如图所示,导体直导轨OM和PN平行且OM与x轴重合,两导轨间距为d,两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y轴方向的宽度按y=d的规律分布,两金属圆环固定在同一绝缘平面内,内、外圆环与两导轨接触良好,与两导轨接触良好的导体棒从OP开始始终垂直导轨沿x轴正方向以速度v做匀速运动,规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-x图象可能正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
D
【解析】
导体棒向右匀速运动切割磁感线产生感应电动势,e=Byv=Bdvsinx,大环内的电流为正弦交变电流;在第一个磁场区域的前一半时间内,通过大圆环的电流为顺时针增加的,由楞次定律可判断内球内a端电势高于b端,因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小,同理可知,在第一个磁场区域的后一半时间内,通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小;则由楞次定律可知,a环内电势低于b端,因电流的变化率逐渐变大,故内环的电动势变大;故D正确;ABC错误;故选D。
【点睛】
本题考查楞次定律的应用,要注意明确楞次定律解题的基本步骤,正确掌握并理解“增反减同”的意义,并能正确应用;同时解题时要正确审题,明确题意,不要被复杂的电路图所迷惑.
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:
登录并加入会员可无限制查看知识点解析