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第1講實(shí)驗(yàn)十五探究影響感應(yīng)電流方向的因素電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象,理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流方向的判斷方法,會(huì)用楞次定律及推論判斷感應(yīng)電流方向。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問(wèn)題。1.2.3.1.思考判斷(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量,就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(×)(2)穿過(guò)線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)。(√)(3)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(√)(4)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)方向相反。(×)(5)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻止引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化。(×)2.(人教版選擇性必修第二冊(cè)P29T2改編)如圖所示,CDEF是金屬框,框內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體AB向右移動(dòng)時(shí),金屬框中CD、EF邊的感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A.C→D,E→F B.D→C,E→FC.C→D,F(xiàn)→E D.D→C,F(xiàn)→E答案C考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素1.實(shí)驗(yàn)原理改變穿過(guò)閉合回路的磁通量,回路中有感應(yīng)電流,利用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向確定影響感應(yīng)電流方向的因素。2.實(shí)驗(yàn)操作(1)探究電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,電路圖如圖甲所示。(2)查明線圈繞向:觀察線圈,查明線圈繞向。(3)按如圖乙所示連接線圈和電流表,將磁體插入或抽出線圈,觀察電流方向。①磁體N極向下插入或向上拔出,觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向。②磁體S極向下插入或向上拔出,觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向。3.實(shí)驗(yàn)記錄與分析(1)以下面四種情況為例,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:圖號(hào)磁場(chǎng)方向及磁通量變化感應(yīng)電流的方向(從上往下看)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲磁場(chǎng)方向向下,磁通量增加逆時(shí)針向上乙磁場(chǎng)方向向上,磁通量增加順時(shí)針向下丙磁場(chǎng)方向向下,磁通量減少順時(shí)針向下丁磁場(chǎng)方向向上,磁通量減少逆時(shí)針向上(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁體的磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁體的磁場(chǎng)方向相同。4.注意事項(xiàng)(1)靈敏電流表滿偏電流很小,查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系時(shí),應(yīng)使用一節(jié)干電池。(2)電流表選用零刻度在中間的靈敏電流表,實(shí)驗(yàn)前要弄清線圈導(dǎo)線的繞向。(3)為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯,磁體要快速插入或抽出;進(jìn)行一種操作后等電流表指針回零后再進(jìn)行下一步操作。例1(2025·遼寧大連模擬)如圖所示是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么閉合開(kāi)關(guān)后,將A線圈迅速插入B線圈中,電流計(jì)指針將偏轉(zhuǎn)(選填“向左”“向右”或“不”)。
(2)連好電路后,并將A線圈插入B線圈中后,若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn),可采取的操作是。
A.插入鐵芯B.拔出A線圈C.變阻器的滑片向左滑動(dòng)(3)G為指針零刻度在中央的靈敏電流表,連接在直流電路中時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)情況如圖甲所示,即電流從電流表G的左接線柱進(jìn)入時(shí),指針也從中央向左偏。今把它與一線圈串聯(lián)進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn),則圖乙中的條形磁體的運(yùn)動(dòng)方向是向(選填“上”或“下”),圖丙中的條形磁體下端為極(選填“N”或“S”)。
答案(1)向右(2)B(3)下S解析(1)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,說(shuō)明穿過(guò)線圈B的磁通量增加,產(chǎn)生的感應(yīng)電流使指針向右偏轉(zhuǎn),那么閉合開(kāi)關(guān)后,將A線圈迅速插入B線圈中,線圈B中的磁通量也增加,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同,故電流計(jì)指針也將向右偏轉(zhuǎn)。(2)據(jù)前面分析有插入鐵芯會(huì)使得通過(guò)線圈B中的磁通量變大,則使靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn),故A錯(cuò)誤;拔出A線圈,會(huì)使得通過(guò)線圈B中的磁通量變小,則會(huì)使得靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),故B正確;變阻器的滑片向左滑動(dòng),則通過(guò)線圈A中的電流變大,從而會(huì)使得通過(guò)線圈B中的磁通量變大,從而靈敏電流計(jì)的指針仍會(huì)向右偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤。(3)依題意可知,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)線圈的電流是從上端流入、下端流出,則根據(jù)右手螺旋定則可知此時(shí)通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下,而此時(shí)恰好條形磁體的S極朝下,結(jié)合楞次定律,說(shuō)明引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上且磁通量在增大,可知條形磁體應(yīng)向下運(yùn)動(dòng);依題意有,可知圖丙實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)線圈的電流是從下端流入、上端流出,則根據(jù)右手螺旋定則可知線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,而條形磁體又向上遠(yuǎn)離線圈,結(jié)合楞次定律,說(shuō)明引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上且通過(guò)線圈的磁通量在減小,則可知條形磁體的下端為S極。