高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向教師用書 魯科版選修3-2

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第1節(jié)　感應(yīng)電流的方向 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的方向，理解楞次定律的內(nèi)容．(重點(diǎn)) 2．理解右手定則與楞次定律的關(guān)系；能區(qū)別右手定則和左手定則．(重點(diǎn)、難點(diǎn)) 3．能從能量守恒的角度來(lái)理解楞次定律． 4．會(huì)應(yīng)用楞次定律和右手定則解決有關(guān)問(wèn)題(重點(diǎn)) 探 究 感 應(yīng) 電 流 的 方 向　楞 次 定 律 1．實(shí)驗(yàn)探究 將螺線管與電流表組成閉合回路，分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出螺線管，如圖所示，記錄感應(yīng)電流方向． 甲　　　　　　　乙　　　　　　　丙　　　　　　丁 圖211 2．實(shí)驗(yàn)記錄 (1)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況． 圖號(hào) 磁場(chǎng)方向 感應(yīng)電流的方向(俯視) 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 歸納總結(jié) 甲 向下 逆時(shí)針 向上 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加 丙 向上 順時(shí)針 向下 (2)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況． 圖號(hào) 磁場(chǎng)方向 感應(yīng)電流方向(俯視) 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 歸納總結(jié) 乙 向下 順時(shí)針 向下 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少 丁 向上 逆時(shí)針 向上 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同． 4．楞次定律 感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．(另一種表述：感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因)． 1．在楞次定律中，阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身．(√) 2．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙磁通量，與磁通量方向相反．() 3．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可阻止原磁場(chǎng)的變化．() 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向總是相反嗎？ 【提示】　不是，由上面的探究實(shí)驗(yàn)分析可知，當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)原磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同．可概括為“增反減同”． 圖 探討1：如圖磁鐵插入線圈時(shí)，線圈中磁通量怎樣變化？有感應(yīng)電流嗎？ 【提示】　磁通量增加，有． 探討2：如圖磁鐵拔出線圈時(shí)，線圈中磁通量怎樣變化？?jī)纱胃袘?yīng)電流方向相同嗎？ 【提示】　磁通量減少，相反． 對(duì)楞次定律的理解 1．因果關(guān)系 楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過(guò)來(lái)影響原因． 2．“阻礙”的幾個(gè)層次 誰(shuí)阻 礙誰(shuí) 是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原磁場(chǎng))的磁通量的變化 阻礙 什么 阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身 如何 阻礙 當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同，即“增反減同” 結(jié)果 如何 阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化快慢，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行 3.楞次定律的另一類描述 感應(yīng)電流的效果，總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因．具體原因不同，反抗的形式也有所不同，具體情況見(jiàn)下表 產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 感應(yīng)電流的效果 磁通量增加或減少 增反減同 Φ增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生反向磁場(chǎng) Φ減少時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生同向磁場(chǎng) 磁體與回路間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 來(lái)拒去留 磁體靠近時(shí)，感應(yīng)電流利用磁場(chǎng)產(chǎn)生斥力 磁體遠(yuǎn)離時(shí)，感應(yīng)電流利用磁場(chǎng)產(chǎn)生引力 回路發(fā)生形變 增縮減擴(kuò) 回路面積增大時(shí)，感應(yīng)電流利用所受安培力使面積縮小；回路面積減小時(shí)，感應(yīng)電流利用所受安培力使面積擴(kuò)大 通過(guò)線圈自身的電流發(fā)生變化 增反減同 原電流增大時(shí)，感應(yīng)電流與之反向 原電流減小時(shí)，感應(yīng)電流與之同向 1.圖213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)電流的方向是(　　) 圖213 A．a(chǎn)→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】　一開始由下向上的磁通量在減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是d→c→b→a→d；越過(guò)豎直位置后，反向穿過(guò)的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向不變，B對(duì)． 【答案】　B 2.如圖214所示，一個(gè)N極朝下的條形磁鐵豎直下落，恰能穿過(guò)水平放置的固定矩形導(dǎo)線框，則 圖214 A．磁鐵經(jīng)過(guò)位置①時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向；經(jīng)過(guò)位置②時(shí)，沿adcb方向 B．磁鐵經(jīng)過(guò)位置①時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向；經(jīng)過(guò)位置②時(shí)，沿abcd方向 C．磁鐵經(jīng)過(guò)位置①和②時(shí)，線框中感應(yīng)電流都沿abcd方向 D．磁鐵經(jīng)過(guò)位置①和②時(shí)，線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向 【解析】　當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)位置①時(shí)，穿過(guò)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(chǎng)方向向上，阻礙磁通量的增加，根據(jù)安培定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿abcd方向．