物理选择性必修 第二册1 楞次定律课后作业题

这是一份物理选择性必修 第二册1 楞次定律课后作业题，文件包含人教版2019选择性必修第二册新教材同步第二章专题强化楞次定律的应用--教师版docx、人教版2019选择性必修第二册新教材同步第二章专题强化楞次定律的应用--学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共37页， 欢迎下载使用。

1.进一步理解楞次定律，掌握楞次定律的几个推论.
2.熟练应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律分析有关综合问题．
一、楞次定律的重要结论
1.对楞次定律的理解:楞次定律研究的是引起感应电流的磁场和感应电流的磁场之间的关系。楞次定律中的“阻碍”是电磁感应现象遵循能量守恒定律的必然结果。
2.四个推论
(1)“增反减同”法
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化．
(1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反．
(2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．
口诀记为“增反减同”．
例1 如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都非常接近位置Ⅱ,这个过程中线框的感应电流( )
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.先沿abcd流动,后沿dcba流动
D.先沿dcba流动,后沿abcd流动
答案 A
解析 由条形磁铁的磁场可知,线框在位置Ⅱ时穿过闭合线框的磁通量最少,为零,线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线框的磁通量在减少,线框从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线框的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd。
针对训练1 如图所示,一个N极朝下的条形磁体竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则( )
A.磁体经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,沿adcb方向
B.磁体经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,沿abcd方向
C.磁体经过位置①和②时,线框中的感应电流都沿abcd方向
D.磁体经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向
答案 A
解析 当磁体经过位置①时,穿过线框的磁通量向下且不断增加,由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上,阻碍磁通量的增加,根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向。同理可判断当磁体经过位置②时,感应电流沿adcb方向。故A正确。
(2) “来拒去留”法
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动．口诀记为“来拒去留”．
例2 如图所示,一个闭合矩形金属线圈A与一根绝缘轻杆B相连,轻杆上端O点是一个固定转动轴,转动轴与线圈平面垂直,线圈静止时恰位于蹄形磁体的正中,线圈平面与磁感线垂直。现使线圈左右摆动,在摆动过程中,线圈所受磁场力的方向是( )
A.向左摆动过程中,受力方向向左;向右摆动过程中,受力方向向右
B.向左摆动过程中,受力方向向右;向右摆动过程中,受力方向向左
C.向左摆动过程中,受力方向先向左后向右;向右摆动过程中,受力方向先向右后向左
D.向左摆动过程中,受力方向先向右后向左;向右摆动过程中,受力方向先向左后向右
答案 B
解析 感应电流是由磁通量的变化引起的,而这个磁通量的变化是由于线圈和磁场的相对运动引起的,故磁通量变化阻碍线圈和磁场的相对运动。为了阻碍相对运动,磁场对线圈的作用力方向一定和相对运动方向相反,即线圈向左摆动时,受力方向向右,向右摆动时,受力方向向左。
针对训练2 如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )
A.向右运动 B.向左运动
C.静止不动 D.不能判定
答案 A
解析 产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为“来拒去留”。磁铁向铜环运动时,铜环产生的感应电流总是阻碍磁铁与导体间的相对运动,则磁铁和铜环间有排斥作用,故A正确。
(3) “增缩减扩”法
就闭合电路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化．若穿过闭合电路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少，面积有扩张趋势．口诀记为“增缩减扩”．
说明 此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况．
例3 如图所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路。当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将( )
A.保持不动 B.相互远离
C.相互靠近 D.无法判断
答案 C
解析 四根导体组成闭合回路,当磁铁迅速接近回路时,穿过回路的磁通量增加,闭合回路中产生感应电流,感应电流将阻碍原磁通量的增加,回路面积减小,得到的结论是P、Q相互靠近,选项C正确。
针对训练3 (多选)如图所示,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电绝缘环,A为导体环。当B绕轴心顺时针转动且转速增大时,下列说法正确的是( )
A.A中产生逆时针方向的感应电流 B.A中产生顺时针方向的感应电流
C.A具有收缩的趋势 D.A具有扩展的趋势
答案 BD
解析 由题图可知,B为均匀带负电绝缘环,B中电流为逆时针方向,由右手螺旋定则可知,电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增强;由楞次定律可知,磁场增强时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反,则A中感应电流的方向为顺时针方向,故选项A错误,B正确;B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反,当B环内的磁场增强时,A环具有面积扩展的趋势,故选项C错误,D正确。
(4) “增离减靠”法
若磁场变化且线圈回路可移动，当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时，线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少．口诀记为“增离减靠”．
例4 一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是( )
