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教材习题点拨
教材问题全解
思考与讨论
由右手定则可以分析出,线框中感应电流的方向为逆时针,根据左手定则或楞次定律可知,线框下边受的安培力向上,安培力阻碍线框的运动。磁电式仪表铝框转动时,安培力与转动方向相反,阻碍线框的转动。
教材习题全解
1.当铜盘在磁极间运动时,由于发生电磁感应现象,在铜盘中产生感应电流,使铜盘受到安培力作用,而安培力的方向阻碍导体的运动,所以铜盘很快就停了下来。
2.当条形磁铁的N极靠近线圈时,线圈中向下的磁通量增加,根据楞次定律可得,线圈中感应电流的磁场应该向上,再根据右手螺旋定则,判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向(自上而下看)。感应电流的磁场对条形磁铁N极的作用力向上,阻碍条形磁铁向下运动。
当条形磁铁的N极远离线圈时,线圈中向下的磁通量减小,根据楞次定律可得,线圈中感应电流的磁场应该向下,再根据右手螺旋定则,判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向(自上而下看)。感应电流的磁场对条形磁铁N极的作用力向下,阻碍条形磁铁向上运动。因此,无论条形磁铁怎样运动,都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用,所以条形磁铁较快地停了下来。在此过程中,弹簧和磁铁的机械能均将转化为线圈中的电能。
说明:做这个实验时,为了现象明显,闭合线圈应当使用较宽、较厚,且内径较小的铜环或铝环,这样可以产生较强的感应电流,并且对磁铁产生较大的作用力。
3.在磁性很强的小圆柱形永磁体下落的过程中,没有缺口的铝管中的磁通量发生变化(小圆柱形永磁体上方铝管中的磁通量减小,下方的铝管中的磁通量增大),所以铝管中将产生感应电流,感应电流的磁场将对下落的小圆柱形永磁体产生阻力作用,小圆柱形永磁体在铝管中缓慢下落;如果小圆柱形永磁体在有缺口的铝管中下落,尽管铝管中也会产生感应电流,感应电流的磁场将对下落的小圆柱形永磁体也产生阻力作用,但这时的阻力非常小,所以小圆柱形永磁体在铝管中下落得比较快。
4.这些微弱的感应电流,将使卫星受到地磁场的安培力作用。因为克服安培力做功,卫星一部分动能转化为电能,这样卫星机械能减小,运动轨道距离地面高度会逐渐降低。
5.当条形磁铁向右移动时,金属圆环中的磁通量减小,圆环中将产生感应电流,金属圆环将受到条形磁铁向右的作用力。这个力实际上就是条形磁铁的磁场对感应电流的安培力。这个安培力将驱使金属圆环向右运动。
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