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首页 高中物理知识 楞次定律 电磁感应现象中的磁变类问题 电磁感应现象中的切割类问题 试题正文
  • 单选题
    如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置从位置l开始由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，圆环面与磁场垂直，A、B为该磁场的竖直边界，位置1与位置4在同一水平高度，若不计空气阻力，则（　　）
    A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度（即位置4）
    B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流
    C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大
    D．圆环最终将静止在平衡位置
    魔方格

    本题信息：物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置从位置l开始由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，圆环面与磁场垂直，A、...” 主要考查您对

楞次定律

电磁感应现象中的磁变类问题

电磁感应现象中的切割类问题

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楞次定律：

1、楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。
2、对楞次定律的理解
①谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量；
②阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身；
③如何阻碍——原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”；
④阻碍的结果——阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。
3、楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种：
①阻碍原磁通量的变化；
②阻碍物体间的相对运动（来时拒，去时留）；
③阻碍原电流的变化（自感）。
4、运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为：
①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况；
②确定感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向；
③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向。

楞次定律与右手定则的关系：

“三定则一定律”的比较：

  


电磁感应中能量问题的解法：

(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：



电磁感应现象中的磁变类问题：

电磁感应现象中的磁变类问题：磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，不是由电荷产生的，叫做感生电场，由感生电场产生的电动势叫做感生电动势。
1、电磁感应中的电路问题
在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电容器，便可使电容器充电；将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流。因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；
②画等效电路；
③运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解。
2、电磁感应现象中的力学问题
（1）通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是：
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；
②求回路中电流强度；
③分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）；
④列动力学方程或平衡方程求解。
（2）电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。
3、电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀速转动），对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本方法是：
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；
②画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；
③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
4、电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围。
另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断。
电磁感应现象中的切割类问题：如果感应电动势是由导体运动而产生的，叫做动生电动势。
1、电磁感应中的电路问题
在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电容器，便可使电容器充电；将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流。因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；
②画等效电路；
③运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解。
2、电磁感应现象中的力学问题
（1）通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是：
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；
②求回路中电流强度；
③分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）；
④列动力学方程或平衡方程求解。
（2）电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。
3、电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀速转动），对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本方法是：
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；
②画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；
③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
4、电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围。
另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断。
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