同理可判定當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)位置②時(shí)，感應(yīng)電流沿adcb方向． 【答案】　A 3．(多選)如圖215所示，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(　　) 圖215 A．P、Q將相互靠攏 B．P、Q將相互遠(yuǎn)離 C．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度小于g 【解析】　當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q將相互靠攏，故A正確，B錯(cuò)誤；磁鐵受向上的斥力，故磁鐵的加速度小于g，所以C錯(cuò)誤，D正確． 【答案】　AD 運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路 右 手 定 則 伸開右手，讓拇指與其余四指在同一個(gè)平面內(nèi)，使拇指與并攏的四指垂直；讓磁感線垂直穿入手心，使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向． 1．通過(guò)右手定則可判定感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．(√) 2．右手定則適用于判定閉合導(dǎo)體回路中的部分導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向．(√) 3．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體，相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì)．() 楞次定律與右手定則在使用范圍上有什么區(qū)別？ 【提示】　楞次定律適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象，而右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線的情況． 如圖216所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)． 圖216 探討1：根據(jù)楞次定律判斷導(dǎo)體棒ab中的電流方向？ 【提示】　b→a 探討2：能否找到一種更簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢？(提示：研究電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向三者之間的關(guān)系) 【提示】　右手定則 楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系 楞次定律 右手定則 區(qū) 別 研究 對(duì)象 整個(gè)閉合回路 閉合回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體 適用 范圍 各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象 只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況 應(yīng)用 用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便 用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便 聯(lián)系 右手定則是楞次定律的特例 4.如圖217所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(　　) 圖217 A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏? C．整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏? D．環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏? 【解析】　導(dǎo)體ef向右切割磁感線，由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流由e→f.而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左右兩部分構(gòu)成兩個(gè)閉合回路，故環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎h(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎? 【答案】　D 5．下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是(　　) 【解析】　判別導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時(shí)，可以用右手定則，也可以用楞次定律．A中電流方向由a→b，B中電流方向由b→a，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流方向由b→a. 【答案】　A 6．(多選)在北半球地磁場(chǎng)的豎直分量向下，飛機(jī)在我國(guó)上空勻速巡航，機(jī)翼保持水平，飛行高度不變．由于地磁場(chǎng)的作用，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差，設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U1，右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U2，則(　　) A．若飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高 B．若飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高 C．若飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高 D．若飛機(jī)從北往南飛，U2比U1高 【解析】　我國(guó)地處北半球，地磁場(chǎng)有豎直向下的分量，用右手定則判斷無(wú)論機(jī)翼向哪個(gè)水平方向切割磁感線，機(jī)翼中均產(chǎn)生自右向左的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，左側(cè)電勢(shì)高于右側(cè)． 【答案】　AC 右手定則的應(yīng)用 (1)右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，導(dǎo)體不運(yùn)動(dòng)不能應(yīng)用． (2)右手定則判定導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，四指的指向由低電勢(shì)指向高電勢(shì)． 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(四) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定(　　) A．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向 C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同 【解析】　 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙磁通量，它和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可以同向，也可以反向． 【答案】　C 2．如圖218所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下．