跟蹤訓(xùn)練1.(2025·山東濟(jì)寧模擬)為探究影響感應(yīng)電流方向的因素,同學(xué)們做了如下實(shí)驗(yàn)。(1)小明同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。①部分實(shí)驗(yàn)記錄如下:i.實(shí)驗(yàn)得出所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為:當(dāng)電流從“+”接線柱流入電流表時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn)。ii.將條形磁體按如圖甲方式N極向下插入螺線管時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。判斷出螺線管中電流的方向,再判斷出螺線管中的感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向。iii.經(jīng)分析可得出結(jié)論:當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)方向(選填“相同”或“相反”)。
②關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是。
A.只有磁體N極向下插入螺線管,靈敏電流計(jì)指針才會(huì)向右偏轉(zhuǎn)B.將磁體的S極向下插入螺線管時(shí),靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)C.將磁體的S極向下插入螺線管時(shí),靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)D.將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度越大(2)小寧同學(xué)用如圖乙所示的電路研究感應(yīng)電流的方向。①將螺線管A插入螺線管B中,閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),則保持開(kāi)關(guān)閉合,將滑動(dòng)變阻器的滑片向左勻速移動(dòng),則電流計(jì)指針(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,某同學(xué)在開(kāi)關(guān)還沒(méi)斷開(kāi),A、B兩螺線管和鐵芯也沒(méi)分開(kāi)放置的情況下,直接用手去拆除某螺線管處的導(dǎo)線,突然被電擊了一下,則該同學(xué)被電擊是在拆除(選填“A”或“B”)螺線管所在電路時(shí)發(fā)生的。
答案(1)相反CD(2)向左A解析(1)由楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙條形磁體磁場(chǎng)的增加(增反減同),故感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)方向相反,故填“相反”。將磁體的S極向下插入螺線管后,向上將磁體拔出螺線管時(shí),靈敏電流計(jì)指針也會(huì)向右偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;由右手定則知,將磁體的S極向下插入螺線管時(shí),靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤,C正確;將磁體向下插入或向上抽出的速度越大,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度越大,D正確。(2)由題知,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,螺線管A中電流瞬間增加,電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),由實(shí)物圖知,將滑動(dòng)變阻器的滑片向左勻速移動(dòng),電路中總電阻減小,螺線管A中電流繼續(xù)增加,故電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),故填“向左”。拆除A螺線管電流時(shí),B螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙A螺線管中電流減小,A螺線管電流瞬間增加,故填A(yù)??键c(diǎn)二感應(yīng)電流的產(chǎn)生及方向的判斷判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法(1)用楞次定律判斷(2)用右手定則判斷①掌心——磁感線穿入。②拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。③四指——指向感應(yīng)電流的方向。例2(2023·海南卷,6)汽車測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,汽車可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd,埋在地下的線圈分別為1、2,通上順時(shí)針(俯視)方向電流,當(dāng)汽車經(jīng)過(guò)線圈時(shí)()A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上B.汽車進(jìn)入線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC.汽車離開(kāi)線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD.汽車進(jìn)入線圈2過(guò)程受到的安培力方向與速度方向相同答案C解析由右手螺旋定則可知,線圈1、2形成的磁場(chǎng)方向都是豎直向下的,A錯(cuò)誤;汽車進(jìn)入線圈1時(shí),穿過(guò)線圈abcd的磁通量增大,由楞次定律可判斷,線圈abcd中的感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb,同理,汽車離開(kāi)線圈1時(shí),穿過(guò)線圈abcd的磁通量減小,線圈abcd中的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd,故B錯(cuò)誤,C正確;汽車受到的安培力為阻力,與速度方向相反,D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練2.(2024·江蘇卷,10)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個(gè)線圈a、b,線圈a處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈b位于右側(cè)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,現(xiàn)將線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出,線圈a、b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別是()A.