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时
答案 C
解析 金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减少,说明线圈M中的电流在减小,只有选项C符合。
针对训练4 如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量减小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
答案 C
解析 当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,螺线管中的电流将增大,使穿过线圈a的磁通量变大,选项B错误;由楞次定律可知,线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流,并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势,则线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故选项D正确,A、C错误。
二、“三定则一定律”的综合应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较
特别提示 左手定则、右手定则和安培定则有时容易混淆,有人从判断的结果加以区分,总结为左判“力”,右判“电”,安培定则“磁感线”。
例5 如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )
A.有感应电流,且B被A吸引
B.无感应电流
C.可能有,也可能没有感应电流
D.有感应电流,且B被A排斥
答案 D
解析 MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从N→M,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的磁场方向向左,且大小逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的磁场方向向右,B被A排斥,D正确,A、B、C错误。
“抓因寻果法”区别“三定则一定律”:区别“三定则一定律”的关键是抓住其中的“因果”关系,这样才能选择正确的规律处理问题。
针对训练5 如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动(说明:金属棒切割磁感线的速度越大,感应电流越大),则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动
B.向左匀速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
答案 C
解析 当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的;若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,由楞次定律可以判断流过MN的感应电流方向是N→M,由左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动,A项错误。若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,所以C项正确。同理可判断D项错误。PQ匀速运动时,MN中无感应电流,MN不受安培力作用,B项错误。
1.(楞次定律的应用)如图所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( )
A.磁铁插向左环,横杆发生转动
B.磁铁插向右环,横杆发生转动
C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动
D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动
答案 B
解析 左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动。右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,在安培力的作用下横杆将发生转动,故B正确。
2.(楞次定律的应用)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,在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将( )
A.静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
答案 C
解析 当P向右滑动时,电路中电阻减小,电流增大,穿过线圈ab的磁通量增大,根据楞次定律判断,线圈ab将顺时针转动,C正确。
3.(楞次定律的应用)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的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO'重合。现使胶木盘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
答案 B
解析 使胶木盘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有向上升的趋势,丝线受到的拉力减小,B正确。
4.(“三定则一定律”的综合应用)如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,在导线框由左向右匀速通过直导线的过程中,导线框中感应电流的方向是( )
A.先abcd,后dcba,再abcd
B.先abcd,后dcba
C.始终dcba
D.先dcba,后abcd,再dcba
答案 D
解析 导线框在直导线左侧时,随着导线框向右运动,向外的磁通量增加,根据楞次定律知导线框中感应电流的方向为dcba。在导线框的cd边跨过直导线后,如图所示,根据右手定则知ab边产生的感应电流方向为a→b,cd边产生的感应电流方向为c→d。导线框全部跨过直导线后,随着向右运动,向内的磁通量减少,根据楞次定律知导线框中感应电流的方向为dcba,故选项D正确。
5.(楞次定律的应用)(多选)如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,在一条形磁体从某高处下落接近回路的过程中(不计空气阻力)( )
A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度小于g
答案 AD
解析 从回路面积变化的角度看,当磁体靠近闭合回路时,穿过回路的磁通量增加,两导体棒由于受到磁场对其中感应电流的力的作用而互相靠拢,以阻碍磁通量的增加,故A正确,B错误;从阻碍相对运动角度看,磁体靠近回路时必受到阻碍其靠近的向上的力的作用,因此磁体的加速度小于g,故D正确,C错误。
一、选择题(第1~6题为单选题,第7~8题为多选题)
1.如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁体沿它们的正中竖直线向下移动(不到达该平面),a、b的移动情况可能是( )
