考点3 楞次定律推论的综合应用

考点3 楞次定律推论的综合应用

例题.答案:D

解析:通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强.根据楞次定律可知,线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由右手定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,选项A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈a中的磁通量应变大,选项B错误;根据楞次定律可知,线圈a将阻碍磁通量的增大,因此,线圈a有缩小且远离螺线管的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,选项C错误、选项D正确.

变式.答案:B

解析:根据“来拒去留”可知,两环同时向左运动,又因两环中产生同向的感应电流,相互吸引,故两环间距又减小,选项B正确.

【高考对接】

1.答案:C

解析:小磁块下落过程中,在铜管P中产生感应电流,小磁块受到向上的磁场力,不做自由落体运动,而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落体运动,故选项A错误;根据功能关系知,在P中下落时,小磁块机械能减少,在Q中下落时,小磁块机械能守恒,故选项B错误;在P中加速度较小,在P中下落时间较长,选项C正确;由于在P中下落时要克服磁场力做功,机械能有损失,故知,落至底部时在P中的速度比在Q中的速度小,选项D错误.

2.答案:A

解析:感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化.在A图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少,磁通量发生变化,产生感应电流,受到安培力,阻碍系统的振动,故A正确;而B、C、D三个图均无此现象,故错误.

3.答案:D

4.答案:AB

解析:当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项A正确.如图所示,铜圆盘上存在许多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有滞后,选项B正确;在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零,选项C错误;圆盘中的电子定向移动不会产生定向移动的电流,因为圆盘本身不带电(圆盘内正负电荷代数和为零),故圆盘转动时没有因电子随圆盘定向移动形成的电流,选项D错误.

5.答案:AD

解析:开关闭合的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,选项A正确;开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电动势和感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来状态,选项BC错误;开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,选项D正确.

练 习

1.答案:C

解析:由安培定则得,载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外,右边的磁场方向垂直向里.当线圈向导线靠近时,则穿过线圈的磁通量变大,根据楞次定律可知:感应电流方向为dcba.当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合,穿过线圈的磁通量变小,则感应电流方向为abcd;当继续向右运动时,穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流方向为abcd;当远离导线时,由楞次定律可知,感应电流方向为dcba,故选项C正确.

2.答案:D

解析:圆环从位置a无初速释放,在到达磁场分界线之前,穿过圆环向里的磁感线条数增加,根据楞次定律可知,圆环内感应电流的方向为逆时针,圆环经过磁场分界线之时,穿过圆环向里的磁感线条数减少.根据楞次定律可知,圆环内感应电流的方向为顺时针;圆环通过磁场分界线之后,穿过圆环向外的磁感线条数减少,根据楞次定律可知,圆环内感应电流的方向为逆时针;因磁场在竖直方向分布均匀,圆环所受竖直方向的安培力平衡,故总的安培力沿水平方向.综上所述,正确选项为D.

3.答案:AD

解析: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项.

4.答案:A

解析:条形磁铁向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增加后减小,为阻碍磁通量的变化,线圈先有向下的运动趋势,后有向上的运动趋势,故FN先大于mg,后小于mg,选项A正确,选项B错误;条形磁铁相对线圈一直向右运动,为阻碍相对运动,线圈有向右运动的趋势,故摩擦力Ff一直向左,选项C错误;线圈中的磁通量先增加后减小,据楞次定律可知,感应电流的方向(俯视)先逆时针后顺时针,选项D错误.

5.答案:B

解析:据楞次定律的推论“增反减同”,b环中产生顺时针方向的感应电流,说明a中原电流可能顺时针减少,也可能逆时针增加,但b环有收缩的趋势,说明a环中的电流应与b环中的电流同向,同向电流相互吸引,才能使b环收缩,故a环中的电流只能是顺时针减少,因此带正电的a环只能顺时针减速旋转,选项B正确.