《感应电流的安培力问题》感应电流的安培力问题 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《感应电流的安培力问题》感应电流的安培力问题

1单选题

老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)

A
磁铁插向左环，横杆发生转动
B
磁铁插向右环，横杆发生转动
C
无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D
无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

题目答案

B

答案解析

分析：

穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中会产生感应电流，感应电流受到磁场力的作用，横杆转动；

如果金属环不闭合，穿过它的磁通量发生变化时，只产生感应电动势，而不产生感应电流，环不受力的作用，杆不转动．

解答：

解：左环不闭合，磁铁插向左环时，不产生感应电流，环不受力，横杆不转动；

右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用，横杆转动；

故选B．

点评：

本题难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件，分析清楚图示情景即可正确解题．

纠错重做

2单选题

如图所示，光滑的水平桌面上放着两个彼此绝缘、靠得很近的完全相同的闭合的环形金属圈，原来均静止．当一条形磁铁的N极由上至下向着它们运动时，a、b两线圈将(　　)

A
均静止不动
B
彼此靠近
C
相互远离
D
都向上跳起

题目答案

C

答案解析

分析：

根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的变化，来判断a、b两线圈的运动情况．

解答：

解：当一条形磁铁的N极由上至下向着它们运动时，通过环形金属圈的磁通量要增加，引起的机械效果要阻碍磁通量增加，则a、b两线圈相互远离．故C正确，A、B、D错误．

故选C．

点评：

解决本题的关键理解楞次定律的表述，真正理解“阻碍”的作用．

纠错重做

3多选题

(多选)如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是(　　)

A
若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
B
若磁铁的S极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
C
无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力
D
无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力

题目答案

BD

答案解析

分析：

在磁铁进入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据磁场方向，由楞次定律判断感应电流的方向．通电线圈的磁场与条件磁铁相似，由安培定则判断线圈的极性，分析线圈与磁铁间的作用力．

解答：

解：A、若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时方向的感应电流．故A错误．

B、若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时方向的感应电流．故B正确．

C、D根据安培定则判断可知，当N极向下插入时，线圈上端相当于N极；当S极向下插入，线圈上端相当于S极，与磁铁的极性总相反，存在斥力．故C错误，D正确．

故选BD

点评：

本题是楞次定律的基本应用．对于电磁感应现象中，导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动．

纠错重做

4单选题

如图所示，两闭合圆线圈a和b，a通有顺时针方向的电流，b原来没有电流，当a靠近b时，下列哪种情况会发生(　　)

A
b线圈产生逆时针方向的电流，a、b相互吸引
B
b线圈产生逆时针方向的电流，a、b互相排斥
C
b线圈产生顺时针方向的电流，a、b互相吸引
D
b线圈产生顺时针方向的电流，a、b互相排斥

题目答案

D

答案解析

分析：

当线圈a通有顺时针方向的电流时，周围的磁场发生变化，即通过线圈b的磁通量发生变化，根据楞次定律结合右手螺旋定则判断出b线圈中感应电流的方向．根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的变化，确定线圈b有吸引还是排斥．

解答：

解：当线圈a通有顺时针方向的电流时，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈b的磁通量垂直向外，当a靠近b时，则磁通量增大，根据楞次定律，线圈b产生顺时针方向的电流，根据楞次定律的另一种表述，a、b互相排斥，从而阻碍磁通量的增加．故D正确，A、B、C错误．

故选：D．

点评：

解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及掌握楞次定律的另一种表述，感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化．

纠错重做

5单选题

如图所示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是(　　)

A
圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g
B
圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g
C
圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g
D
圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g

题目答案

B

答案解析

分析：

根据楞次定律判断圆环在磁铁上方与下方时受到的磁场力方向，然后由牛顿第二定律判断加速度与重力加速度的关系．

解答：

解：铜环闭合，铜环在下落过程中，穿过铜环的磁通量不断变化，铜环中产生感应电流；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，当铜环在磁铁上方时，感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，铜环受到的合力小于重力，加速度小于重力加速度g；当铜环位于磁铁下方时，铜环要远离磁铁，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，铜环受到的合力小于重力，加速度小于重力加速度g，所以选项ACD错误，B正确．

