電磁感應(yīng)中的“一定律三定則”問題
1.如圖1所示,兩個(gè)相同的鋁環(huán)穿在一根光滑桿上,將一根條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中,兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( )
圖1
A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距增大
B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距不變
C.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距變小
D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng),間距增大
解析:選C 將一根條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中,兩個(gè)環(huán)中均產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流將阻礙與磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以兩環(huán)均向左運(yùn)動(dòng)?拷盆F的環(huán)所受的安培力大于另一個(gè),又可判斷兩環(huán)在靠近。選項(xiàng)C正確。
2.如圖2所示,閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上,現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管中的過程中,則( )
圖2
A.小車將向右運(yùn)動(dòng)
B.使條形磁鐵向右插入時(shí)外力所做的功全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽罱K轉(zhuǎn)化為螺線管的內(nèi)能
C.條形磁鐵會(huì)受到向右的力
D.小車會(huì)受到向左的力
解析:選A 磁鐵向右插入螺線管中,根據(jù)楞次定律的擴(kuò)展含義“來拒去留”,磁鐵與小車相互排斥,小車在光滑水平面上受力向右運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中滿足能量守恒,由于小車動(dòng)能增加,外力做的功轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能和螺線管中的內(nèi)能,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。
3.如圖3所示,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是( )
圖3
A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
解析:選D 根據(jù)楞次定律的另一種表述判斷,磁鐵靠近線圈時(shí)兩者排斥,FN大于mg,磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)兩者吸引,FN小于mg,由于安培力阻礙兩者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以線圈一直有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。故選D。
4.(多選)如圖4所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)( )
圖4
A.P、Q將相互靠攏
B.P、Q將相互遠(yuǎn)離
C.磁鐵的加速度仍為g
D.磁鐵的加速度小于g
解析:選AD 本題考查用楞次定律判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題的“原因”是回路中磁通量增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g。
5.如圖5所示,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片自左向右滑動(dòng)時(shí),線框ab的運(yùn)動(dòng)情況是( )
圖5
A.保持靜止不動(dòng)
B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但電源極性不明,無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)的方向
解析:選C 本題考查了楞次定律的另一種表述,關(guān)鍵是分析出穿過閉合導(dǎo)線框的磁通量如何變化。由圖示電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),電路中電阻增大,電流減弱,則穿過閉合導(dǎo)線框ab的磁通量將減少,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流磁場(chǎng)將阻礙原磁通量的變化,線框ab只有順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),才能使穿過線框的磁通量增加。