楞次、法拉弟电磁感应定律

2012 11 25 楞次定律 法拉弟电磁感应定律楞次定律 法拉弟电磁感应定律 1 一 楞次定律的应用一 楞次定律的应用 1 1 楞次定律的一般应用楞次定律的一般应用 判定感应电流方向的四个步骤 判定感应电流方向的四个步骤 明确原磁场方向明确原磁场方向 确定穿过回路的磁通量是增加还是减少确定穿过回路的磁通量是增加还是减少 根据楞次定律确定感应电流的磁场方向根据楞次定律确定感应电流的磁场方向 用右手螺旋定则确定感应电流的方向用右手螺旋定则确定感应电流的方向 例 1 如图所示 空间有一矩形线圈 abcd 和一根无限长通电直导线 EF ab 及 cd 边与导线平行 在纸面 内线圈从导线的左边运动到右边的整个过程中 线圈中感应电流的方向为 A A 先为 abcda 然后 adcba 再 abcda B 先为 adcba 然后 abcda 再 adcba C 始终 abcda D 始终 adcba 例 2 上图中 1 k 接通时乙回路有感应电流产生吗 方向如何 b a 2 若滑动变阻器的滑片向右滑动 有感应电流产生吗 方向如何 a b 3 若滑动变阻器的滑片向左滑动 有感应电流产生吗 方向如何 b a 2 2 对楞次定律中对楞次定律中 阻碍阻碍 的理解的理解 阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化 例 3 如图 13 1 所示 ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导线框 当 滑线变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动时 线框 ab 将 C A 保持静止不动 B 逆时针转动 C 顺时针转动 D 发生转动 但因电源极性不明 无法确定转动方向 阻碍导体和磁体之间的相对运动阻碍导体和磁体之间的相对运动 例 4 如图所示 a b都很轻的铝环 环a是闭合的 环b不闭合 a b环都固定在一根可绕O点自由转 动的水平细杆上 此时整个装置静止 下列说法中正确的是 BD A 使条形磁铁N极垂直a环靠近a a靠近磁铁 B 使条形磁铁N极垂直a环远离a a靠近磁铁 C 使条形磁铁N极垂直b环靠近b b靠近磁铁 D 使条形磁铁N极垂直b环靠近b b将不动 例 5 如图 12 1 3 所示 通有稳恒电流的螺线管竖直放置 闭合铜环 R 沿螺线管的轴线加速下落 在 下落过程中 环面始终保持水平 铜环先后经过轴线 1 2 3 位置时的加速度分别为 1 a 位置 2 处于螺线管的中心 位置 1 3 与位置 2 等距离 则 ABD 2 a 3 a A g B g C D 1 a 2 a 3 a 1 a 1 a 3 a 2 a 3 a 1 a 2 a 例 6 如图所示 平行导体滑轨 MM NN 水平放置 固定在匀强磁场中 磁场的方向与水平面垂直向 下 滑线 AB CD 横放其上静止 形成一个闭合电路 当 AB 向右滑动时 电路中感应电流的方向及滑线 CD 受到的磁场力的方向分别为 C A 电流方向沿 ABCDA 受力方向向右 B 电流方向沿 ABCDA 受力方向向左 C 电流方向沿 ADCBA 受力方向向右 D 电流方向沿 ADCBA 受力方向向左 二 二次感应问题二 二次感应问题 一个回路中磁通量发生变化 在回路中产生感应电流 那么 一个回路中磁通量发生变化 在回路中产生感应电流 那么 1 1 若此电流是变化的 则它会在邻近的 若此电流是变化的 则它会在邻近的 另一回路产生感应电流 另一回路产生感应电流 2 2 若此电流是恒定的 则它不会在邻近的另一回路中产生感应电流 若此电流是恒定的 则它不会在邻近的另一回路中产生感应电流 例 7 如图所示 水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ MN 当 PQ 在外 力作用下运动时 MN 在磁场力作用下向右运动 