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第1单元 电磁感应现象 楞次定律.ppt

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?变式1:如图5所示,面积为S的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面成θ角,当线框以ab为轴顺时针方向转过90°时,穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ为 (  ) A.BScosθ B.-BS(sinθ+cosθ) C.BSsinθ D.BS 图5 解析:磁通量由磁感应强度在垂直于线框方向上的分量决定,开始时B与线框平面成θ角,磁通量Φ1=BSsinθ,线框平面按题意方向转动时,磁通量先减少再反向增大,当转过90°时,磁通量为负值,Φ2=-BScosθ,可见,磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ). 答案:B 【例2】 (2009年浙江卷)如图6所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是 (  ) 图6 A.a→b→c→d→a B.d→c→b→a→d C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d 解析:线框从右侧开始由静止释放,穿过线框平面的磁通量逐渐减少,由楞次定律可得感应电流的方向为d→c→b→a→d;过O点纵轴继续向左摆动过程中.穿过线框平面的磁通量逐渐增大,由楞次定律可得感应电流的方向仍为d→c→b→a→d,故B选项正确. 答案:B 高分通道 (1)判断感应电流方向的方法:①右手定则;②楞次定律. (2)应用楞次定律判断感应电流方向时,要注意按照如下步骤进行: ?变式2:电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图7所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 (  ) 图7 A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电 解析:磁铁下落,线圈中的磁通量发生变化,产生感应电流.由楞次定律可确定感应电流方向和电容器极板带电情况. 在N极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下,即线圈下端相当于电源正极,故可知D项正确. 答案:D 【例3】 如图8所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时(  ) A.P、Q将相互靠拢 B.P、Q将相互远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 图8 解析:可以用楞次定律确定P、Q中的感应电流方向,再根据左手定则确定感应电流受到的安培力来确定P、Q运动方向,根据感应电流的磁场的“阻碍”作用确定磁铁的加速度.还可以根据楞次定律的一些结论直接解答. 方法一:设磁铁下端为N极,如图9所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向.可见,P、Q将互相靠拢.由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果,所以,本题应选A、D. 图9 方法二:根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果,总要反抗产生感应电流的原因.本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近.所以,P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g,应选A、D. 答案:AD 高分通道 由于穿过闭合回路的磁通量发生变化而产生感应电流,感应电流的磁场总是要阻碍磁体和闭合回路间的相对运动.由此可判断磁体运动的加速度小于g,再由楞次定律的推广含义的应用可知,P、Q将相互靠拢. ?变式3:(2008年重庆卷)如图10,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 (  ) 图10 A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右 解析:考查楞次定律、安培力等知识点.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中先产生逆时针方向的感应电流后产生顺时针方向的感应电流,线圈先左侧受到向右下的安培力,后右侧受到向右上的安培力,因此FN先大于mg后小于mg,
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