A.a、b将相互远离
B.a、b将相互靠近
C.a、b将不动
D.无法判断
答案 A
解析 根据Φ=BS,条形磁体向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都增大。为阻碍磁通量增大,导体环会尽量远离条形磁体,所以a、b将相互远离。
2.(2023重庆高二期中)如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁体从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的判断正确的是( )
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
答案 D
解析 条形磁体从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后减小。当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势;当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右,故D正确。
3.如图所示,一质量为m的条形磁体用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将圆环从位置Ⅰ释放,圆环经过磁体到达位置Ⅱ。设圆环经过磁体上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
A.FT1>mg,FT2>mg
B.FT1C.FT1>mg,FT2D.FT1mg
答案 A
解析 当圆环经过磁体上端时,磁通量增加,根据楞次定律可知磁体要给圆环一个向上的磁场力,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁体一个向下的磁场力,因此有FT1>mg。当圆环经过磁体下端时,磁通量减少,根据楞次定律可知磁体要给圆环一个向上的磁场力,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁体一个向下的磁场力,因此有FT2>mg,所以只有A正确。
4.如图所示,MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线,电流方向向上,今将一矩形金属线框abcd放在导线上,ab边平行于MN,让导线的位置偏向线框的右边,两者彼此绝缘,当导线上的电流突然增大时,线框整体受力情况为( )
A.受力向右
B.受力向左
C.受力向上
D.受力为零
答案 A
解析 金属线框放在导线MN上,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知,线框左右两侧磁场方向相反,线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量,当导线中电流增大时,穿过线框的磁通量增大,线框产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化,则线框将向使磁通量减小的方向运动,即向右运动,线框整体受力向右,故A正确,B、C、D错误。
5.(2023山东菏泽高二月考)电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
答案 D
解析 由题图知,穿过线圈的磁场方向向下,在磁铁向下运动的过程中,穿过线圈的磁通量在增大,故感应电流的磁场方向向上,再根据右手定则可判断,流过R的电流从b到a,电容器下极板带正电,所以A、B、C错误,D正确。
6.（2023春•通州区期中）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（ ）
A．线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视）
B．线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视）
C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小
D．线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大
答案 A
解析 A．线圈在位置A时，通过线圈的磁场斜向下，线圈向下运动，从A到B过程，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针（俯视），故A错误；
B．线圈在位置C时，通过线圈的磁场斜向上，线圈向下运动，从B到C过程，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针（俯视），故B错误；
C．在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，根据磁通量定义，则线圈在位置B时穿过线圈的磁通量为零，故C正确；
D．根据对称性可知，A、B之间和B、C之间的距离相等，但线圈在位置C时的运动速度较大，磁通量变化较快，则线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大，故D错误。
7.(多选)如图所示,导体棒AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒AB向左移动时( )
A.AB中感应电流的方向为A到B
B.AB中感应电流的方向为B到A
C.CD向左移动
D.CD向右移动
答案 AD
解析 由右手定则可判断导体棒AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断导体棒CD受到向右的安培力作用而向右运动。
8.(多选)如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,下列说法正确的是( )
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈
答案 AC
解析 线圈闭合进入磁场时,由于产生电磁感应现象,根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,A正确;若线圈不闭合,进入磁场后,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,B错误;从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈,C正确,D错误。
一、选择题(第1~6题为多选题)
1.如图所示,在一较大的有界匀强磁场上方距磁场边界很近处有一闭合线圈,不计空气阻力,闭合线圈平面始终在同一竖直平面内,在闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中( )
A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g
D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g
答案 D
解析 在线圈进入磁场和离开磁场时,穿过线圈的磁通量发生变化,根据楞次定律线圈中产生感应电流,受到安培力的阻碍作用,其下落的加速度均小于g,故D项正确。
