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《第一節(jié)楞次定律》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題(本大題有7小題,每小題4分,共28分)1、當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如何?A.與原磁場(chǎng)方向相同B.與原磁場(chǎng)方向相反C.與原磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān)D.其他2、如果閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中進(jìn)行切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng),則該電路將如何響應(yīng)?A.產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),但不會(huì)有電流B.產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流,并且感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割的磁場(chǎng)方向相反C.沒(méi)有任何響應(yīng)D.產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流,并且感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割的磁場(chǎng)方向相同3、根據(jù)楞次定律,當(dāng)回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向總是:A.與原磁場(chǎng)方向一致B.與原磁場(chǎng)方向相反C.與原磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)D.與回路初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相反4、以下哪一情況不會(huì)導(dǎo)致閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流:A.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中沿磁場(chǎng)方向移動(dòng)B.磁鐵在閉合回路的磁場(chǎng)中靠近C.磁鐵在閉合回路的磁場(chǎng)中遠(yuǎn)離D.磁場(chǎng)強(qiáng)度在閉合回路的范圍內(nèi)均勻變化5、根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是:A.與原磁場(chǎng)的方向相同B.與原磁場(chǎng)的方向相反C.與原磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)D.與原磁場(chǎng)的方向相反或相同,取決于原磁場(chǎng)的強(qiáng)弱6、一個(gè)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),若要產(chǎn)生感應(yīng)電流,以下哪種情況是必須的:A.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)B.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)C.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)D.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)7、一個(gè)閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律,下列說(shuō)法正確的是()。A、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。B、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。C、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同。D、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向沒(méi)有關(guān)系。二、多項(xiàng)選擇題(本大題有3小題,每小題6分,共18分)1、題目:關(guān)于楞次定律,以下說(shuō)法正確的是:A、根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。B、如果磁通量增大,感應(yīng)電流的方向總是與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相同。C、楞次定律只適用于順時(shí)針?lè)较蚋淖兊拇艌?chǎng)。D、感應(yīng)電流的方向與引起它的原磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)。2、題目:以下關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律描述正確的有:A、法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)了磁通量的變化和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。B、楞次定律揭示了感應(yīng)電流總是阻礙原磁場(chǎng)變化的原因。C、當(dāng)磁場(chǎng)穿過(guò)一個(gè)閉合電路時(shí),若磁場(chǎng)強(qiáng)度增加,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小也相應(yīng)增加。D、法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律是互相獨(dú)立的。3、在以下情況中,哪些現(xiàn)象符合楞次定律?A、電路中的電流增大時(shí),線(xiàn)圈的感應(yīng)電流方向與電流增大的方向相同。B、當(dāng)磁鐵靠近閉合線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與磁鐵靠近時(shí)的磁場(chǎng)方向相反。C、閉合線(xiàn)圈在變化的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流方向總是阻礙線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)。D、電感線(xiàn)圈中的電流減小,電感線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)使電流的方向不變。三、非選擇題(前4題每題10分,最后一題14分,總分54分)第一題題干:一個(gè)閉合線(xiàn)圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直?,F(xiàn)將線(xiàn)圈以速度v沿磁場(chǎng)方向平移,試分析線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。解答案:線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=Bvl,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向垂直于線(xiàn)圈平面,遵循右手螺旋定則。解析:磁場(chǎng)中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E與磁通量變化率成正比。在本題中,線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以速度v沿磁場(chǎng)方向平移,沒(méi)有改變線(xiàn)圈與其他導(dǎo)體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),因此磁通量沒(méi)有發(fā)生變化。由于沒(méi)有磁通量的變化,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線(xiàn)圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此,正確答案為“線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為零”。原答案存在錯(cuò)誤,此處進(jìn)行更正。第二題題目:一根導(dǎo)線(xiàn)框放在均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線(xiàn)框平面?,F(xiàn)在,將導(dǎo)線(xiàn)框以恒定速度垂直于磁場(chǎng)方向向右平移時(shí),該導(dǎo)線(xiàn)框會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流。試解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)如何作用在導(dǎo)線(xiàn)框中,以及這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的方向如何決定(使用楞次定律)。第三題題目:電路中有一磁通量隨時(shí)間變化的線(xiàn)圈,下列說(shuō)法正確的是(
