高考物理二轮复习 专项突破 感应电流的方向.ppt

感应电流的方向 楞次定律 一 楞次定律 表述一 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 表述二 感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动 表述三 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 对楞次定律的理解及解题的步骤 例1p159 例1p160 练习1例2例3 例4例5 p160 练习2例6例7例8例9例10 04年甘肃青海理综15 04年湖北理综19 04年江苏高考604年上海42005年全国卷 162005年北京卷212005年上海卷 11 感应电流的方向 楞次定律 二 右手定则 1 对楞次定律的理解 从磁通量变化的角度看 感应电流总要阻碍磁通量的变化 从导体和磁体的相对运动的角度来看 感应电流总要阻碍相对运动 2 楞次定律中 阻碍 的含意 阻碍不是阻止 可理解为 增反 减同 3 应用楞次定律解题的步骤 1 明确原磁场方向 2 明确穿过闭合回路的磁通量如何变化 3 由楞次定律确定感应电流的磁场方向 4 利用安培定则确定感应电流的方向 例1 在同一铁芯上绕着两个线圈 单刀双掷开关原来接在点1 现把它从1扳向2 试判断在此过程中 在电阻r上的电流方向是 如图所示 a 先由p q 再由q p b 先由q p 再由p q c 始终由q p d 始终由p q c p159 例1 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 开始运动到a位置 向外的磁通量增加 i的方向为顺时针 当dc边进入直导线右侧 直到线框在正中间位置b时 向外的磁通量减少到0 i的方向为逆时针 接着运动到c 向里的磁通量增加 i的方向为逆时针 当ab边离开直导线后 向里的磁通量减少 i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 p160 练1如图所示 在两根平行长直导线m n中 通以同方向 同强度的电流 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 自右向左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 a 沿abcda不变 b 沿dcbad不变 c 由abcda变成dcbad d 由dcbad变成abcda 分析 画出磁感应线的分布情况如图示 自右向左移动时 感应电流的磁场向外 所以感应电流为逆时针方向 b p160 练习2如图所示 a b c d为四根相同的铜棒 c d固定在同一水平面上 a b对称地放在c d棒上 它们接触良好 o点为四根棒围成的矩形的几何中心 一条形磁铁沿竖直方向向o点落下 则ab可能发生的情况是 a 保持静止 b 分别远离o点 c 分别向o点靠近 d 无法判断 c 思考 1 下图中 若磁场不变 使a向右运动 则b将向运动 右 2 若b减少 ab将如何运动 答 分别向两边远离 例2 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 在下落过程中线圈ii的平面保持与线圈i的平面平行且两圆心同在一竖直线上 则线圈ii从正上方下落到穿过线圈i直至在下方运动的过程中 从上往下看线圈ii a 无感应电流 b 有顺时针方向的感应电流 c 有先顺时针后逆时针的感应电流 d 有先逆时针后顺时针的感应电流 c 解 画出以mn为对称的面积相等的图形 如图示 则剩余部分的面积也相等 左侧剩余部分处的磁感应强度小于右侧剩余部分处的磁感应强度 所以向里的磁通量增大 感应电流的磁场方向向外 线框中感应电流方向沿acba c 例4 如图示 一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落 空气阻力不计 则在圆环的运动过程中 下列说法正确的是 a 圆环在磁铁的上方时 加速度小于g 在下方时大于g b 圆环在磁铁的上方时 加速度小于g 在下方时也小于g c 圆环在磁铁的上方时 加速度小于g 在下方时等于g d 圆环在磁铁的上方时 加速度大于g 在下方时小于g b 例5 如图所示 两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上 将一条形磁铁向左插入铝环 未穿出 的过程中 两环的运动情况是 a 同时向左运动 距离增大 b 同时向左运动 距离不变 c 同时向左运动 距离变小 d 同时向右运动 距离增大 c 例6 金属圆环的圆心为o 金属棒oa ob可绕o在环上转动 如图示 当外力使oa逆时针方向转动时 ob将 a 不动b 逆时针方向转动c 顺时针方向转动d 无法确定 解 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 即阻碍相对运动 b 例7 在水平面上有一固定的u形金属框架 框架上置一金属杆ab 如图示 纸面即水平面 在垂直纸面方向有一匀强磁场 则以下说法中正确的是 a 若磁场方向垂直纸面向外并增加时 杆ab将向右移动 b 若磁场方向垂直纸面向外并减少时 杆ab将向右移动 c 若磁场方向垂直纸面向里并增加时 杆ab将向右移动 d 若磁场方向垂直纸面向里并减少时 杆ab将向右移动 点拨 bs 杆ab将向右移动 s增大 增大 只有b减小 才能阻碍 增大 bd p159 例2 一个弹性导体做成的闭合线圈 垂直于磁场方向放置 如图示 当磁感应强度b发生变化时 观察到线圈所围的面积增大了 