當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(但未插入線圈內(nèi)部)(　　) 圖218 A．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 C．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 D．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 【解析】　當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以線圈上端為N極．根據(jù)安培定則，判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同． 【答案】　B 3．(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖219所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870023】 圖219 A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→C B．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→D C．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左 D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右 【解析】　AB棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則知，感應(yīng)電流的方向由B→A，故在CD中電流由C→D，A錯(cuò)，B對(duì)．再由左手定則判CD所受安培力為向右，C錯(cuò)，D對(duì)． 【答案】　BD 4．如圖2110所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的．若用磁鐵分別靠近這兩個(gè)圓環(huán)，則下面說(shuō)法正確的是(　　) 圖2110 A．圖中磁鐵N極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)被吸引，而后被推開 B．圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運(yùn)動(dòng) C．用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí)，B環(huán)被推斥，遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動(dòng) D．用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)均被排斥 【解析】　根據(jù)楞次定律的推廣含義，用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)均被排斥，遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)被吸引，A、B錯(cuò)誤，D正確；用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí)，B環(huán)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B環(huán)不動(dòng)，C錯(cuò)誤． 【答案】　D 5．如圖2111所示，導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I，當(dāng)線框由左向右勻速通過(guò)直導(dǎo)線的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870024】 圖2111 A．先abcd，后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba C．始終dcba D．先dcba，后abcd，再dcba 【解析】　線框在直導(dǎo)線左側(cè)時(shí)，隨著線框向右運(yùn)動(dòng)，磁通量增加，根據(jù)楞次定律線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba.在線框的cd邊跨過(guò)直導(dǎo)線后，如圖所示，根據(jù)右手定則ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閏→d.線框全部跨過(guò)直導(dǎo)線后，隨著向右運(yùn)動(dòng)，磁通量減少，根據(jù)楞次定律知線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba.故選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 6．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖2112所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證楞次定律．當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過(guò)固定的線圈時(shí)，通過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870025】 圖2112 A．a(chǎn)→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b 【解析】　條形磁鐵自上而下穿入線圈時(shí)，磁場(chǎng)方向向下，由楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，再應(yīng)用安培定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)，即b→G→a.同理可以判斷出條形磁鐵穿出線圈的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(俯視)，即a→G→b. 【答案】　D 7．如圖2113所示，一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎成如圖中abcd的形狀，在導(dǎo)線框中通以直流電，在框的正中間用絕緣的橡皮筋懸掛一個(gè)金屬環(huán)P，環(huán)與導(dǎo)線框處于同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)電流I增大時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870026】 圖2113 A．金屬環(huán)P中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏? B．橡皮筋的長(zhǎng)度增大 C．橡皮筋的長(zhǎng)度不變 D．橡皮筋的長(zhǎng)度減小 【解析】　導(dǎo)線框中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于紙面向里，當(dāng)電流I增大時(shí)，金屬環(huán)P中的磁通量增大，由楞次定律和安培定則可知金屬環(huán)P中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)對(duì)稱性及左手定則可知金屬環(huán)P所受安培力的合力方向向下，并且隨電流I的增大而增大，所以橡皮筋會(huì)被拉長(zhǎng)，故B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)． 【答案】　B 8．(多選)如圖2114所示，一用絕緣材料做的玩偶兩腳固定在矩形閉合線圈兩個(gè)邊上，現(xiàn)將其放置在水平薄板上，有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度)，當(dāng)磁鐵勻速向右通過(guò)線圈時(shí)，玩偶卻靜止不動(dòng)，那么下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2114 A．