順時(shí)針,順時(shí)針 B.順時(shí)針,逆時(shí)針C.逆時(shí)針,順時(shí)針 D.逆時(shí)針,逆時(shí)針答案A解析將線圈a勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中,穿過(guò)線圈a的磁通量垂直紙面向里且不斷減小,由楞次定律可知,線圈a中的感應(yīng)電流在其內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,在其外部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,由安培定則可知,線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,C、D錯(cuò)誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律可知,線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變,線圈a被拉出磁場(chǎng),與線圈b的距離逐漸減小,則穿過(guò)線圈b的磁通量不斷增大,由楞次定律與安培定則可知線圈b中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍珹正確,B錯(cuò)誤。考點(diǎn)三楞次定律的推論及應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。根據(jù)引起感應(yīng)電流的情境,常見(jiàn)以下四種具體推論:推論例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”磁體靠近,B感、B原反向,二者相斥;磁體遠(yuǎn)離,B感、B原同向,二者相吸阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”注意:此結(jié)論只適用于磁感線單方向穿過(guò)回路的情境P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可移動(dòng)金屬棒,磁體下移,回路面積應(yīng)減小,a、b靠近B減小,線圈擴(kuò)張阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現(xiàn)象)合上S,B燈先亮,A燈逐漸變亮;再斷開(kāi)S,兩燈逐漸熄滅例3(多選)(2025·廣東梅州模擬)磁力小車如圖甲所示,用磁力小車做實(shí)驗(yàn),它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示,其中A、B是具有單向?qū)щ娦缘陌l(fā)光二極管(正向電阻為零,反向電阻為無(wú)窮大),與線圈C構(gòu)成閉合回路。實(shí)驗(yàn)前,磁力小車靜止在水平桌面上(不計(jì)一切阻力)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A.將強(qiáng)磁體N極快速靠近小車,二極管A將閃亮B.將強(qiáng)磁體S極快速靠近小車,二極管B將閃亮C.將強(qiáng)磁體N極快速靠近小車,小車將向右運(yùn)動(dòng)D.將強(qiáng)磁體S極快速靠近小車,小車將向左運(yùn)動(dòng)答案ABC解析將磁體N極快速靠近線圈,穿過(guò)線圈的磁通量增大,由“楞次定律”可知,整個(gè)回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,二極管A將閃亮,故A正確;將磁體S極快速靠近線圈,穿過(guò)線圈的磁通量增大,由楞次定律推論可知,整個(gè)回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則二極管B將閃亮,故B正確;不管是強(qiáng)磁體N極快速靠近小車,還是強(qiáng)磁體S極快速靠近小車,根據(jù)楞次定律的推論“來(lái)拒去留”,小車都將向右運(yùn)動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練3.(多選)某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁體,磁體N極朝上,電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈,線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合,從而減小對(duì)箱內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落到圖示位置時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.從上往下看,金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駼.從上往下看,金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駽.金屬線圈B對(duì)電梯轎廂下落有阻礙作用,A沒(méi)有阻礙作用D.金屬線圈B有收縮的趨勢(shì),A有擴(kuò)張的趨勢(shì)答案AD解析當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí),金屬線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,感應(yīng)電流的方向從上往下看是逆時(shí)針?lè)较?,B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時(shí)針?lè)较?,故B錯(cuò)誤,A正確;結(jié)合A、B的分析可知,當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí),金屬線圈A、B都在阻礙電梯下落,故C錯(cuò)誤;金屬線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),根據(jù)楞次定律推論“增縮減擴(kuò)”可知,線圈B有收縮的趨勢(shì),A有擴(kuò)張的趨勢(shì),故D正確。考點(diǎn)四“三定則、一定律”的應(yīng)用1.“三定則、一定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場(chǎng)力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動(dòng)生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電2.左、右手定則巧區(qū)分抓住“因果關(guān)系”才能無(wú)誤,“因動(dòng)而電”——用右手;“因電而動(dòng)”——用左手。例4(2024·北京卷,6)如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上,下列說(shuō)法正確的是()A.閉合開(kāi)關(guān)瞬間,線圈M和線圈P相互吸引B.閉合開(kāi)關(guān),達(dá)到穩(wěn)定后,電流表的示數(shù)為0C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,流過(guò)電流表的電流方向由a到bD.