)A.線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向取決于線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的方向B.線(xiàn)圈中磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流與磁場(chǎng)方向相同C.線(xiàn)圈中磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同D.線(xiàn)圈的磁場(chǎng)變化越快,感應(yīng)電流越大,但方向不一定改變第四題題目:一閉合線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中以一定的速度從磁場(chǎng)外部垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)部,磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直。已知線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角為θ,磁場(chǎng)強(qiáng)度為B,線(xiàn)圈的面積為S,線(xiàn)圈的電阻為R。求:(1)線(xiàn)圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向;(2)線(xiàn)圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化量ΔΦ;(3)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。第五題題目:一個(gè)線(xiàn)圈水平放置在磁鐵附近,磁鐵從上方垂直向下移動(dòng),穿過(guò)線(xiàn)圈。磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向與線(xiàn)圈平面垂直。給出該過(guò)程中的磁場(chǎng)變化情況,并應(yīng)用楞次定律分析線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。《第一節(jié)楞次定律》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題(本大題有7小題,每小題4分,共28分)1、當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如何?A.與原磁場(chǎng)方向相同B.與原磁場(chǎng)方向相反C.與原磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān)D.其他答案:B解析:根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向總是要阻礙原磁場(chǎng)的變化。因此,當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反。2、如果閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中進(jìn)行切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng),則該電路將如何響應(yīng)?A.產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),但不會(huì)有電流B.產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流,并且感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割的磁場(chǎng)方向相反C.沒(méi)有任何響應(yīng)D.產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流,并且感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割的磁場(chǎng)方向相同答案:B解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中進(jìn)行切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),進(jìn)而產(chǎn)生電流。同時(shí),根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向要阻礙原磁場(chǎng)的變化,故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割的磁場(chǎng)方向相反。3、根據(jù)楞次定律,當(dāng)回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向總是:A.與原磁場(chǎng)方向一致B.與原磁場(chǎng)方向相反C.與原磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)D.與回路初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相反答案:B解析:根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是使它所激發(fā)的磁通量反抗引起它的磁通量的變化。因此,當(dāng)原磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向會(huì)與原磁場(chǎng)方向相反,以減小磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向會(huì)與原磁場(chǎng)方向相同,以增加磁通量,從而反抗磁通量的減少。所以,正確答案是B。4、以下哪一情況不會(huì)導(dǎo)致閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流:A.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中沿磁場(chǎng)方向移動(dòng)B.磁鐵在閉合回路的磁場(chǎng)中靠近C.磁鐵在閉合回路的磁場(chǎng)中遠(yuǎn)離D.磁場(chǎng)強(qiáng)度在閉合回路的范圍內(nèi)均勻變化答案:A解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電流的產(chǎn)生需要閉合回路中的磁通量發(fā)生變化。選項(xiàng)A中,線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中沿磁場(chǎng)方向移動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不發(fā)生變化,因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。而在B、C、D選項(xiàng)中,磁鐵的靠近、遠(yuǎn)離以及磁場(chǎng)強(qiáng)度的均勻變化都會(huì)導(dǎo)致回路中的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此,正確答案是A。5、根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是:A.與原磁場(chǎng)的方向相同B.與原磁場(chǎng)的方向相反C.與原磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)D.與原磁場(chǎng)的方向相反或相同,取決于原磁場(chǎng)的強(qiáng)弱答案:B解析:楞次定律指出,感應(yīng)電流的方向總是產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)的方向與引起感應(yīng)電流的磁通量的變化方向相反。因此,感應(yīng)電流的方向總是與原磁場(chǎng)的方向相反。6、一個(gè)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),若要產(chǎn)生感應(yīng)電流,以下哪種情況是必須的:A.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)B.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)C.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)D.線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)答案:B解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電流的產(chǎn)生需要磁通量的變化。當(dāng)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈與磁場(chǎng)之間的相對(duì)位置發(fā)生變化,導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此,線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)是必須的條件。