線圈受摩擦力方向一直向左 B．線圈受摩擦力方向先向左、后向右 C．感應(yīng)電流的方向順時(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針(從上向下看) D．感應(yīng)電流的方向順時(shí)針→逆時(shí)針(從上向下看) 【解析】　根據(jù)楞次定律“阻礙”的效果，阻礙導(dǎo)體、磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．當(dāng)蹄形磁鐵接近線圈時(shí)，線圈有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力方向向左，當(dāng)蹄形磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，兩者吸引，線圈仍有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力方向仍向左，A對(duì)，B錯(cuò)．穿過(guò)線圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的減少．由楞次定律知，從上往下看，感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針，再逆時(shí)針，最后順時(shí)針，C對(duì)，D錯(cuò)． 【答案】　AC [能力提升] 9．如圖2115所示，MN是一根固定的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€左邊，兩者彼此絕緣．當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時(shí)，線框整體受力情況為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870027】 圖2115 A．受力向右 B．受力向左 C．受力向上 D．受力為零 【解析】　本題可用兩種解法： 解法一：根據(jù)安培定則可知通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布如圖所示．當(dāng)直導(dǎo)線上電流突然增大時(shí)，穿過(guò)矩形回路的合磁通量(方向向外)增大，回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，因ad、bc兩邊對(duì)稱分布，所受的安培力合力為零．而ab、cd兩邊雖然通過(guò)的電流方向相反，但它們所在處的磁場(chǎng)方向也相反，由左手定則可知它們所受的安培力均向右，所以線框整體受力向右，A正確． 解法二：從楞次定律的另一表述分析可知當(dāng)MN中電流突然增大時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量增大，感應(yīng)電流引起的結(jié)果必是阻礙磁通量的增大，即線框向右移動(dòng)，故線框整體受力向右，A正確． 【答案】　A 10．如圖2116所示，在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自東向西穩(wěn)定、強(qiáng)大的直流電流．現(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線圈(線圈中串聯(lián)有靈敏電流計(jì)，圖中未畫出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置．不考慮地磁場(chǎng)的影響，且檢測(cè)線圈位于水平面內(nèi)．現(xiàn)使線圈從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過(guò)直導(dǎo)線的上方并繼續(xù)移動(dòng)至距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處，在此過(guò)程中，俯視檢測(cè)線圈，其中的感應(yīng)電流的方向是(　　) 圖2116 A．先順時(shí)針后逆時(shí)針 B．先逆時(shí)針后順時(shí)針 C．先逆時(shí)針后順時(shí)針，再逆時(shí)針 D．先順時(shí)針后逆時(shí)針，再順時(shí)針 【解析】　根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍的磁感線的分布特點(diǎn)，檢測(cè)線圈由遠(yuǎn)處移至直導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)有向下的分量，磁通量先增大后減小，由楞次定律和安培定則可知，線圈中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，當(dāng)檢測(cè)線圈由直導(dǎo)線正上方移至遠(yuǎn)處時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)有向上的分量，磁通量先增大后減小，由楞次定律和安培定則可知，線圈中的電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針，所以C正確． 【答案】　C 11.如圖2117所示，水平平行的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)＝1 m，左端接有定值電阻R＝2 Ω，金屬棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，PQ的電阻為r＝0.5 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下運(yùn)動(dòng)，求： 圖2117 (1)棒PQ中感應(yīng)電流的方向； (2)棒PQ中哪端電勢(shì)高； (3)棒PQ所受安培力的方向； (4)棒PQ的最大速度. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870028】 【解析】　(1)根據(jù)右手定則可知電流方向由Q→P. (2)棒PQ相當(dāng)于電源，電流在PQ上由負(fù)極流向正極，故P端電勢(shì)高． (3)由左手定則知，PQ棒所受安培力方向水平向左． (4)由于向左的安培力增大，故PQ棒做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F安＝F時(shí)，PQ棒的速度最大，設(shè)為v，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝BLv，回路電流：I＝.由F＝F安知F＝BIL，得：v＝＝5 m/s，方向水平向右． 【答案】　(1)Q→P　(2)P端　(3)水平向左 (4)5 m/s，方向水平向右 12.如圖2118所示，水平的平行虛線間距為d＝50 cm，其間有B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為l＝10 cm，線圈質(zhì)量m＝100 g，電阻為R＝0.20 Ω.開始時(shí)，線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣距離為h＝80 cm.將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等．(g取10 m/s2)，求： 圖2118 (1)線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生電流的大小和方向； (2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q. 【解析】　(1)線圈由1位置到2位置做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)在2位置時(shí)速度為v0 v＝2gh E＝Blv0 I＝ 由以上三式可得：I＝2 A 方向：逆時(shí)針． (2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2位置到3位置產(chǎn)生的電熱，而2、3位置動(dòng)能相同，由能量守恒Q＝mgd＝0.50 J. 【答案】　(1)2 A　逆時(shí)針　(2)0.50 J