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左答案B解析閉合開(kāi)關(guān)瞬間,根據(jù)安培定則可知線圈M中突然產(chǎn)生向右的磁場(chǎng),根據(jù)楞次定律可知,線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左,因此線圈M和線圈P相互排斥,A錯(cuò)誤;線圈M中的磁場(chǎng)穩(wěn)定后,線圈P中的磁通量也不再變化,則線圈P產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0,電流表示數(shù)為0,B正確;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,線圈M中向右的磁場(chǎng)瞬間減為0,根據(jù)楞次定律可知,線圈P中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右,根據(jù)安培定則可知流過(guò)電流表的方向由b到a,C、D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練4.(2025·八省聯(lián)考四川卷,3)如圖所示,水平面MN下方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),紙面為豎直平面。不可形變的導(dǎo)體棒ab和兩根可形變的導(dǎo)體棒組成三角形回路框,其中ab處于水平位置,框從MN上方由靜止釋放,框面始終在紙面內(nèi),框落入磁場(chǎng)且ab未到達(dá)MN的過(guò)程中,沿磁場(chǎng)方向觀察,框的大致形狀及回路中的電流方向?yàn)?)答案C解析由楞次定律“增反減同”可知回路框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,根據(jù)左手定則可知左側(cè)導(dǎo)體棒所受安培力斜向右上方,右側(cè)導(dǎo)體棒所受安培力斜向左上方,框的大致形狀如選項(xiàng)C中所示,故C正確。A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1感應(yīng)電流的產(chǎn)生及方向的判斷1.(多選)(2025·八省聯(lián)考云南卷,8)法拉第在日記中記錄了其發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過(guò)程,某同學(xué)用現(xiàn)有器材重現(xiàn)了其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如圖所示,線圈P兩端連接到靈敏電流計(jì)上,線圈Q通過(guò)開(kāi)關(guān)S連接到直流電源上。將線圈Q放在線圈P的里面后,則()A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案AC解析開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,通過(guò)線圈Q的電流增加,穿過(guò)線圈P的磁通量增加,P中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A正確;開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,通過(guò)線圈Q的電流減小,則穿過(guò)線圈P的磁通量減小,P中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B錯(cuò)誤;保持開(kāi)關(guān)S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,穿過(guò)線圈P的磁通量減小,則P中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C正確,D錯(cuò)誤。2.(2025·江西贛州模擬)如圖甲所示為某電動(dòng)牙刷的無(wú)線充電示意圖,送電線圈以由a到b為電流的正方向,當(dāng)送電線圈通過(guò)如圖乙所示的電流時(shí),在0~t1時(shí)間內(nèi)()A.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大且方向由d到cB.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小且方向由d到cC.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大且方向由c到dD.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小且方向由c到d答案A解析在0~t1時(shí)間內(nèi),送電線圈電流減小,但是電流的變化率變大,穿過(guò)受電線圈的磁通量變化率變大,則受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變大,根據(jù)楞次定律可知,受電線圈中電流方向由d到c,故A正確。對(duì)點(diǎn)練2楞次定律的推論及應(yīng)用3.(多選)如圖所示,正方形金屬線框abcd固定在光滑水平桌面上,線框正上方有一磁體,下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)磁體向下靠近金屬線框時(shí),線框中產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流,線框有擴(kuò)大的趨勢(shì)B.當(dāng)磁體向下靠近金屬線框時(shí),線框中產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流,線框有縮小的趨勢(shì)C.當(dāng)磁體水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí),線框中產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流,線框有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)D.當(dāng)磁體水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí),線框中產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流,線框有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)答案BC解析線框所處位置磁場(chǎng)方向豎直向下,當(dāng)磁體靠近金屬線框時(shí),穿過(guò)線框的磁通量增加,由楞次定律和安培定則可知,回路中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda方向,由“增縮減擴(kuò)”規(guī)律可知,線框有縮小的趨勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;當(dāng)磁體水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí),通過(guò)線框的磁通量減小,由楞次定律和安培定則可知,回路中具有adcba方向的感應(yīng)電流,由“來(lái)拒去留”規(guī)律可知,線框有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是()A.線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流B.