電磁感應現象-楞次定律

第十一章電磁感應微專題76電磁感應現象楞次定律1．理解“誰”阻礙“誰”及阻礙方式，理解“增反減同”“來拒去留”“增縮減擴”．會用“四步法”判斷感應電流的方向.2.楞次定律推論：(1)阻礙相對運動．(2)使回路面積有擴大或縮小的趨勢．(3)阻礙原電流的變化．1.如圖所示，變化的勻強磁場垂直穿過金屬框架MNQP，金屬桿ab在恒力F作用下沿框架從靜止開始運動，t＝0時磁感應強度大小為B0，為使ab中不產生感應電流，下列能正確反映磁感應強度B隨時間t變化的圖像是()答案C解析當通過閉合回路的磁通量不變時，則金屬桿ab中不產生感應電流，設金屬桿ab切割磁感線的有效長度為L，t＝0時，金屬桿ab距離MP邊的距離為x0，則金屬桿運動過程中穿過閉合回路的磁通量Φ＝B0Lx0＝BL(x0＋x)，對ab受力分析可知，ab不受安培力作用，做初速度為零的勻變速直線運動，設加速度為a，ab的質量為m，則a＝eq\f(F,m)，x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(Ft2,2m)，整理得eq\f(1,B)＝eq\f(1,B0)＋eq\f(F,2B0mx0)t2，即eq\f(1,B)－t圖像是開口向上的拋物線，C正確．2.如圖所示，報廢的近地衛(wèi)星離軌時，從衛(wèi)星中釋放一根導體纜繩，纜繩的下端連接有空心導體．纜繩以軌道速度v在地磁場B中運動，使得纜繩中產生感應電流．電荷向纜繩兩端聚集，同時兩端與電離層中的離子中和，使得電流持續(xù)．由于感應電流在地磁場中受到安培力的拖動，從而能加快廢棄衛(wèi)星離軌．設纜繩中電流處處相等，那么()A．纜繩中電流的方向由衛(wèi)星流向空心導體B．相同長度的纜繩受到安培力的大小相等C．纜繩受到安培力的方向與衛(wèi)星速度方向間的夾角大于90°D．由于安培力做負功，故在衛(wèi)星降軌的過程中，其動能一定減小答案C解析由右手定則可知，電流方向由空心導體流向衛(wèi)星，故A錯誤；因為地磁場不是勻強磁場，所以相同長度的纜繩受到的安培力大小不相等，故B錯誤；由左手定則可知，纜繩受到的安培力的方向與衛(wèi)星速度方向的夾角大于90?，故C正確；引力做正功，故D錯誤．3．(多選)如圖甲所示，金屬圓環(huán)放置在絕緣水平桌面上，在圓環(huán)的正上方有一個螺線管，規(guī)定電流從螺線管a端流入為正方向，在螺線管中通入如圖乙所示的電流后，金屬圓環(huán)始終未離開桌面．已知通電螺線管產生的磁場的磁感應強度與電流成正比，下列能正確反映金屬圓環(huán)中感應電流i′(以圖示方向為正方向)、金屬圓環(huán)對桌面的壓力F隨時間t的變化關系的是()答案AD解析0～1s時間內電流從a端流入，穿過圓環(huán)的磁場方向向上，磁通量增加，根據楞次定律可知感應電流產生的磁場方向應向下，由安培定則可知感應電流沿正方向．同理可知1～2s時間內電流方向為負方向，2～3s時間內感應電流方向為正方向，B項錯誤；由法拉第電磁感應定律得E＝eq\f(ΔB,Δt)S,1～2s時間內的感應電動勢為0～1s、2～3s時間內感應電動勢的2倍，A項正確；s時間內F＝mg＋Bi′L,2～3s時間內F＝mg－Bi′L，C項錯誤，D項正確．4．(2022·廣東韶關實驗中學高三月考)如圖所示，用輕繩將一條形磁體豎直懸掛于O點，在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質圓環(huán)．現將磁體從A處由靜止釋放，經過B、C到達最低處D，再擺到左側最高處E，圓環(huán)始終保持靜止，下列說法正確的是()A．磁體從B到C的過程中，圓環(huán)中產生逆時針方向的電流(從上往下看)B．磁體從A擺到D的過程中，圓環(huán)給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力C．磁體從A到D和從D到E的過程中，圓環(huán)受到摩擦力方向相反D．磁體在A、E兩處的重力勢能相等答案B解析從B到C的過程中，圓環(huán)中的磁場向上且磁通量增大，據“增反減同”可判斷產生順時針方向的電流(從上往下看)，A錯誤；擺到D處時，圓環(huán)中產生的感應電流有使圓環(huán)遠離，阻礙磁通量增大的趨勢，故給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力，B正確；由楞次定律的推論“來拒去留”可知，從A到D和從D到E的過程中，圓環(huán)受到摩擦力方向均向右，C錯誤；由于有部分機械能轉化為電能，故在A、E兩處的重力勢能不相等，D錯誤．5．(多選)光滑絕緣的水平面上放置兩個導線圈a、b，它們?yōu)橥膱A，a均勻帶電，b不帶電．現讓a繞圓心在水平面內轉動起來，發(fā)現b有收縮的趨勢，則下列說法正確的是()A．如果a帶正電，則可能沿順時針方向加速轉動B．如果a帶負電，則可能沿順時針方向減速轉動C．無論a帶何種電荷，一定加速轉動D．無論a帶何種電荷，一定減速轉動答案BD解析根據楞次定律可知，“增縮減擴”，因為b有收縮的趨勢，則b中的磁通量減小，所以a產生的磁場減弱，則a一定減速轉動，與電性和轉動方向無關．故選B、D.6.航空母艦上飛機彈射起飛可以利用電磁驅動來實現．電磁驅動原理如圖所示，當固定線圈上突然通入直流電時，靠近線圈左端放置的金屬環(huán)被彈射出去，在閉合開關S瞬間，下列判斷正確的是()A．從左側看環(huán)中感應電流沿逆時針方向B．金屬環(huán)的面積有收縮的趨勢C．電池正負極調換后，金屬環(huán)將不能向左彈射D．若將金屬環(huán)放在線圈右側再閉合開關S，環(huán)將向左運動答案B解析根據楞次定律，金屬環(huán)中產生順時針方向(從左側看)的感應電流，故A錯誤；根據楞次定律，線圈中磁通量增大，金屬環(huán)有收縮面積阻止磁通量增大的趨勢，故B正確；當電池正負極調換后，通過“增離減靠”的方法判斷，金屬環(huán)也可以向左彈射，故C錯誤；若將金屬環(huán)放在線圈右側，同理，環(huán)與線圈間也會產生排斥力，所以環(huán)將向右運動，故D錯誤．7.如圖所示，金屬圓盤置于垂直紙面向里的勻強磁場中，其中央和邊緣各引出一根導線與套在鐵芯上部的線圈A相連．套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導線接在兩根水平導軌上，導軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強磁場中．下列說法正確的是()A．圓盤順時針勻速轉動時，a點的電勢高于b點的電勢B．圓盤順時針加速轉動時，ab棒受到向左的安培力C．圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向右運動D．圓盤順時針減速轉動時，a點的電勢高于b點的電勢答案B解析當圓盤順時針勻速轉動時，線圈A中產生恒定的電流，那么穿過線圈B的磁通量不變，則線圈B中不產生感應電動勢，則a點的電勢等于b點的電勢，故A錯誤；由右手定則可知，圓盤順時針加速轉動時，感應電流從圓心流向邊緣，線圈A中產生的磁場方向向下且磁場增強．由楞次定律可知，線圈B中的感應磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的