高中物理知识全解 2.6 磁场中的电源及性质.doc

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1、高中物理知识全解2.6磁场中的电源及性质一：楞次定律楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。技巧理解：闭合回路（例：线圈）总是为了保持原来的磁通量而努力。1、楞次定律主要用于判断感应电动势（或感应电流）的方向，同时也可以大致判定安培力的方向。2、楞次定律实际上是能量守恒定律的一种表现，其过程是电场能与磁场能的相互转化过程。例：如右图所示，当通电螺线管中的电流增大时，则线圈A受向外扩张的力，从左往右看，线圈A中产生顺时针的电流。当通电螺线管中的电流减小时，则线圈A

2、受向里收缩的力，从左往右看，线圈A中产生逆时针的电流。提示：通电螺线管内部磁感线从右向左，外部磁感线从左向右，且内部磁感线多于外部磁感线，所以电流变化时对于线圈A而言内部磁感线的变化量大于外部磁感线的变化量。【例题】如下图所示，是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，E是电源，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑行时，线框将（）A、保持静止不动。B、沿逆时针方向转动。C、沿顺时针方向转动。D、发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向。答案：C【例题】两个闭合的金属环，穿在一根光滑的绝缘杆上，如下图所示

3、，当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时，环的运动情况是（）A、两环同时向左移动，间距增大。B、两环同时向左移动，间距变小。C、两环同时向右移动，间距变小。D、两环同时向左移动，间距不变。解析：由楞次定律与同向电流相互吸引，异向电流相互排斥综合求解可得B正确。答案：B【例题】某磁场磁感线如下图所示，有铜线圈自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流的方向是（）A、始终是顺时针B、始终是逆时针C、先是顺时针，再是逆时针D、先是逆时针，再是顺时针20【例题】如下图所示，A、B为大小、形状均相

4、同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。下面对于两管的描述中可能正确的是（）A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的【例题】如下图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过

5、程中（）(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针(B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反(D)安培力方向始终沿水平方向解析：由楞次定律可知A对，B错。由圆的对称性可知D对，C错。答案：AD领悟：圆环在竖直方向上平动没有安培力产生，圆环在水平方向上平动有阻碍其运动的安培力产生（沿水平方向），也可以理解得到安培力方向始终沿水平方向。20二：电磁感应现象的两类情况①感生电场与感生电动势如下图所示，穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生感应电流或者说产生了电动势。是什么力充当非静电力使得自由

6、电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场（这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的）。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。②洛伦兹力与动生电动势一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关，如下图所示，导体中的自由电荷（假设为正电荷）具有水平向右的速度，由左手定则可判断导体中的

7、自由电荷（假设为正电荷）受到沿棒向上的“洛伦兹力”作用，使电荷运动起来，形成了电流或者说产生了电动势，所以“洛伦兹力”充当了非静电力。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。拓展：动生电动势的产生实质是洛伦兹力的一个分力充当了非静电力。如右图所示，假设导体中的自由电荷为正电荷，则洛伦兹力的一个分力充当电源的非静电力对导体中的自由电荷做正功，洛伦兹力的另一个分力阻碍导体棒的运动对导体棒做负功，可以证明这两个分力所做功的代数和为零，结果仍然是洛伦兹力不做功。其中对导体棒做负功，导体棒的动能减小；对导体中的自由电

8、荷做正功（即克服电场力做功），自由电荷的电势能增大，转化为电能。因此从总体上看，洛伦兹力不做功，但却有转化能量的作用即将导体棒的动能转化为电路中的电能。【例题】试证明上图中洛伦兹力的一个分力对导体中的自由电荷做的正功与洛伦兹力的另一个分力对导体棒做的负功大小相等。20电荷做的正功大小相等即洛伦兹力不做功。三：磁通量的变化产生感应电动势电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电