍”的含义可知,环向左移动,且有收缩趋势.答案:左收缩12.解析:(1)电流表没有电流通过时,指针在中央位置,要探究线圈中电流的方向,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,指针的偏转方向.(2)闭合开关时,线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表向右偏,则当左移滑片时,会使线圈A中的磁场增强,电流表指针将向右偏;当线圈A抽出,在线圈B 处的磁场减弱,线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏.答案:(1)电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向(2)右左。
楞次定律的应用(12个经典例题)
06
结论
楞次定律的重要性和应用价值
楞次定律是电磁学中的基本定律之一,它描述了磁场变化的 感应电动势的方向和大小。这个定律在实践中有着广泛的应 用,如发电机、变压器、感应电机等。
楞次定律的应用价值在于,它提供了判断感应电动势方向的 方法,从而可以预测电磁感应现象中的电流和电压的变化, 进一步指导电路设计、电机控制等领域的工作。
对未来学习和研究的建议
可以通过阅读经典的电磁学教材和文献,了解楞次定 律在不同领域的应用实例,加深对其重要性的认识。 同时,也可以尝试探索楞次定律在其他领域的应用, 如生物医学、材料科学等。
楞次定律的应用(12个经 典例题)
• 引言 • 楞次定律的基本概念 • 楞次定律的应用场景 • 经典例题解析 • 楞次定律的应用技巧 • 结论
01
引言
主题简介
楞次定律是电磁学中的基本定律 之一,它描述了磁场变化的感应
电流方向。
通过应用楞次定律,可以解决一 系列与电磁感应相关的物理问题。
本文将通过12个经典例题来展 示楞次定律的应用。
楞次定律的实质是:当磁通量增加时 ,感应电流产生的磁场与原磁场方向 相反;当磁通量减少时,感应电流产 生的磁场与原磁场方向相同。
掌握定律的实质有助于正确判断感应 电流的方向,从而准确分析电磁感应 现象。
分析磁场和电流的变化趋势
分析磁场和电流的变化趋势是应用楞次定律的关键步骤,需要明确磁通量的变化 情况,以及感应电流的方向与原磁场方向的关系。
Hale Waihona Puke 定律的表述表述一感应电流的方向总是阻碍原磁场的变化。
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楞次定律的应用·典型例题解析
【例1】如图17-50所示,通电直导线L和平行导轨在同一平面内,金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路,ab可沿导轨自由滑动.当通电导线L向左运动时
[ ] A.ab棒将向左滑动
B.ab棒将向右滑动
C.ab棒仍保持静止
D.ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关
解析:当L向左运动时,闭合回路中磁通量变小,ab的运动必将阻碍回路中磁通量变小,可知ab棒将向右运动,故应选B.
点拨:ab棒的运动效果应阻碍回路磁通量的减少.
【例2】如图17-51所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图(a)所示的交流电i,则
[ ] A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸
B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥
C.t1时刻两线圈间作用力为零
D.t2时刻两线圈间作用力最大
解析:从t1到t2时间内,电流方向不变,强度变小,磁场变弱,ΦA↓,B线圈中感应电流磁场与A线圈电流磁场同向,A、B相吸.从t2到t3时间内,
I A反向增强,B中感应电流磁场与A中电流磁场反向,互相排斥.t1时刻,I A 达到最大,变化率为零,ΦB最大,变化率为零,I B=0,A、B之间无相互作用力.t2时刻,I A=0,通过B的磁通量变化率最大,在B中的感应电流最大,
但A在B处无磁场,A线圈对线圈无作用力.选:A、B、C.
点拨:A线圈中的电流产生的磁场通过B线圈,A中电流变化要在B线圈中感应出电流,判定出B中的电流是关键.
【例3】如图17-52所示,MN是一根固定的通电长导线,电流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让线圈的位置偏向导线左边,两者彼此绝缘,当导线中电流突然增大时,线框整体受力情况
[ ] A.受力向右
B.受力向左
C.受力向上
D.受力为零
点拨:用楞次定律分析求解,要注意线圈内“净”磁通量变化.
参考答案:A
【例4】如图17-53所示,导体圆环面积10cm2,电容器的电容C=2μ
F(电容器体积很小),垂直穿过圆环的匀强磁场的磁感强度B随时间变化的图线如图,则1s末电容器带电量为________,4s末电容器带电量为________,带正电的是极板________.
点拨:当回路不闭合时,要判断感应电动势的方向,可假想回路闭合,由楞次定律判断出感应电流的方向,感应电动势的方向与感应电流方向一致.
参考答案:0、2×10-11C;a;
跟踪反馈
1.如图17-54所示,铁心上分别绕有线圈L1和L2,L1与置于匀强磁场中的平行金属导轨相连,L2与电流表相连,为了使电流表中的电流方向由d到c,滑动的金属杆ab应当
[ ] A.向左加速运动
B.向左匀速运动
C.向右加速运动
D.向右减速运动
2.如图17-55所示,在线圈的左、右两侧分别套上绝缘的金属环a、b,在导体AB在匀强磁场中下落的瞬时,a、b环将
[ ] A.向线圈靠拢
B.向两侧跳开
C.一起向左侧运动
D.一起向右侧运动
3.如图17-56所示,固定在水平面内的两光滑平行金属导轨M、N,两根导体棒中P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时
[ ] A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁铁的加速度仍为g
D.磁铁的加速度小于g
4.如图17-57所示,a和b为两闭合的金属线圈,c为通电线圈,由于c 上电流变化,a上产生顺时针方向电流,下列说法中正确的是
[ ] A.c上的电流方向一定是逆时针方向
B.b上可能没有感应电流
C.b上的感应电流可能是逆时针方向
D.b上的感应电流一定是顺时针方向
参考答案
1.AD 2.B 3.AD 4.D.。