题目内容
如图所示,在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触,磁感线垂直于导轨所在平面.到导体棒向右做切割磁感线运动的过程中,M所包围的闭合线圈N内产生的电磁感应现象是( )
分析:当N环中磁通量发生变化时才能产生感应电流,而穿过N环的磁场是由M环产生的,M环中电流是由ab棒切割产生的.
按这样的思路分析:导线ab运动时,切割磁感线产生感应电流,由右手定则判断感应电流的方向.感应电流流过大线圈M,M产生磁场,就有磁通量穿过小线圈N,根据安培定则判断感应电流产生的磁场方向,根据楞次定律判断小线圈N中产生的电流方向,选择题意的选项.
按这样的思路分析:导线ab运动时,切割磁感线产生感应电流,由右手定则判断感应电流的方向.感应电流流过大线圈M,M产生磁场,就有磁通量穿过小线圈N,根据安培定则判断感应电流产生的磁场方向,根据楞次定律判断小线圈N中产生的电流方向,选择题意的选项.
解答:解:导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动时,产生恒定的感应电动势和感应电流,恒定的感应电流流过M环时,M环产生恒定的磁场,则穿过N环的磁通量不变,所以导体棒N环内没有感应电流产生.
导体棒匀加速地向右做切割磁感线的运动时,产生恒定的感应电动势和感应电流(从a流向b),增大的感应电流流过M环时,M环产生增大的磁场,则穿过N环的磁通量增大,所以导体棒N环内产生和M中电流方向相反(逆时针)的感应电流.
导体棒减速地向右做切割磁感线的运动时,产生减小的感应电动势和感应电流,减小的感应电流流过M环时,M环产生减小的磁场,则穿过N环的磁通量减小,所以导体棒N环内产生与M中的电流方向相同的(顺时针)感应电流.所以ABC所列的三种情况都有可能.故最合适的选项为D.
故选D
导体棒匀加速地向右做切割磁感线的运动时,产生恒定的感应电动势和感应电流(从a流向b),增大的感应电流流过M环时,M环产生增大的磁场,则穿过N环的磁通量增大,所以导体棒N环内产生和M中电流方向相反(逆时针)的感应电流.
导体棒减速地向右做切割磁感线的运动时,产生减小的感应电动势和感应电流,减小的感应电流流过M环时,M环产生减小的磁场,则穿过N环的磁通量减小,所以导体棒N环内产生与M中的电流方向相同的(顺时针)感应电流.所以ABC所列的三种情况都有可能.故最合适的选项为D.
故选D
点评:解决本题的关键是掌握产生感应电流的条件,并按顺序进行分析.
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