PQ 所做的运动可能是 BC A 向右匀加速运动 B 向左匀加速运动 2012 11 25 楞次定律 法拉弟电磁感应定律楞次定律 法拉弟电磁感应定律 2 C 向右匀减速运动 D 向左匀减速运动 例 8 如图 13 4 a 所示 竖直放置的螺线管与导线 abcd 构成回路 导线所围区域内 有一垂直纸面向里变化的匀强磁场 螺线管下方水平桌面上有一导体圆环 导线 abcd 所围区域内磁场的磁感强度按图 13 4 b 中哪一图线所表示的方式随时间变化时 导体圆环将受到向下的磁场作用力 B 三 电路中电势高低的判定三 电路中电势高低的判定 方法 把产生感应电动势的那部分电路当做电源的内电路 再判断该电源方法 把产生感应电动势的那部分电路当做电源的内电路 再判断该电源 的正负极 对于一个闭合回路来说电源内电路的电流是从负极流向正极 的正负极 对于一个闭合回路来说电源内电路的电流是从负极流向正极 电源外电路的电流是从高电势流向低电势电源外电路的电流是从高电势流向低电势 例 9 如图所示 两个线圈套在同一个铁芯上 线圈的绕向在图中已标明 左线圈连着平行导 轨 M 和 N 导轨电阻不计 在导轨垂直方向上放着金属棒 ab 金属棒处于垂直纸面向外的匀 强磁场中 下列说法中正确的是 BD A 当金属棒向右匀速运动时 a 点电势高于 b 点 c 点电势高于 d 点 B 当金属棒向右匀速运动时 b 点电势高于 a 点 c 点与 d 点等电势 C 当金属棒向右加速运动时 b 点电势高于 a 点 c 点电势高于 d 点 D 当金属棒向右匀加速运动时 b 点电势高于 a 点 d 点电势高于 c 点 四 法拉第电磁感应定律四 法拉第电磁感应定律 1 1 在电磁感应现象中产生感应电动势大小 跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比 公式 在电磁感应现象中产生感应电动势大小 跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比 公式 t nE 2 2 导体做切割磁感线运动时 产生感应电动势的计算公式为 导体做切割磁感线运动时 产生感应电动势的计算公式为 式中 式中为导体运动方向与为导体运动方向与 sinBLE 磁感线方向的夹角 磁感线方向的夹角 例 10 如图所示 在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd 其边长为L 总电阻为R 放在磁感应强度为B 方向竖直向下的匀强磁场的左边 图 中虚线MN为磁场的左边界 线框在大小为F的恒力作用下向右运动 其中ab边保 持 与MN平行 当线框以速度v0进入磁场区域时 它恰好做匀速运动 在线框进入磁场 的过程中 1 线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少 BLV0 2 求线框a b两点的电势差 3BLV0 4 3 求线框中产生的焦耳热 B2L3V0 R B1均匀减小均匀减小 M N a bd c 2012 11 25 楞次定律 法拉弟电磁感应定律楞次定律 法拉弟电磁感应定律 3 1 关于感应电动势大小的下列说法中 正确的是 D A 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大 B 线圈中磁通量越大 产生的感应电动势一定越大 C 线圈放在磁感强度越强的地方 产生的感应电动势一定越大 D 线圈中磁通量变化越快 产生的感应电动势越大 2 如图所示 M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨 导轨间距为L磁感 应强度为B的匀强磁场 与导轨所在平面垂直 ab与ef为两根金属杆 与导轨垂直且可 在 导轨上滑 动 金属杆ab上有一伏特表 除伏 特表外 其他部分电阻可以不计 则下 列 说法正确的是 AC A 若ab固定ef以速度v滑动时 