2015-2016学年人教版高二物理选修3-2练习:4.3楞次定律 Word版含答案
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高中物理学习材料桑水制作1、对楞次定律的理解:从磁通量变化的角度来看,感应电流总是;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总是要;从能量转化与守恒的角度来看,产生感应电流的过程中能通过电磁感应转化成电能.2、磁感应强度随时间的变化如图1所示,磁场方向垂直闭合线圈所在的平面,以垂直纸面向里为正方向。
t1时刻感应电流沿方向,t2时刻感应电流,t3时刻感应电流;t4时刻感应电流的方向沿。
( )3、如图6所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是:(A)有顺时针方向的感应电流(B)有逆时针方向的感应电流(C)先逆时针后顺时针方向的感应电流(D)无感应电流( )4、如图8所示,AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与AB 在同一平面内,当P远离AB运动时,它受到AB的磁场力为:(A)引力且逐渐减小 (B)引力且大小不变(C)斥力且逐渐减小 (D)不受力( )5、如图10所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内,在线圈a中通有电流I,以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势?(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大(B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小(C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大(D)a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小( )6、环形线圈放在匀强磁场中,第一秒内磁感线垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间的变化关系如图12所示,则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是:(A)逐渐增加逆时针(B)逐渐减小顺时针(C)大小恒定顺时针(D)大小恒定逆时针( )7、如图所示,Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘,由于它的转动,使得金属环P中产生了逆时针方向的电流,则Q盘的转动情况是:(A)顺时针加速转动(B)逆时针加速转动(C)顺时针减速转动(D)逆时针减速转动( )8、如图14所示,三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近,线圈面积被分为相等的两部分,导线MN接通电流的瞬间,在abc中(A)无感应电流(B)有感应电流,方向a—b—c(C)有感应电流,方向 c—b—a(D)不知MN中电流的方向,不能判断abc中电流的方向9、如图15所示,条形磁铁从h高处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,K断开时,落地时间为t1,落地速度为V1;K闭合时,落地时间为t2,落地速度为V2,则: t1 t2,V1 V2。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)楞次定律专题1、如图所示,一水平放置的矩形线圈abcd ,在细长的磁铁的N 极附近竖直下落,保持bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,这三个位置都靠得很近,在这个过程中,线圈中感应电流( ) A 、沿abcd 流动 B 、沿dcba 流动 C 、由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 流动D 、由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 流动2、矩形线圈abcd 位于通电导线附近,且开始与导线同一平面,如图所示,线圈的两条边与导线平行,要使线圈中产生顺时针方向电流,可以( )A 、线圈不动,增大导线中的电流B 、线圈向上平动C 、ad 边与导线重合,绕导线转过一个小角度D 、以bc 边为轴转过一个小角度E 、以ab 边为轴转过一个小角度3、如图所示,线框水平向右通过有限区域的匀强磁场B 的过程中,则回路中产生感应电流的情况是( )A 、始终没有B 、始终有C 、只有进入过程中有D 、穿出过程中有,进入过程中也有4、在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在点1,现把它从1扳向2,试判断在此过程中,在电阻R 上的电流方向是() A 、先由P →Q ,再由Q →PB 、先由Q →P ,再由P →QC 、始终由Q →PD 、始终由P →Q5、如图所示,条形磁铁水平放置,一线框在条形磁铁正上方且线框平面与磁铁平行,线框由N 端匀速移到S 端的过程中,判断下列说法正确的是( )A 、线圈中无感应电流B 、线圈中感应电流的方向是abcdC 、线圈中感应电流方向是先abcd 再dcbaD 、线圈中感应电流方向是先dcba 再abcda b c d B N S a b c d Ⅰ Ⅱ Ⅲ ↓ NS v a b c d 2 A B R P Q1 S6、图所示,一水平放置的圆形通电线圈Ⅰ固定,由另一个较小的线圈Ⅱ从正上方下落,在下落过程中Ⅱ的面积保持与线圈Ⅰ的平面平行且两圆心同在一竖直线上,则线圈Ⅱ从正上方下落到穿过线圈Ⅰ直至在下方运动的过程中,从上往下看线圈Ⅱ( ) A 、无感应电流B 、有顺时针方向的感应电流C 、有先顺时针后逆时针的感应电流D 、由先逆时针后顺时针的感应电流7、图所示,三个线圈同在一个平面内,当电流I 减小时,画出a 、b 线圈中的感应电流的方向。
