第四章电磁感应
本章优化总结
专题一 “三定则一定律”的综合应用
1.右手定则与左手定则的区别
“因电而动”——用左手,“力”字的最后一笔向左钩,可以联想到用左手定则来判断安培力.
“因动而电”——用右手,“电”字的最后一笔向右钩,可以联想到用右手定则来判断感应电流方向.
2.右手螺旋定则(安培定则)与楞次定律的区别
“因电生磁”——用右手螺旋定则.
“因磁生电”——用楞次定律(或右手定则).
3.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较
名称
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基本现象
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应用的定则或定律
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电流的磁效应
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运动电荷、电流产生磁场
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安培定则
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磁场对电流的作用
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磁场对运动电荷、电流有作用力
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左手定则
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电磁感应
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部分导体做切割磁感线运动
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右手定则
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闭合回路磁通量变化
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楞次定律
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如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是( )
A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点
[思路点拨] ab匀速运动时,穿过右侧线圈的磁通量不变→cd等势;ab变速运动时→cd不等势→右手定则与安培定则结合即可判断.
[解析] 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时,金属棒产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点,可以判断b点电势高于a点.又左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流.当ab向右做加速运动时,由右手定则可推断φb>φa,电流沿逆时针方向.ab金属棒两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的,并且磁感应强度不断增强,所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针,而在右线圈组成的电路中,感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这个线圈看做电源,由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d,所以d点电势高于c点.
[答案] D
(1)区别“三定则一定律”的关键是抓住其中的“因果”关系,才能选择正确的规律处理问题.
(2)楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的联系:一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系,二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决相关物理问题的关键.
(2018·湖北武汉月考)如图所示,矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,直导线中的电流方向由M到N,导线框的ab边与直导线平行.若直导线中的电流减小,导线框中将产生感应电流,导线框会受到安培力的作用,则以下判断正确的是( )
A.导线框的ab和cd两条边所受安培力的方向相同
B.导线框的ad和bc两条边所受安培力的方向相同
C.导线框中电流方向a-d-c-b-a
D.导线框中电流方向a-b-c-d-a