其他選項(xiàng)均不會(huì)導(dǎo)致磁通量的變化,所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。7、一個(gè)閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律,下列說(shuō)法正確的是()。A、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。B、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。C、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同。D、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向沒(méi)有關(guān)系。答案:A解析:根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生阻礙原來(lái)磁通量變化的效果,這種效果可能是阻礙磁場(chǎng)的增加,也可能是減緩磁場(chǎng)的減少。所以,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙原來(lái)磁通量的變化。因此,選項(xiàng)A正確。選項(xiàng)B、C的說(shuō)法不準(zhǔn)確,因?yàn)楦袘?yīng)電流的磁場(chǎng)并不是總是與原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反或相同,而是阻礙原來(lái)的磁通量變化。選項(xiàng)D描述的情況是不太準(zhǔn)確的,因?yàn)槔愦味擅枋隽烁袘?yīng)電流的作用是阻礙原磁通量的變化。二、多項(xiàng)選擇題(本大題有3小題,每小題6分,共18分)1、題目:關(guān)于楞次定律,以下說(shuō)法正確的是:A、根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。B、如果磁通量增大,感應(yīng)電流的方向總是與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相同。C、楞次定律只適用于順時(shí)針?lè)较蚋淖兊拇艌?chǎng)。D、感應(yīng)電流的方向與引起它的原磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)。答案:AD解析:A項(xiàng)正確,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,因此感應(yīng)電流與原磁場(chǎng)方向相反時(shí),會(huì)阻礙磁通量的增加;相反,如果原磁通量減少,感應(yīng)電流會(huì)增強(qiáng),以阻礙磁通量的減少。B項(xiàng)錯(cuò)誤,當(dāng)磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流會(huì)阻礙這種增大。C項(xiàng)錯(cuò)誤,楞次定律不特指順時(shí)針?lè)较虻拇艌?chǎng)變化。D項(xiàng)正確,感應(yīng)電流的方向確實(shí)與原磁場(chǎng)方向無(wú)直接關(guān)系,而是取決于磁場(chǎng)的變化。2、題目:以下關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律描述正確的有:A、法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)了磁通量的變化和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。B、楞次定律揭示了感應(yīng)電流總是阻礙原磁場(chǎng)變化的原因。C、當(dāng)磁場(chǎng)穿過(guò)一個(gè)閉合電路時(shí),若磁場(chǎng)強(qiáng)度增加,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小也相應(yīng)增加。D、法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律是互相獨(dú)立的。答案:AB解析:A項(xiàng)正確,法拉第電磁感應(yīng)定律(法拉第定律)表明,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比。B項(xiàng)正確,楞次定律說(shuō)明了感應(yīng)電流的作用總是阻礙引起它的磁通量的變化,即感應(yīng)電流的方向與原磁通量的變化具有逆向因果關(guān)系。C項(xiàng)錯(cuò)誤,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率和變化時(shí)間(速率)有關(guān),而不僅僅是磁場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值。D項(xiàng)錯(cuò)誤,實(shí)際上,法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律是相互依存的,楞次定律可以看作是法拉第電磁感應(yīng)定律的特殊情況,即考慮了感應(yīng)電流方向的規(guī)律。3、在以下情況中,哪些現(xiàn)象符合楞次定律?A、電路中的電流增大時(shí),線(xiàn)圈的感應(yīng)電流方向與電流增大的方向相同。B、當(dāng)磁鐵靠近閉合線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與磁鐵靠近時(shí)的磁場(chǎng)方向相反。C、閉合線(xiàn)圈在變化的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流方向總是阻礙線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)。D、電感線(xiàn)圈中的電流減小,電感線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)使電流的方向不變。答案:B、C、D解析:A選項(xiàng)錯(cuò)誤,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是要使其產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。如果電流增大,線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與原磁場(chǎng)方向相反的感應(yīng)電流,而不是與電流增大方向相同。B選項(xiàng)正確,當(dāng)磁鐵靠近閉合線(xiàn)圈時(shí),磁通量增加,線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與磁鐵靠近時(shí)的磁場(chǎng)方向相反的感應(yīng)電流,符合楞次定律。C選項(xiàng)正確,根據(jù)楞次定律,當(dāng)閉合線(xiàn)圈在變化的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)阻礙線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)方向。D選項(xiàng)正確,電路中電流減小時(shí),電感線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向的電動(dòng)勢(shì),試圖維持電流的方向不變,這也符合楞次定律。三、非選擇題(前4題每題10分,最后一題14分,總分54分)第一題題干:一個(gè)閉合線(xiàn)圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直?,F(xiàn)將線(xiàn)圈以速度v沿磁場(chǎng)方向平移,試分析線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。解答案:線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=Bvl,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向垂直于線(xiàn)圈平面,遵循右手螺旋定則。解析:磁場(chǎng)中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E與磁通量變化率成正比。在本題中,線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以速度v沿磁場(chǎng)方向平移,沒(méi)有改變線(xiàn)圈與其他導(dǎo)體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),因此磁通量沒(méi)有發(fā)生變化。由于沒(méi)有磁通量的變化,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線(xiàn)圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此,正確答案為“線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為零”。原答案存在錯(cuò)誤,此處進(jìn)行更正。