(105)4.3 楞次定律【教学目标】1.理解楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向,解答有关问题。
2.理解“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”中的“阻碍”的意义。
理解电磁感应现象是能量守恒定律的具体表现。
3.掌握右手定则,认识到右手定则是楞次定律在特殊情形下的的简化表现形式。
4.通过体验楞次定律的实验探究过程,体会提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析论证、验证等科学探究要素。
提高分析、归纳、概括及表述的能力。
5.通过用楞次定律这一重要规律来解决实际问题,并能从中提炼出“增反减同”、“来拒去留”等实用技巧,体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【预习任务】1.阅读教材P9中“实验”,完成以下问题:(1)本节重复上一节实验,但实验目的不同,有何区别呢?(2)本节实验结果能不能直接得到感应电流方向和磁通量变化的关系呢?2.对于楞次定律:(1)记忆楞次定律的表述。
(2)楞次定律的表述中涉及到两个磁场,分别指什么?3.阅读教材P12中“右手定则”部分,完成下列问题:(1)记忆右手定则的内容。
(2)试做教材中的“思考与讨论”。
【思考与讨论】1.试从能量守恒的角度分析教材中P11中的“思考与讨论”。
2.阅读教材P11中“楞次定律的应用”,思考:楞次定律实质上告诉了我们磁场方向、磁通量变化、感应电流方向三因素之间的关系,只要知道其中两个因素就可以判断第三个因素。
结合例题1,自己总结根据楞次定律判断感应电流方向的思路。
【自主检测】1.感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
2.伸开右手让拇指跟其余四指,并且都跟手掌在,让磁感线从手心进入,拇指指向的方向,其余四指指的就是。
3.教材P13“问题与练习”第1、3题。
【组内检查】1.楞次定律和右手定则的内容2.楞次定律的应用流程高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)1.(2012·北京高考)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图1所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L 上,且使铁芯穿过套环。
闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。
某同学另找来器材再探究此实验。
他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。
对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是() 图1A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同解析:金属套环跳起的原因是开关S闭合时,套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的。
线圈接在直流电源上,S闭合时,金属套环也会跳起。
电压越高,线圈匝数越多,S闭合时,金属套环跳起越剧烈。
若套环是非导体材料,则套环不会跳起。
故选项A、B、C错误,选项D正确。
答案:D2.如图2所示,在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。
在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中()A.环中有感应电流,方向a→d→c→bB.环中有感应电流,方向a→b→c→d 图2C.环中无感应电流D.条件不够,无法确定解析:由圆形变成正方形的过程中,面积减小,磁通量减小,由楞次定律可知正方形中产生a→d→c→b方向的电流,A对。
答案:A3.如图3所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是()图3解析:题目中导体做切割磁感线运动,先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流,再应用右手定则判断感应电流方向。
由右手定则可判定ab中的电流,A项中由a向b,B项中由b向a,C项中由b向a,D项中由b 向a。
故选A。
答案:A4.如图4所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时()A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流图4C.整个环中有逆时针方向的电流D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流解析:导体ef将圆分成两部分,导体向右移动时,右边的磁通量减小,左边的磁通量增加,根据楞次定律,左边电流为顺时针方向,右边电流为逆时针方向,应选D。
