某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时
A.N极从上向下靠近线圈时,将受到线圈的排斥力
B.S极从上向下远离线圈时,将受到线圈的排斥力
C.通过电流表的感应电流方向是先a→→b,后b→→a
D.通过电流表的感应电流方向是先b→→a,后a→→b
AD
【解析】
当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时,穿过线圈的磁通量向下,且先增加后减小,根据楞次定律判断感应电流的磁场方向,再结合右手螺旋定则判断感应电流的方向。
【详解】
A项:由“来拒去留”可知,N极从上向下靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增大,所以磁铁受到线圈的排斥力,故A正确;
B项:由“来拒去留”可知,S极从上向下远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,所以磁铁受到线圈的吸引力,故B错误;
C项:当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时,穿过线圈的磁通量向下,且先增加后减小,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,故感应电流的磁场先向上后向下,故感应电流先逆时针后顺时针(俯视),即先b→G→a,后a→G→b,故C错误,D正确。
故应选:AD。
【点睛】
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。
楞次定律与右手定则的关系:
“三定则一定律”的比较:
(1)电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程,电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用。因此要维持安培力存在,必须有 “外力”克服安培力做功。此过程中,其他形式的能转化为电能。“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能。当感应电流通过电器时,电能又转化为其他形式的能。
同理,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
(2)电能求解思路主要有三种:
①利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。
②利用能量守恒求解:其他形式能的减少量等于产生的电能。
③利用电路特征来求解:通过电源提供总能量IE或纯电阻电路中产生的焦耳热Q=I2RT来计算。
(3)基本解题思路
①明确研究对象(哪一部分闭合回路或哪一部分导体)和研究过程。
②对研究对象(运动的导体)受力分析,明确各个力的做功情况。
③分析研究对象的运动过程,明确各种能量的转化情况。
④选择恰当的规律列式求解。
(4)几种常用的功能关系
①导体所受的重力做功导致重力势能的变化:
②导体所受的合外力做功导致其动能的变化:
③导体所受的重力以外的力做功导致其机械能变化:
④滑动摩擦力做功导致系统内能增加: (指相对位移的大小)。
⑤安培力做功导致电能变化:克服安培力做的功等于电路中增加的电能,即。
说明此结论在电路中只有动生电动势时才成立,涉及感生电动势时此结论就不成立了。
广义的楞次定律:
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