1、14.3 楞次定律课堂 10 分钟达标1.如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若 ( )A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向【解析】选 D。金属环向上或向下运动时穿过金属环的磁通量不变,由产生感应电流的条件可知选项 A、B 错误;金属环向左侧直导线靠近,穿过金属环的合磁通量向外并且增强,根据楞次定
2、律可知,环上的感应电流方向为顺时针方向,选项 C 错误;金属环向右侧直导线靠近,穿过金属环的合磁通量向里并且增强,则环上的感应电流方向为逆时针方向,选项 D 正确。2.条形磁铁位于线圈 L 的正上方,N 极朝下,灵敏电流计 G、电容 C 与线圈 L 连成如图所示的电路。现使磁铁从静止开始加速下落,在 N 极接近线圈上端的过程中,流过 G的电流方向和电容器极板的带电情况是 ( )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】选 D。当磁铁 N 极向下运动,导致穿过线圈的磁通量变大,且方向向下,则由楞次定律可
3、得,线圈中产生感应电流的方向盘旋而下,螺线管下端相当于电源的正极,所以通过 G 的电流方向为从 b 到 a,而电容器下极板则带正电。故选 D。【补偿训练】(多选)如图,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形。则该磁场 ( )2A.逐渐增强,方向向外B.逐渐增强,方向向里C.逐渐减弱,方向向外D.逐渐减弱,方向向里【解析】选 C、D。回路变为圆形,面积增大,说明闭合回路的磁通量减少,所以磁场逐渐减弱,而磁场方向可能向外,也可能向里,故选项 C、D 正确。3.(2018大同高二检测)在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈 M 相接,如图所示,导轨上放一根导线 a
4、b,磁感线垂直于导轨所在平面。欲使 M 所包围的小闭合线圈 N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是 ( )A.匀速向右运动 B.减速向右运动C.匀速向左运动 D.加速向右运动【解析】选 B。导线匀速运动时,感应电动势不变,通过 M 的感应电流不变,通过 N 的磁通量不变,N 中不产生感应电流,故 A、C 错误。导线向右切割磁感线,产生的电流顺时针流过 M,速度减小,穿过 N 的磁通量减小,原磁场方向向里,所以感应电流磁场也向里,由安培定则可判断 N 上的感应电流为顺时针,B 正确;当速度增大时,穿过 N 的磁通量增大,由安培定则判断,N 上的感应电流为逆时针,D 错误。4.(能力挑战题
5、)磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为 2l 的正方形范围内,有一个电阻为 R、边长为 l 的正方形导线框 abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度 v 匀速通过磁场,如图所示,从 ab 进入磁场时开始计时。(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象。3(2)判断线框中有无感应电流。若有,请判断出感应电流的方向;若无,请说明理由。【解析】线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有 ab 边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd 两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有 cd 边在磁场中)。(1)线框进入磁场阶段:t 为 0 ,线框进入磁场中的面积与时间成正比,S= lvt,最后为=BS=B l2。线框在磁场中运动阶段:t 为线框磁通量为 =B l2,保持不变。线框离开磁场阶段:t 为 线框磁通量线性减小,最后为零。磁通量随时间变化的图象如图所示:(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中将产生感应电流。由右手定则可知,感应电流方向为逆时针方向。线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生。线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中将产生感应电流。由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向。答案:(1)见解析(2)线框进入磁场阶段,感应电流方向为逆时针方向;线框在磁场中运动阶段,无感应电流;线框离开磁场阶段,感应电流方向为顺时针方向。
