Question

14．如圖所示，圓形導體線圈a平放在粗糙的水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成閉合回路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是（　　）

• A． 線圈a中將產生俯視順時針方向的感應電流
• B． 線圈a有擴張的趨勢
• C． 線圈a對水平桌面的壓力F_N將減小
• D． 若把螺線管向右平移一小段距離后再把滑片向下滑動，a線圈將受到向右的摩擦力

Answer 1

分析 此題的關鍵首先明確滑動觸頭向下滑動時通過判斷出線圈b中的電流增大，然后根據楞次定律判斷出線圈a中感應電流的方向．本題利用“楞次定律的第二描述”求解將更為簡便．

解答 解：A、當滑動觸頭P向下移動時電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，從而判斷出穿過線圈a的磁通量增加方向向下，所以B錯誤；根據楞次定律即可判斷出線圈a中感應電流方向俯視應為逆時針，A錯誤．
B、再根據微元法將線圈a無線分割根據左手定則不難判斷出線圈a應有收縮的趨勢，或直接根據楞次定律的第二描述“感應電流產生的效果總是阻礙引起感應電流的原因”，因為滑動觸頭向下滑動導致穿過線圈a的磁通量增加，故只有線圈面積減少時才能阻礙磁通量的增加，故線圈a應有收縮的趨勢，故B錯誤；
C、開始時線圈a對桌面的壓力等于線圈a的重力，當滑動觸頭向下滑動時，可以用“等效法”，即將線圈a和b看做兩個條形磁鐵，不難判斷此時兩磁鐵的N極相對，互相排斥，故線圈a對水平桌面的壓力將增大，所以C錯誤；
D、把螺線管向右平移一小段距離后再把滑片向下滑動，根據以上分析，即a線圈受到排斥力，導致a線圈有向左滑動趨勢，因此將受到向右的摩擦力，故D正確．
故選：D．

點評 首先應掌握楞次定律的基本應用，楞次定律的第二描述是能量守恒定律在電磁感應現象中得出的必然結果．一般在解決有關相對運動類問題時用楞次定律的第二描述將會非常簡便．