路,则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的,由右手螺旋定则可知,感应电流的磁场方向向下,根据楞次定律可知,原磁场有两种可能:原磁场方向向下且沿AB方向减弱,或原磁场方向向上,且沿BA方向增强,所以A、C有可能.
点评 感生电场的方向判断与感应电流方向判断的方法相同,都用楞次定律.
2.如图3所示,内壁光滑,水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于圆环直径的带正电的小球,以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视),若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场.设运动过程中小球带电荷量不变,那么( )
图3
A.小球对玻璃圆环的压力一定不断增大
B.小球所受的磁场力一定不断增大
C.小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加速运动
D.磁场力对小球一直不做功
答案 CD
解析 变化的磁场将产生感生电场,这种感生电场由于其电场线是闭合的,也称为涡旋电场,其场强方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法,使用楞次定律判断.当磁场增强时,会产生顺时针方向的涡旋电场,电场力先对小球做负功使其速度减为零,后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动,所以C正确;磁场力始终与小球运动方向垂直,因此始终对小球不做功,D正确;小球在水平面内沿半径方向受两个力作用:环的压力FN和磁场的洛伦兹力F,这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力,其中F=Bqv,磁场在增强,球速先减小,后增大,所以洛伦兹力不一定总在增大;向心力F向=m,其大小随速度先减小后增大,因此压力FN也不一定始终增大.故正确答案为C、D.
点评 变化的磁场可产生感生电场,感生电场的存在与是否有闭合回路无关,只要在这种电场中存在自由电荷,自由电荷就会在这种感生电场的作用下发生定向移动.
知识点二 感生电动势与动生电动势
3.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图4甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t发生如图乙所示变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )
图4