开关闭合 向下、增大 向下、增大 向右 向上 阻碍Φ增大 开关断开 向下、减小 向下、减小 向左 向下 阻碍Φ减少 电阻变大 向下、减小 向下、减小 向左 向下 阻碍Φ减少 电阻变小 向下、增大 向下、增大 向右 向上 阻碍Φ增大
拓展 开关闭合后,把A线圈拔出或者插入也能够产生感应电流,这种情况等效于条形磁铁拔出或者插入B线圈。表格中就不再列入。细心的同学一定能够发现,开关闭合后,A线圈相当于一个N极朝下的条形磁铁,开关闭合瞬时和电阻变小时,都相当于条形磁铁向下插入B线圈;开关断开瞬时和电阻变大时,都相当于条形磁铁向上离开B线圈。所以某些由于电流变化引起的感应电流方向和判断也可以转化为相对运动的问题来判断。
例2 一均匀的扁平条形磁铁与一圆形线圈同在一个平面内,磁铁中央与圆心O重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图4-3-3所示的感生电流I,磁铁的运动方式为( )
A.N极向纸内,S极向纸外使磁铁绕O点转动
B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动
C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内作平动
D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外作平动
E.使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动
F.使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动
解析:由图可知感应电流在线圈中产生的磁感线为"点",原磁场的变化有两种可能:一是"点"在减少;二是"叉"在增大。N极向纸内,S极向纸外使磁铁绕O点转动时线圈中的"叉"在增大,所以选项A正确,B错误。使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内或向纸外作平动时线圈中的磁通量都不变,所以选项C和D错误。使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动或逆时针方向转动时线圈中的磁通量都不变,所以选项E和F错误。本题正确答案是A。
拓展:从楞次定律的角度来看,这道高考题属于逆向命题。在已知感应电流的方向的情景下要求考生判断原磁场的变化情况。这种问题一般有两种情况,但这道高考题虽然提供了六个选项却只有一个选项是正确的,这就要求学生有扎实的基础知识。
例3 如图4-3-4,有一固定的超导体圆环,在其右侧放着一条形磁铁,此时圆环中没有电流。当把磁铁向右移走时,由于产生电磁感应,在超导体圆环中产生一定的电流( )
A.这电流方向如图中箭头所示,磁铁移走后,这电流很快消失