穿過(guò)線圈a的磁通量減小C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大答案D解析當(dāng)滑片P向下滑動(dòng)時(shí)電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知通過(guò)線圈b的電流增大,穿過(guò)線圈a的磁通量增加,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下;根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向(俯視)應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较?,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的產(chǎn)生總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因,因?yàn)榛蛳禄瑒?dòng)導(dǎo)致穿過(guò)線圈a的磁通量增加,由推論“增縮減擴(kuò)”可知線圈a應(yīng)有收縮的趨勢(shì),故C錯(cuò)誤;開(kāi)始時(shí)線圈a對(duì)桌面的壓力等于線圈a的重力,當(dāng)滑片向下滑動(dòng)時(shí),可以用“等效法”,即將線圈a和b看作兩個(gè)條形磁體,判斷知此時(shí)兩磁體的N極相對(duì),互相排斥,故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大,故D正確。5.如圖所示,在O點(diǎn)用細(xì)繩懸掛一個(gè)金屬圓環(huán),將條形磁體(N極在前)沿軸線方向從左側(cè)靠近圓環(huán),下列說(shuō)法正確的是()A.自左向右看圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針?lè)较駼.圓環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)C.圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)D.若圓環(huán)不閉合(有缺口)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流答案C解析條形磁體(N極在前)沿軸線方向從左側(cè)靠近圓環(huán),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)方向向左,所以根據(jù)右手螺旋定則,可知圓環(huán)中電流的方向自左向右看為逆時(shí)針?lè)较?,A錯(cuò)誤;根據(jù)“來(lái)拒去留”可知,圓環(huán)將向右運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;根據(jù)“增縮減擴(kuò)”可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì),C正確;若圓環(huán)不閉合(有缺口)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練3“三定則、一定律”的應(yīng)用6.(多選)(2025·遼寧朝陽(yáng)月考)如圖所示,螺線管導(dǎo)線的兩端與平行金屬板相接,一個(gè)帶正電的小球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬板間,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。若使一條形磁體從左向右靠近螺線管,則()A.小球向右擺動(dòng)B.小球向左擺動(dòng)C.螺線管的左端相當(dāng)于條形磁體的N極D.螺線管的左端相當(dāng)于條形磁體的S極答案AD解析當(dāng)磁體靠近螺線管時(shí),穿過(guò)螺線管的磁通量發(fā)生變化,從而導(dǎo)致螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),假設(shè)電路閉合,則由楞次定律和安培定則可知,感應(yīng)電流方向如圖所示,螺線管的左端相當(dāng)于條形磁體的S極,線圈相當(dāng)于電源,左端電勢(shì)高,所以帶正電小球?qū)⑾蛴覕[動(dòng),故B、C錯(cuò)誤,A、D正確。7.如圖所示,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(kāi)關(guān)閉合,最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),ab和cd兩棒的運(yùn)動(dòng)情況是()A.ab、cd都向左運(yùn)動(dòng) B.ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)C.ab向左,cd向右 D.ab向右,cd向左答案D解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí),接入電路的電阻增大,電路的電流大小變小,通電線圈的磁場(chǎng)減弱;根據(jù)安培定則由電流方向可確定通電線圈的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌向下;由于線圈處于兩棒中間,所以穿過(guò)兩棒和導(dǎo)軌所圍成面積的磁通量變小,由楞次定律推論“增反減同”可得,線框abdc中產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍cdba;最后根據(jù)左手定則可確定安培力的方向:ab棒處于垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng),且電流方向由b→a,則安培力方向向右;cd棒處于垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng),且電流方向由c→d,則安培力方向向左,即兩棒相互靠近,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。B級(jí)綜合提升練8.(多選)(2025·山東百校聯(lián)考)如圖所示,條形磁體掛在輕彈簧下端,磁體穿過(guò)固定的水平閉合金屬線圈。向下拉動(dòng)磁體放手后磁鐵會(huì)上下振動(dòng)一段時(shí)間,下列說(shuō)法正確的是()A.磁體的中點(diǎn)向下靠近線圈平面的過(guò)程中,俯視看線圈中感應(yīng)電流方向是順時(shí)針?lè)较駼.磁體向下運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈受到的安培力方向一定向上C.磁體向上運(yùn)動(dòng)且彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),磁體的加速度一定不小于gD.磁體向下運(yùn)動(dòng)且彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),磁體的加速度一定不小于g答案AC解析磁體的中點(diǎn)向下靠近線圈平面的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律及安培定則知線圈中感應(yīng)電流方向是順時(shí)針?lè)较?俯視),故A正確;由楞次定律和牛頓第三定律可知,金屬線圈對(duì)磁體的力總是阻礙磁體的運(yùn)動(dòng),所以磁體向下運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的金屬線圈的力向上,線圈受到的安培力方向向下,故B錯(cuò)誤;當(dāng)磁體向上運(yùn)動(dòng)且彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),磁體受到方向向下的重力,同時(shí)受到金屬線圈向下的力,所以加速度不小于g;當(dāng)磁體向下運(yùn)動(dòng)且彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),磁體受到向下的重力,同時(shí)受到方向向上的安培力,所以加速度不大于g,故C正確,D錯(cuò)誤。9.