1、核心素养提升科学思维系列(十一)楞次定律的拓展应用电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律,对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现:(1)阻碍磁通量的变化,即“增反减同”(2)阻碍相对运动,即“来拒去留”(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”(4)阻碍原电流的变化(自感现象),即“增反减同”题型1 来拒去留 如图所示,质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦
2、力Ff的情况,以下判断正确的是()AFN先大于mg,后小于mgBFN一直大于mgCFf先向左,后向右D线圈中的电流方向始终不变【解析】根据“来拒去留”,磁铁靠近线圈时受到斜向上的斥力,由牛顿第三定律知,线圈受到斜向下的斥力,故它受到的支持力FN大于重力mg,磁铁远离线圈时受到斜向下的引力作用,线圈受到斜向上的引力,支持力FN小于重力mg,故A对,B错;整个过程磁铁对线圈的作用力都有向右的分量,即线圈有向右运动的趋势,摩擦力的方向始终向左,C错;由于线圈中的磁通量先变大后变小,方向不变,故线圈中电流前后方向相反,D错【答案】A1两个闭合的金属环,穿在一根光滑的绝缘杆上,如图所示,当条形磁铁的S极
3、自右向左插向圆环时,环的运动情况是(B)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:当磁铁的S极靠近时,穿过两圆环的磁通量变大,由楞次定律可得两圆环的感应电流方向都是顺时针方向(从右向左看),根据左手定则可知两圆环受到磁铁向左的安培力,远离磁铁,即向左移由于两圆环的电流方向相同,所以两圆环相互吸引,即相互合拢,间距变小,故B项正确,A、C、D项错误题型2 增缩减扩 如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与胶木圆盘面平行,其轴线与胶木圆盘A的轴
4、线OO重合现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,则()A金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大【解析】使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,通过金属环B内的磁通量增大,根据楞次定律,金属环B的面积有缩小的趋势,且B有向上升高的趋势,丝线受到的拉力减小,故B项正确【答案】B2如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,线圈ab将(B)A静止不动B顺时针转动C逆时针转动D发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向解析:图中的两个通电的电磁铁之间的磁场方向总是水平的,在滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动的过程中,电路中电流增大,两个电磁铁之间的磁场增强,穿过闭合导体线圈中的磁通量增大,线圈只有顺时针转动才能阻碍磁通量增大