第四章第3节一、选择题1.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右),则()A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→aC.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左答案 D解析由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a。
由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时,受到的安培力水平向左,因此选项D正确。
2.(多选)如图所示,通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上,当N中的电流突然减小时,则()A.环M有缩小的趋势B.环M有扩张的趋势C.螺线管N有缩短的趋势D.螺线管N有伸长的趋势答案AD解析对通电螺线管,当通入的电流突然减小时,螺线管每匝间的相互吸引力也减小,所以匝间距增大;对金属环,穿过的磁通量也随之减少,由于它包围通电螺线管的内外磁场,只有减小面积才能阻碍磁通量的减少,金属环有缩小的趋势。
选项A、D正确。
3.(多选)在右图中MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体,匀强磁场垂直于导轨所在的平面,则()A.如果AB和CD以相同的速度向右运动,则回路内一定有感应电流B.如果AB和CD以不同的速度向右运动,则回路内一定有感应电流C.如果AB和CD以相同的速率分别向右和向左运动,则回路内无感应电流D.如果AB不动,CD以一定的速度运动,则回路内一定有感应电流答案BD解析产生感应电流的条件是:闭合电路的磁通量发生变化,故B、D正确;而A项闭合电路内磁通量不变,A项错误;C项闭合电路内磁通量发生变化应有感应电流产生,C错误。
4.(多选)如图所示,金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上,在磁场中向右运动,匀强磁场垂直水平面向下,则()A.G1表的指针发生偏转B.G2表的指针发生偏转C.G1表的指针不发生偏转D.G2表的指针不发生偏转答案AB解析导线框向右运动时,G1、G2表构成闭合电路的磁通量增加,产生感应电流,故两表均有电流,故A、B选项正确。
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)楞次定律同步练习1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是【 D 】A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B.闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化2.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向。
当线圈在此磁场中做下列哪种运动时,线圈中能产生感应电流?【 CD 】A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动V3.如图所示,有一个带负电的粒子,沿一个圆形环导体的直径方向在圆环表面匀速飞过,则下列说法正确的是【 A 】A.圆环中始终没有感应电流B.圆环中有顺时针方向的感应电流C.粒子靠近时有顺时针方向的感应电流,离开时则相反Ma bc dN ID .粒子靠近时有逆时针方向的感应电流,离开时则相反4.如图所示,通以电流I 的直导线MN 固定在竖直位置上,且与导线框abcd 在同一平面内,则下列情况下导线框中能够产生感应电流的是【 ABC 】A .通过直导线的电流强度增大B .通过直导线的电流强度减小C .线框水平向右移动 B M NabD .线框以MN 为轴转动5.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M 相连接。
要使小线圈N 获得逆时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab 的运动情况是(两线圈共面放置)【 D 】A .向右匀速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动AB Ia b c d6.如图所示,导线框abcd 与导线AB 在同一平面内,直导线中通有恒定的电流I ,当线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是【 D 】A .先abcda ,再dcbad ,后abcdaB .先abcda ,再dcbadC .始终是dcbadD .先dcbad ,再abcda ,后dcbadI 2 I 1 B A7.两个线圈A和B平行放置,分别通有如图所示方向的电流,欲使线圈B中的电流能在某一瞬时有所增大,则可以采取的措施是【BCD 】A.保持线圈的相对位置不变,增大线圈A中的电流B.保持线圈的相对位置不变,减小线圈A中的电流C.保持线圈A中的电流不变,将线圈A向右平移D.保持线圈A中的电流不变,将线圈A向上平移ABICGD8.如图,螺线管CD导线的绕法不明。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)3 楞次定律建议用时 实际用时满分 实际得分45分钟100分一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.第5、6、7、9、10题为多选,其余为单选.