伏特表读数为BLv B 若ab固定ef以速度v滑动时 ef两点间电压为零 C 当两杆以相同的速度v同向滑动时 伏特表读数为零 D 当两杆以相同的速度v同向滑动时 伏特表读数为 2BLv 3 如图 9 2 所示 匀强磁场存在于虚线框内 矩形线圈竖直下落 如果线圈受到的磁场 力总小于其重力 则它在 1 2 3 4 位置 时的加速度关系为 B A a1 a2 a3 a4 B a1 a3 a2 a4 C a1 a3 a4 a2 D a4 a2 a3 a1 4 如图 9 3 所示 通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环 铜环平面与螺线管截面平行 当 电 S 接通一瞬间 两铜环的运动情况是 A A 同时向两侧推开 B 同时向螺线管靠拢 C 一个被推开 一个被吸引 但因电源正负极未知 无法具体判断 D 同时被推开或同时向螺线管靠拢 但因电源正负极未知 无法具体判断 5 飞机在我国上空匀速巡航 机翼保持水平 飞机高度不变 由于地磁场的作用 金属机翼上有电势差 设飞行员左方机翼末端处的电势为 U1 右方机翼末端处的电势为 U2 AC A 若飞机从西往东飞 U1比 U2高 B 若飞机从东往西飞 U2比 U1高 C 若飞机从南往北飞 U1比 U2高 D 若飞机从北往南飞 U2比 U1高 6 如图所示 闭合导线框的质量可以忽略不计 将它从图示位置匀速拉出匀强磁场 若第一次用 0 3s 时间拉出 外力所做的功为 W1 通过导线截面的电量为 q1 第二次用 0 9s 时间拉出 外力所做的功为 W2 通过导线截面的电量为 q2 则 C A W1 W2 q1 q2B W1 W2 q1 q2 C W1 W2 q1 q2D W1 W2 q1 q2 7 如图所示 一闭合直角三角形线框以速度 v 匀速穿过匀强磁场区域 从 BC 边进入磁场区开始计时 到 A 点离开磁场区止的过程中 线框内感应电流的情况 以逆时针方向为电流的正方向 是如图所示中的 A 图 9 2 2012 11 25 楞次定律 法拉弟电磁感应定律楞次定律 法拉弟电磁感应定律 4 8 在图 9 8 虚线所围区域内有一个匀强磁场 方向垂直纸面向里 闭合矩形线圈abcd在磁场中做 匀速运动 线圈平面始终与磁感线垂直 在图示 位置时ab边所受磁场力的方向向上 那么整个线 框正在向 右 方运动 9 把一线框从一匀强磁场中匀速拉出 如图所示 第一次拉出的速率是 v 第二次拉出速率是 2 v 其它条件不变 则前后两次拉力大小之比是1 2 拉力功率之比是 1 4 线框产生的热量之比是1 2 通过导线截面的电量之比 是1 1 10 如图所示 PN 与 QM 两平行金属导轨相距 1m 电阻不计 两端分别接有电 阻 R1和 R2 且 R1 6 ab 导体的电阻为 2 在导轨上可无摩擦地滑动 垂直穿 过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为 1T 现 ab 以恒定速度 v 3m s 匀速向右移 动 这时 ab 杆上消耗的电功率与 R1 R2消耗的电功率之和相等 求 1 R2的阻值 3 2 R1与 R2消耗的电功率分别为多少 0 375W 0 75W 2 拉 ab 杆的水平向右的外力 F 为多大 0 75N 11 如图所示 截面积 S 0 2m2 n 100 匝的圆形线圈 A 处在匀强磁场中 磁感应强度随时间变化的规律 B 0 6 0 02t T 开始时开关 S 闭合 R1 4 R2 6 C 30 F 线圈内阻不 计 求 1 闭合开关 S 后 通过 R2的电流大小 0 04A 2 闭合开关 S 一段时间后又断开 断开后通过 R2的电荷量 7 2 10 6C 12 如图 9 13 所示 两根足够长的直金属导轨 平行放置 两导轨间距为 两点间MNPQ 0 LMP 接有阻值为R的电阻 一根质量为m的均匀直金属杆放在两导轨上 并与导轨垂直 整套装置处于ab 磁感应强度