那么磁感应强度b的方向和大小变化的情况可能是 a b的方向垂直于线圈向里 并不断增大b b的方向垂直于线圈向里 并不断减小c b的方向垂直于线圈向外 并不断增大d b的方向平行于线圈向外 并不断减小 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 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 bd 例8 如图示 通电直导线cd右侧有一个金属框与导线在同一平面内 金属棒ab放在框架上 ab受磁场力向左 则cd中电流变化的情况是 a cd中通有由d c方向逐渐减小的电流b cd中通有由d c方向逐渐增大的电流c cd中通有由c d方向逐渐增大的电流d cd中通有由c d方向逐渐减小的电流 解 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 ab受磁场力向左 则闭合电路的面积要减小 由 bs s减小则b要增大才能阻碍磁通量的变化 所以cd中的电流增大 与电流的方向无关 bc 例9 如图示 一根足够长的绝缘滑杆ss 上套有一质量为m的光滑弹性金属环 在滑杆的正下方放置一很长的光滑水平木制轨道 并穿过金属环的圆心o 现将质量为m的条形磁铁以v0的初速度在轨道上向右运动 则 a n极或s极接近金属环时金属环都缩小b 磁铁靠近滑环将推动滑环一起运动c 磁铁穿过滑环后二者先后停下来d 滑环得到的电能为1 2 mv02 解 感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 磁铁靠近滑环 滑环中磁通量要增大 金属环面积缩小才能阻碍磁通量的增大 磁铁靠近滑环 有相对运动 滑环向右移动才能阻碍相对运动 由动量守恒定律 二者不可能停下来 cd错 ab 例10 如图为两组同心闭合线圈a b的俯视图 若内线圈a通有图示的方向的电流i1 则当i1增大时外线圈b中的感应电流i2的方向及i2受到的安培力f的方向分别是 a i2顺时针方向 f沿半径指向圆心 b i2顺时针方向 f沿半径背离圆心向外 c i2逆时针方向 f沿半径指向圆心 d i2逆时针方向 f沿半径背离圆心向外 注意 i1增大时 b中的磁通量增大 只有线圈b变大才能阻碍磁通量的增大 见下页 d 思考 今将一条形磁铁缓慢或迅速地插入闭合的螺线管中 这两个过程中 不发生变化的是 a 磁通量的变化率 b 磁通量的变化量 c 消耗的机械功 d 流过导线截面的电量 bd 例11 如下图所示 在同一水平面内有三个闭合线圈a b c 当a线圈中有电流通过时 它们的磁通量分别为 a b 与 c 下列说法正确的是 a a b cb a b cc a c bd a c b b 04年甘肃 青海理综15 如图所示 在x 0的区域内存在匀强磁场 磁场的方向垂直于xy平面 纸面 向里 具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内 线框的ab边与y轴重合 令线框从t 0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动 则线框中的感应电流i 取逆时针方向的电流为正 随时间t的变化图线i t图可能是下图中的哪一个 d 04年湖北理综19 一直升飞机停在南半球的地磁极上空 该处地磁场的方向竖直向上 磁感应强度为b 直升飞机螺旋桨叶片的长度为l 螺旋桨转动的频率为f 顺着地磁场的方向看螺旋桨 螺旋桨按顺时针方向转动 螺旋桨叶片的近轴端为a 远轴端为b 如图所示 如果忽略a到转轴中心线的距离 用e表示每个叶片中的感应电动势 则 a e fl2b 且a点电势低于b点电势b e 2 fl2b 且a点电势低于b点电势c e fl2b 且a点电势高于b点电势d e 2 fl2b 且a点电势高于b点电势 a 04年江苏高考6 如图所示 一个有界匀强磁场区域 磁场方向垂直纸面向外 一个矩形闭合导线框abcd 沿纸面由位置1 左 匀速运动到位置2 右 则 a 导线框进入磁场时 感应电流方向为a b c d ab 导线框离开磁场时 感应电流方向为a d c b ac 导线框离开磁场时 受到的安培力方向水平向右d 导线框进入磁场时 受到的安培力方向水平向左 d 04年上海4 4 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 bc 2005年全国卷 16 16 如图 闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁 磁铁的n极朝下 当磁铁向下运动时 但未插入线圈内部 a 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同 磁铁与线圈相互吸引b 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同 磁铁与线圈相互排斥c 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 磁铁与线圈相互吸引d 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 磁铁与线圈相互排斥 b 2005年北京卷21 21 现将电池组 滑线变阻器 带铁芯的线圈a 线圈b 电流计及开关如下图连接 在开关闭合 线圈a放在线圈b中的情况下 某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端p向左加速滑动时 电流计指针和右偏转 由此可以判断 a 线圈a向上移动或滑