多选中全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) 1.如图1所示,螺线管的导线绕法不明,当磁铁插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是() A.端一定是极B.端一定是极C.端的极性一定与磁铁端的极性相同D.因螺线管的绕法不明,故无法判断极性 2.一平面线圈用细杆悬于点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图2所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为( A .逆时针方向 B .逆时针方向 C .顺时针方向 D .顺时针方向 逆时针方向 3.如图3所示,闭合铜环与闭合金属框相接触,在匀强磁场中,在铜环向右移动的过程中(假设金属框不动),下列说法正确的是( )A.闭合铜环内没有感应 电流产生,因为磁通量没有B.金属框内没有感应电流产生,因为磁通量没有C.金属框有感应电流产生D.金属框回路有感应电流产生,由楞次定律可判4.在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动.开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为.在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面( ) A.维持不动B.将向使减小的方向转动C.将向使增大的方向转动D.将转动,因不知磁场方向,不能确定会增大还是会减小5.如图4所示,裸导线框放在光滑金属导轨上向右运动,匀强磁场的方向如图所示,则( ) A.表的指针发生偏转图4图1图2图3图5图7图9图10B.表的指针发生偏转C.表的指针不发生偏转D.表的指针不发生偏转6.如图5所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于点,将圆环拉至位置后无初速度释放,在圆环从摆向的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向7.如图6所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环,下列各种情况中铜环中有感应电流的是()A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片做匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P做加速移动D.将开关突然断开的瞬间8.如图7所示,在水平放置的光滑绝缘杆上,挂有两个金属环和,两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略,当变阻器的滑动触头向左移动时,两环将怎样运动( )A.两环一起向左移动B.两环一起向右移动C.两环互相靠近D.两环互相离开9.如图8所示,螺线管置于闭合金属圆环的轴线上,当中通过的电流减小时( )A.环有缩小的趋势B.环有扩张的趋势C.螺线管有缩短的趋势D.螺线管有伸长的趋势10.按如图9所示装置进行操作时,发现放在光滑金属导轨上的导体棒发生移动,其可能的原因是( )A.闭合开关的瞬间B.断开开关的瞬间C.闭合开关后,改变电阻时D.闭合开关后,保持电不变二、简答题(本题共3小题,共50分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(15分)在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图10甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;当闭合开关时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按图乙所示,将电流表与副线圈连成一个闭合回路,将原线圈、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.(1)闭合后,将螺线管原线圈)插入螺线管(副线圈)的过程中,电流表的指针将如何偏转?(2)线圈放在中不动时,指针如何偏转?(3)线圈放在中不动,将滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表指针将如何偏转?(4)线圈放在中不动,突然断开,电流表指针将如何偏转?图6图812.(17分)如图11所示,在两根平行长直导线中,通以同方向同大小的电流,导线框和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速运动,在移动过程中,线框中感应电流方向怎样?13.(18分)如图12所示,用细线将一个闭合金属环悬于点,虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场,金属环的摆动会很快停下来.试解释这一现象.若整个空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场,会有这种现象吗?图11图123 楞次定律参考答案1.C 解析:由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的端一定与磁铁的端极性相同,与螺线管的绕法无关.