
闭合电路的部分导体做切割磁感应运动时,感应电流的大小与速度的大小有关,速度越大,感应电流就越大。
【典例4】如图所示,水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时,PQ的电流方向及运动情况是( )
A.P→Q,向右运动 B.Q→P,向右运动 C.P→Q,向左运动 D.Q→P,向左运动
【答案】A
【详解】当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时,根据右手定则和安培定则可知,线圈中电流产生的磁场向上穿过线圈
,且穿过线圈
的磁通量增加;根据楞次定律可知,线圈
感应电流产生的磁场方向向下,根据右手螺旋定则可知通过金属棒PQ的电流方向由P→Q,根据左手定则可知,金属棒PQ受到的安培力向右,则金属棒PQ向右运动。
故选A。
【变式4-1】(23-24高二下·江苏南京·期中)如图所示,在闭合电键K后,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有( )
A.把滑动变阻器R的滑片右移 B.把线圈P中的铁芯抽出
C.把线圈Q靠近线圈P D.把电键K断开
【答案】C
【详解】A.根据题意。要使Q线圈产生图示方向的电流,由右手螺旋定则可知通过Q线圈的磁场方向从右向左,如图所示
闭合电键K后,把R的滑片右移,电路电阻增大,通过线圈P的电流减小,由右手螺旋定则可知Q中的磁场方向从左向右,且在减小,根据楞次定律,通过右边Q线圈磁场方向从左向右,Q线圈电流方向向下,与图示电流方向相反,故A错误;
B.闭合电键K后,将P中的铁芯从左边抽出,Q线圈中的磁场方向从左向右,且磁感应强度在减小,根据楞次定律,通过右边Q线圈磁场方向从左向右,Q线圈电流方向向下,与图示电流方向相反,故B错误;
C.闭合电键,将Q靠近P,Q中的磁场方向从左向右,且在增强,根据楞次定律,左边导线的电流向下,故C正确;
D.闭合电键K后,Q中的磁场方向从左向右,把电键K断开的瞬间,Q中的磁场突然消失,根据楞次定律,左边导线电流方向向上,故D错误。
故选C。
【变式4-2】(多选)(24-25高二上·广西柳州·阶段练习)如图所示,a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈,其中a位于螺线管左侧附近,b位于螺线管右侧附近,c位于螺线管中央的正上方,螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路,当开关S闭合瞬间,忽略三环中感应电流之间的相互作用力,则a、b、c小金属圆环线圈(不考虑形变)的运动情况是( )
A.如果电源左边是正极,a向左摆动,b向左摆动,c向左摆动
B.如果电源左边是负极,a向右摆动,b向右摆动,c向右摆动
C.如果电源左边是正极,从左边看,a、b的电流方向均是逆时针,c的电流方向是顺时针
D.无论电源正极在左边还是右边,a向左摆动,b向右摆动,c不动
【答案】CD
【详解】ABD.当开关S闭合瞬间,穿过线圈的磁通量增大,根据“来拒去留”可知,无论电源正极在左边还是右边,a向左摆动,b向右摆动,c不动,故AB错误,D正确;
C.如果电源左边是正极,a处磁场方向向右,b处磁场方向向右,c处磁场方向向左,根据楞次定律,从左边看,a、b的电流方向均是逆时针,c的电流方向是顺时针,故C正确。
故选CD。
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