2024_2025版高中物理第四章电磁感应阶段提升课学案新人教版选修3_2.docVIP

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库仑定律

学问体系·思维导图

考点整合·素养提升

考点右手定则、左手定则、安培定则和楞次定律

(1)楞次定律是推断感应电流方向的普遍规律,右手定则主要适用于导体切割磁感线的特别状况。

(2)感应电流的“效果”总是要“阻碍”引起感应电流的“缘由”,常见的有阻碍原磁通量的变更——增反减同;阻碍导体的相对运动——来拒去留;变更线圈的面积来“抗拒”磁通量的变更——增缩减扩;阻碍原电流的变更(自感现象)。利用以上楞次定律的扩展含义,可帮助我们对问题作出快速推断。

1.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面对里,当导体MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中 ()

A.有感应电流,且B被A吸引

B.无感应电流

C.可能有,也可能没有感应电流

D.有感应电流,且B被A排斥

【解析】选D。导体MN向右加速滑动,导体产生的感应电动势E=BLv增大,通过电磁铁A的电流增大,电磁铁A产生的磁感应强度变大,穿过金属环B的磁通量增大,B中产生感应电流,由楞次定律可知,为阻碍磁通量的增加,B被A排斥,向左运动,故D正确。故选D。

2.(2024·江苏高考)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变更会在环中产生顺时针方向感应电流的是 ()

A.同时增大B1减小B2

B.同时减小B1增大B2

C.同时以相同的变更率增大B1和B2

D.同时以相同的变更率减小B1和B2

【解析】选B。若产生顺时针方向的感应电流,则感应磁场的方向垂直纸面对里。由楞次定律可知,圆环中的净磁通量变更为向里的磁通量削减或者向外的磁通量增多,A错误,B正确。同时以相同的变更率增大B1和B2,或同时以相同的变更率减小B1和B2,两个磁场的磁通量总保持大小相同,所以总磁通量为0,不会产生感应电流,C、D错误。

【加固训练】

1.在一根软铁棒上绕有一组线圈,a、c是线圈的两端,b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上,导轨间有匀强磁场,方向垂直于导轨所在平面并指向纸内,如图所示。金属棒PQ在外力作用下左右运动,运动过程中保持与导轨垂直,且两端与导轨始终接触良好。下面说法正确的是 ()

A.PQ向左边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高

B.PQ向右边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高

C.PQ向左边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低

D.PQ向右边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低

【解析】选B。PQ向左边减速运动的过程中,依据右手定则可知电流方向为PQba,b的电势比a点的电势高,A错误;PQ向右边减速运动的过程中,依据右手定则可知电流方向为QPab,a的电势比b点的电势高;在螺线管中磁场方向向下,依据楞次定律可知电流从c点流出,c的电势比b点的电势高,故B正确;PQ做匀速直线运动,产生恒定的电流,线圈不会产生感应电流,bc等电势,故C、D错误。

2.(多选)将一段金属导线绕成如图甲所示的路径,并固定在水平面(纸面)内,ab边与kl边足够长且间距相等,abkl区域内有垂直纸面对外的匀强磁场I,cdef区域内有周期性变更的匀强磁场Ⅱ,其磁感应强度B随时间t变更的图象如图乙所示,垂直纸面对里为磁场Ⅱ的正方向,hi边置于垂直纸面对里的匀强磁场Ⅲ中,导体棒MN垂直ab放在ab和kl上,始终与ab、kl保持良好的接触,MN在外力的作用下从t=0时刻起先向右做匀速直线运动。则下列说法正确的是 ()

A.边hi在0～时间内受到的安培力方向肯定向右

B.边hi在～时间内受到的安培力方向肯定向左

C.边hi在～时间内受到的安培力肯定大于～T时间内受到的安培力

D.边hi在～时间内受到的安培力大小可能为零

【解析】选B、C。导体棒MN向右做匀速直线运动,由右手定则可知,MN切割磁感线产生的感应电流沿顺时针方向,电流I1==大小不变;由楞次定律可知,在0～时间内,cdef处产生的感应电流I2沿逆时针方向,由于不知道电流I1、I2的大小关系,电路总电流既可能沿顺时针方向,也可能沿逆时针方向,由左手定则可知,hi受到的安培力既可能向左,也可能向右,故A错误;由楞次定律可知,在～时间内,cdef处产生的感应电流沿顺时针方向,电路总电流沿顺时针方向,由左手定则可知,hi边受到的安培力向左,故B正确;由楞次定律可知,在～时间,cdef处产生的感应电流沿顺时针方向,与MN切割磁感线产生的感应电流方向相同,在～T时间内,cdef处产生的感应电流沿逆时针方向,与MN切割磁感线产生的感应电流方向相反,在～时间内感应电流大小大于～T内的感应电流,由F=BIL可知,边hi在～时间内受到的安培力肯定大于～T时间内受到的安培力,故C正确;由楞次定律可知,在～时间,c