但因为磁铁的极性不明,所以螺线管两端的极性也不能明确,所以选项错误,正确.2.B 解析:线圈第一次通过位置Ⅰ,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律判断,线圈中感应电流的磁场方向向左,根据安培定则,顺着磁场看去,感应电流的方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时,穿过线圈的磁通量减少,可判断出感应电流方向为顺时针方向,故选项B正确.3.C 解析:在铜环向右运动的过程中,虽然闭合回路的磁通量没有发生变化,但回路和回路的磁通量却同时发生了变化,因此,回路中会有感应电流产生.对于电流的方向,可以根据楞次定律进行判断:回路的磁通量在逐渐增加,将有逆时针方向的感应电流;回路的磁通量在逐渐减小,将有顺时针方向的感应电流,应选C.4.B 解析:由楞次定律可知,当磁场开始增强时,线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加,而线圈平面与磁场间的夹角越小时,通过的磁通量越小,所以将向使减小的方向转动.5.AB6.AD 解析:将圆环从向的运动分为三个过程:左侧、分界处、右侧.在左侧垂直纸面向里的磁场中,原磁场增强,根据楞次定律:感应磁场方向与原磁场方向相反即垂直纸面向外,再由安培定则判断知感应电流为逆时针方向;同理判断另两个过程;最后由左手定则判断每个过程的安培力的合力,可知安培力方向始终沿水平方向.选项A、D正确.7.BCD8.C 解析:当滑动变阻器的滑动触头向左移动时,螺线管内部、外部的磁场均增加,穿过两金属环的水平向右的磁通量增加,根据楞次定律,可知两环中有相同方向的电流,同方向电流相互吸引,故两环互相靠近,故选C.9.AD 解析:若电流不变,要使环中的磁通量增加,需使环的面积减小.现在中的电流减小,穿过环的磁通量减小,环中产生的感应电流要起到“补偿”原磁通量的减小,环的面积减小一些,即环有缩小的趋势,故选项A正确.螺线管中每匝的电流方向相同,由于同向平行电流有相互吸引的作用力,而电流减小吸引力则减小,所以有伸长的趋势,故选项D正确.10.ABC 解析:当闭合开关S的瞬间、断开开关S的瞬间、闭合开关后改变电阻时,穿过右侧线圈的磁通量均发生变化,有感应电流产生,故导体棒发生移动.闭合开关后保持电不变,穿过右侧线圈的磁通量未发生变化,无感应电流产生,故导体棒不发生移动.11.(1)向右偏转 (2)不偏转 (3)向右偏转 (4)向左偏转12.始终是解析:产生的磁感线分布如图13所示,线框在两电流中线的右侧时,穿过线框的合磁通量垂直纸面穿出,线框左移,磁通量变小,为阻碍这个方向的磁通图13量减小,感应电流的方向就是.当线框跨越两电流中线时,线框的合磁通量由穿出变为穿进,感应电流还是线框再左移,线框合磁通量穿入且增加,感应电流方向还是.所以线框中感应电流方向始终是13.见解析解析:当只有左边有匀强磁场时,金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出),由于磁通量发生变化,环内一定有感应电流产生.根据楞次定律,感应电流将会阻碍相对运动,所以摆动会很快停下来.还可以用能量守恒来解释:有电流产生,就一定有机械能向电能转化,摆的机械能将不断减小.若空间都有匀强磁场,穿过金属环的磁通量不变化,无感应电流,不会阻碍相对运动,摆动就不会很快停下来.。
教材习题点拨教材问题全解思考与讨论1根据楞次定律,线圈中感应电流的磁场阻碍磁铁向线圈方向的运动,我们手持磁铁向线圈运动时,我们克服磁场力做功。
思考与讨论2(1)研究闭合电路ABEF。
(2)磁通量增大。
(3)感应电流的磁场垂直纸面向外。
(4)电流方向为由A到B。
教材习题全解1.超导体的电阻为0,如果闭合的超导电路内有电流,这个电流不产生焦耳热,所以不会自行消失。
现有一个固定的超导体圆环如图甲所示,此时圆环中没有电流。
在其右侧放入一个条形永磁体(图乙),由于电磁感应,在超导体圆环中产生了电流,电流的方向如何?超导圆环内的电流答案:从左侧看感应电流沿顺时针方向2.如图所示,导线AB与CD平行。
试判断在闭合与断开开关S时,导线CD中感应电流的方向。
判断CD中感应电流的方向答案:当闭合开关S时,感应电流方向由D到C;当S断开时,感应电流方向由C到D。
3.在图中CDEF是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。
当导体AB向右移动时,请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向。
判断CD中感应电流的方向答案:ABCD ABFE点拨:当导体AB向右移动时,线框ABCD中垂直于纸面向内的磁通量减少,根据楞次定律,它产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少,即感应电流的磁场与原磁场方向相同,垂直纸面向内,则感应电流的方向是ABCD。
研究线框ABFE可判断感应电流方向为ABFE。
4.如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一个闭合线圈向下运动并始终保持水平。
在位置B,N极附近的磁感线正好与线圈平面平行。
试判断线圈在位置A、B、C时感应电流的方向。
判断线圈内感应电流的方向答案:在A、B、C三个位置时,感应电流方向从上向下看均沿逆时针方向点拨:从A到B,穿过线圈向上的磁通量减小,从B到C,穿过线圈向下的磁通量增加,根据楞次定律可以判断在A、B、C三个位置时,感应电流方向从上向下看均沿逆时针方向。
5.在图中,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