故选B．

点评：

本题考查了楞次定律的应用，应全面、正确理解楞次定律中“阻碍”的含义．

纠错重做

6单选题

如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中(　　)

A
通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B
通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引
C
通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
D
通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引

题目答案

C

答案解析

分析：

当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向上，根据右手螺旋定则判断感应电流的方向；根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用．

解答：

解：当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向上，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为b→a．

根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥．

综上所述：线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向为b→a，磁铁与线圈相互排斥．

故选：C

点评：

楞次定律应用的题目我们一定会做，大胆的去找原磁场方向，磁通量的变化情况，应用楞次定律判断即可．

纠错重做

7多选题

(多选)如图所示，一根长导线弯曲成“п”，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流I增大的过程中，下列叙述正确的是(

A
金属环中无感应电流产生
B
金属环中有逆时针方向的感应电流
C
悬挂金属环C的竖直线中拉力变大
D
金属环C一定仍保持静止状态

题目答案

BCD

答案解析

分析：

金属环C处于弯曲成“п”导线中，导线中通以如图所示的电流，则会产生垂直纸面向里的磁场，根据楞次定律来确定感应电流的方向，再根据左手定则，判断出安培力的方向，从而判断出金属线圈的受力与运动状况．

解答：

解：根据安培定则知，弯曲成“п”导线中电流的磁场方向为：垂直纸面向里，且大小增加．由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针，根据左手定则可知，安培力的方向指向圆心，由于弯曲成是“п”导线，所以金属环下边所受安培力小，因此导致金属环的拉力增大，但环仍处于静止状态，故BCD正确，A错误，

故选BCD．

点评：

解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向，以及学会根据楞次定律来确定感应电流的方向．同时会用左手定则判断安培力的方向．

纠错重做

8单选题

如图所示，在一个水平放置闭合的线圈中轴线的上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流(从上向下看)，那么下列选项中可以实现的是(　　)

A
磁铁上端为N极，磁铁向下运动
B
磁铁上端为N极，磁铁向上运动
C
磁铁上端为N极，磁铁向左运动
D
磁铁上端为N极，磁铁向右运动

题目答案

A

答案解析

分析：

根据图示电流方向，由安培定则判断出感应电流磁场方向；当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律判断出原磁场方向，从而判断出磁铁的磁极极性；然后再根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用．

解答：

解：A、由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，

由楞次定律可知，原磁场方向向上，因此磁铁的下端是S极，上端是N极，故A正确；

B、由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，

由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故B错误，

C、D、由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向左或向右运动时，穿过线圈的磁通量变小，

由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故CD错误；

故选：A．

点评：

楞次定律是高中物理的一个重点，也是常考内容，一定要正确、全面理解楞次定律含义，掌握应用楞次定律解题的思路与方法．

纠错重做

9多选题

(多选)如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度．)当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是(　　)

A
摩擦力方向一直向左
B
摩擦力方向先向左、后向或右
C
感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针
D
感应电流的方向顺时针→逆时针

题目答案

AC

答案解析

分析：

根据感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，我们可以这样理解：感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动．

解答：

解：AB中、当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原来磁场的方向相反，两个磁场产生相互排斥的作用力； 当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同，两个磁场产生相互吸引的作用力，所以感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动．

当磁铁匀速向右通过线圈时，N极靠近线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力．当N极离开线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力．所以整个过程线圈所受的摩擦力一直向左．故A正确，B错误．

CD中、当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原来磁场的方向相反； 当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同．当磁铁N极向右靠近线圈时，线圈中向上的磁场增加，感应电流的磁场向下，所以感应电流顺时针方向．当磁铁N极向右远离线圈时，线圈中向上的磁场减小，感应电流的磁场向上，所以感应电流逆时针方向．S极靠近时线圈时，向下的磁场增加，感应电流的磁场向上，所以感应电流逆时针方向．S极远离线圈时，向下的磁场减少，感应电流的磁场向下，所以感应电流顺时针方向．故C正确，D错误．

故选：AC

点评：

感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，我们可以这样理解：感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动，来使题目变得简单．

纠错重做