第二題題目:一根導(dǎo)線(xiàn)框放在均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線(xiàn)框平面?,F(xiàn)在,將導(dǎo)線(xiàn)框以恒定速度垂直于磁場(chǎng)方向向右平移時(shí),該導(dǎo)線(xiàn)框會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流。試解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)如何作用在導(dǎo)線(xiàn)框中,以及這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的方向如何決定(使用楞次定律)。答案:當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)框以恒定速度向右平移進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由于導(dǎo)線(xiàn)框中閉合回路的面積發(fā)生變化,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε。根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是抵抗原來(lái)磁場(chǎng)磁通量的變化。因此,在導(dǎo)線(xiàn)框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向會(huì)沿某個(gè)方向,以產(chǎn)生自感磁通,來(lái)抵抗原有的穿過(guò)導(dǎo)線(xiàn)框的外磁場(chǎng)變化。1.平移進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),外磁場(chǎng)的磁通量增加:磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)線(xiàn)框平面(即垂直進(jìn)入框內(nèi)),感應(yīng)電流方向遵循天線(xiàn)左右握住導(dǎo)線(xiàn)框,大拇指指向與外磁場(chǎng)方向相同(向里,垂直于框面指向框內(nèi))時(shí),導(dǎo)線(xiàn)框上的電流會(huì)得出右手定則中的方向,即右側(cè)電流方向?yàn)橄騼?nèi),左側(cè)為向外。這個(gè)方向上的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)增強(qiáng)原有磁通量的變化,抵抗磁通量增加。所以,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流將有一個(gè)方向,使得它產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)的方向相反,即其右側(cè)的感應(yīng)磁場(chǎng)方向與外磁場(chǎng)方向一致(向內(nèi)),左側(cè)的感應(yīng)磁場(chǎng)方向也一致(向內(nèi)),抵抗外磁場(chǎng)的增加。2.平移出磁場(chǎng)時(shí),外磁場(chǎng)的磁通量減少:當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)框從磁場(chǎng)中平移出來(lái)時(shí),原有的磁通量減少。依據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生抗磁通量減少的磁場(chǎng)方向,該磁場(chǎng)方向應(yīng)當(dāng)與外磁場(chǎng)減少的磁通量方向相反,即從導(dǎo)線(xiàn)框中迅速移出時(shí),內(nèi)外磁場(chǎng)方向重疊為一個(gè)方向一致(垂直框面指向框外)的增強(qiáng)磁場(chǎng)。所以,導(dǎo)線(xiàn)框上的電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向會(huì)使得其右側(cè)成為向外磁通的中心部分(右側(cè)為向外,左側(cè)為向內(nèi)),以抵抗外磁場(chǎng)的減少,使得框外磁通量減小的效果減緩,其方向相反。綜上所述,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的方向決定于哪一部分區(qū)間的磁場(chǎng)增加了還是減少了,即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)抵抗磁通量變化的方向。解析:對(duì)于理解楞次定律在實(shí)際應(yīng)用中的操作至關(guān)重要。通過(guò)題目的分析,我們不僅需要理解楞次定律本身,還要能夠基于磁場(chǎng)變化場(chǎng)景準(zhǔn)確推導(dǎo)出適當(dāng)方向的感應(yīng)電流。這個(gè)題目的設(shè)置不僅考察了對(duì)楞次定律的直接應(yīng)用,還要求學(xué)生能夠連接物理定律到具體情景分析,培養(yǎng)了解決物理問(wèn)題的邏輯思維與推理能力。第三題題目:電路中有一磁通量隨時(shí)間變化的線(xiàn)圈,下列說(shuō)法正確的是(
)A.線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向取決于線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的方向B.線(xiàn)圈中磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流與磁場(chǎng)方向相同C.線(xiàn)圈中磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同D.線(xiàn)圈的磁場(chǎng)變化越快,感應(yīng)電流越大,但方向不一定改變答案:C解析:根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是反抗引起它的磁通量的變化。A選項(xiàng)錯(cuò)誤:感應(yīng)電流的方向與線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的方向無(wú)直接關(guān)系,關(guān)鍵在于磁通量的變化。B選項(xiàng)錯(cuò)誤:當(dāng)線(xiàn)圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是與原磁場(chǎng)方向相反的,以抵消磁通量的增加。C選項(xiàng)正確:當(dāng)線(xiàn)圈的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)相同的磁場(chǎng),以阻止磁通量的減少。D選項(xiàng)錯(cuò)誤:感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)變化的速率成正比,即變化的速率越快,感應(yīng)電流越大,但方向依然取決于磁通量的變化方向。綜上所述,選C。第四題題目:一閉合線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中以一定的速度從磁場(chǎng)外部垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)部,磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直。已知線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角為θ,磁場(chǎng)強(qiáng)度為B,線(xiàn)圈的面積為S,線(xiàn)圈的電阻為R。求:(1)線(xiàn)圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向;(2)線(xiàn)圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化量ΔΦ;(3)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。答案:(1)線(xiàn)圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,感應(yīng)電流的方向是:垂直于磁場(chǎng)方向和線(xiàn)圈平面,即垂直于線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向,且與磁場(chǎng)方向成θ角。(2)線(xiàn)圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化量ΔΦ為:ΔΦ=B*S*sin(θ)-B*S*sin(90°-θ)ΔΦ=B*S*sin(θ)-B*S*cos(θ)(3)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為:E=ΔΦ/Δt其中,Δt為線(xiàn)圈從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間。由于線(xiàn)圈以一定的速度v進(jìn)入磁場(chǎng),所以Δt=S/v。將ΔΦ代入E的表達(dá)式中,得:E=(B*S*sin(θ)-B*S*cos(θ))/(S/v)E=B*v*(sin(θ)-cos(θ))解析:(1)根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是阻礙引起它的磁通量的變化。因此,當(dāng)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感
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