(2025·廣東肇慶月考)從置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬圓盤的中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線,與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上,如圖所示。導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是()A.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)B.圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)C.圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)D.圓盤逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向左運(yùn)動(dòng)答案C解析當(dāng)圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)橛蓤A心指向盤邊緣,線圈A中的磁場(chǎng)方向向下,且磁場(chǎng)在增強(qiáng),在線圈B回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒩指向b,根據(jù)左手定則可知ab棒所受安培力向左,將向左運(yùn)動(dòng),同理可知,圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng),圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),B線圈中無(wú)感應(yīng)電流,ab棒不受力,靜止不動(dòng),圓盤逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng),故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。10.航空母艦上飛機(jī)彈射起飛可以利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示,當(dāng)固定線圈上突然通入直流電流時(shí),靠近線圈左端放置的金屬環(huán)被彈射出去,如果在線圈左側(cè)同一位置先后分別放置用銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀完全相同的兩個(gè)閉合導(dǎo)線環(huán),且電阻率ρ銅<ρ鋁,閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,下列判斷正確的是()A.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駼.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C.電池正負(fù)極調(diào)換后,導(dǎo)線環(huán)將不能向左彈射D.若將銅環(huán)放在線圈右側(cè),銅環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)答案B解析由固定線圈的繞線方向和電流方向可以判斷出線圈的左端是N極,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S瞬間,磁場(chǎng)增大,穿過(guò)左側(cè)導(dǎo)線環(huán)的磁通量在增大,根據(jù)楞次定律可知,導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的感應(yīng)磁場(chǎng),由右手定則可以判斷出左側(cè)導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生從左側(cè)看順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故A錯(cuò)誤;由于電阻率ρ銅<ρ鋁,則銅環(huán)的電阻要小一些,在感應(yīng)電壓相同的情況下,產(chǎn)生的感應(yīng)電流大一些,故安培力也會(huì)大一些,故B正確;當(dāng)電池正負(fù)極調(diào)換后,固定線圈左端變成了S極,根據(jù)楞次定律可知,閉合開(kāi)關(guān),磁場(chǎng)增大,會(huì)產(chǎn)生排斥力,所以導(dǎo)線環(huán)也可以向左彈射,故C錯(cuò)誤;同理,若將銅環(huán)放在線圈右側(cè),銅環(huán)與線圈間也會(huì)產(chǎn)生排斥力,所以銅環(huán)將向右運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。11.(2025·重慶八中模擬)某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”,下表為該同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。N極插入N極拔出S極插入S極拔出原磁場(chǎng)方向向下向下向上向上A/B燈現(xiàn)象A燈亮B燈亮B燈亮A燈亮感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向向上向下向下向上(1)實(shí)驗(yàn)前先使用多用電表的歐姆擋對(duì)二極管正負(fù)極(二極管通正向電流時(shí),電流的流入端為二極管的正極,流出端為二極管的負(fù)極)進(jìn)行確認(rèn),某次測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒(méi)有偏轉(zhuǎn),說(shuō)明此時(shí)黑表筆接觸的是二極管的(選填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)由實(shí)驗(yàn)記錄可得當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁體在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(選填“相同”“相反”或“沒(méi)有關(guān)系”);當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁體在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(選填“相同”“相反”或“沒(méi)有關(guān)系”)。由此得出的結(jié)論是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的的變化。
(3)該同學(xué)利用上面實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論,在如圖所示裝置中進(jìn)行了一些操作,發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)(電流表指針的偏轉(zhuǎn)滿足左進(jìn)左偏,右進(jìn)右偏),該同學(xué)可能進(jìn)行了的操作是。
A.閉合開(kāi)關(guān)瞬間B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間C.開(kāi)關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)D.開(kāi)關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)答案(1)負(fù)極(2)相
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