2如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0~T2时间内,直导线中电流向上,则在T2~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向是( )
A.感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向左
B.感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向右
C.感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向右
D.感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向左
答案 C
解析 在T2~T时间内,直导线中的电流方向向下增大,穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加,由楞次定律知线框中感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力由左手定则可知向右,所以C正确。
3.如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a( )
A.顺时针加速旋转
B.顺时针减速旋转
C.逆时针加速旋转
D.逆时针减速旋转
答案 B
解析 由楞次定律,欲使b中产生顺时针方向的电流,则a环内磁场应向里减弱或向外增强,a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速,又由于b环有收缩趋势,故a环外部磁场向外,内部向里,故选B。
4.为了测量列车运行的速度和加速度大小,可采用如图甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(电流测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向里(如图乙所示),则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流方向为( )
A.始终沿逆时针方向
B.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
C.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
D.始终沿顺时针方向
答案 C
解析 在列车经过线圈上方时,由于列车上的强磁体在线圈处的磁场的方向向下,所以线圈内的磁通量方向向下,磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流的方向先沿逆时针方向,再沿顺时针方向,故选C。
5.（2023春•兰州期中）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L。先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（ ）​
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在磁场内左右摆动
答案 D
解析 A、金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a，故A错误；
B、金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误；
CD、根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等。如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，故C错误，D正确。
6.（2023•梅河口市校级三模）如图所示的是某教学楼西面墙上的一扇钢窗，将钢窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见夕阳落下。以推窗人的视角来看，在钢窗中地磁场磁通量增大的过程中（ ）
A．钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势的大小不变
B．钢窗中产生了逆时针电流，感应电动势的大小是变化的
C．钢窗竖直边框受到地磁场的安培力的方向是不变的
D．钢窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值
答案 C
解析 AB．在地球表面，磁场方向由南指向北，地磁场在水平方向上可看作匀强磁场，将钢窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ＝BS；当线圈与磁场平行时，磁通量Φ＝当窗框转过90°时，磁感线与线框平面垂直，穿过环面的磁通量最大，根据楞次定律，钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势e＝BSωcsωt不断变化，故AB错误；
C．钢窗竖直边框电流方向不变，根据左手定则可知受到地磁场的安培力的方向不变，故C正确；
D.钢窗中磁通量最大时，磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。
7.（2023春•天河区校级期中）如图，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的恒定电流，a、p两个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面内，a在导线cd的左侧，p在导线cd与ef之间，则（ ）
A．穿过p的磁通量为零
B．a、p圆心处的磁场方向相同
C．cd、ef所受到的安培力方向相反
D．a向左平动时产生逆时针方向的感应电流
答案 C
解析 A．由题意，根据安培定则，可判断知通电直导线cd和ef在p圆环处产生的磁场方向均垂直纸面向外，所以穿过p的磁通量不为零，故A错误；
B．由于距离通电导线越近，产生的磁场越强，距离导线越远，产生的磁场越弱，根据安培定则，结合对称性，可判断知通电直导线cd和ef在a圆心处产生磁场的合磁场方向垂直纸面向里；通电直导线cd和ef在p圆心处产生磁场的合磁场方向垂直纸面向外，穿过二者的磁场的方向相反，故B错误；
C．根据两通电直导线之间的相互作用规律：“同向相吸，异向相斥”，可知cd所受到的安培力向左，ef所受到的安培力向右，cd、ef所受到的安培力方向相反，故C正确；
D．a处的磁场方向垂直纸面向里，a圆环向左平动，则穿过a圆环垂直纸面向里的磁通量将减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向也垂直纸面向里，由安培定则可判断知在a内产生感应电流的方向为顺时针方向，故D错误。比较项目
安培定则
左手定则
右手定则
楞次定律
适用场合
判断电流周围的磁感线方向
判断通电导线在磁场中所受的安培力方向
判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向
判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向
因果关系
因电而生磁(I→B)
因电而受力(I、B→F安)
因动而生电(v、B→I感)
因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感)