3.楞次定律(在学生用书中分册装订!)1.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中的感应电流方向都是沿顺时针方向的C.向左或向右拉出时,环中的感应电流方向都是沿逆时针方向的D.环在离开磁场之后,仍然有感应电流解析:不管将金属圆环从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的减少.感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的.B正确,A、C错误.另外,在圆环离开磁场后无磁通量穿过圆环,该种情况无感应电流,故D错误.答案: B2.如图所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上受外力作用向左运动,那么ab导线中感应电流的方向(已知有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是() A.电流由b向a,安培力向左B.电流由b向a,安培力向右C.电流由a向b,安培力向左D.电流由a向b,安培力向右解析:由右手定则判断可知ab中感应电流方向为a→b,再由左手定则判断知,安培力方向向右,正确选项为D.答案: D3.如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad 和bc的中点,当导线框向右运动的瞬间,则()A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,线框中没有感应电流解析:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),因ab边向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个导线框中的感应电流是逆时针方向的,故B选项正确.答案: B4.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面,则线框中感应电流的方向是()A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d解析:线圈从右端到最低点和从最低点到左侧最高点的过程中,磁感线是从线圈的两个不同面进入的,假设前半段时间是从正面进入,则后半段时间从背面进入.由楞次定律,一开始磁通量减小,后来磁通量增大,由“增反”“减同”可知电流方向是d→c→b→a→d.答案: B5.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是() A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过,方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力向左D.磁场对导体棒AB的作用力向左解析:利用楞次定律,两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路,分析出磁通量增加,结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.以此为基础,再根据左手定则进一步判定CD、AB的受力方向,经过比较可得正确答案.答案:BD6.(2014·台州高二检测)如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd.载流直导线中的电流逐渐增强时,导体棒ab和cd的运动情况是()A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离解析:方法一:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强,回路磁通量增大,根据楞次定律可知,回路产生逆时针方向电流;ab边电流方向向下,所受安培力向右,cd边电流方向向上,所受安培力向左,故ab和cd相向运动,C项正确.方法二:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强,回路磁通量增大,根据楞次定律可知,回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体棒要相向运动,相互靠拢,C项正确.答案: C7.如图所示,“U”形金属框架固定在水平面上,金属杆ab与框架间无摩擦.整个装置处于竖直方向的磁场中.若因磁场的变化,使杆ab向右运动,则磁感应强度() A.方向向下并减小B.方向向下并增大C.方向向上并增大D.方向向上并减小解析:因磁场变化,发生电磁感应现象,杆ab中有感应电流产生,而使杆ab受到磁场力的作用,并发生向右运动.而杆ab向右运动,使得闭合回路中磁通量有增加的趋势,说明原磁场的磁通量必定减弱,即磁感应强度正在减小,与方向向上、向下无关.答案:AD8.如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环.在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触.当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻()A.有电流通过电流表,方向由c→d;作用于ab的安培力向右B.有电流通过电流表,方向由c→d;作用于ab的安培力向左C.有电流通过电流表,方向由d→c;作用于ab的安培力向右D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零解析:金属杆顺时针转动切割磁感线,由右手定则可知产生a到b的感应电流,电流由c→d流过电流表,再由左手定则知此时ab杆受安培力向右,故A正确.答案: A9.一金属方框abcd从离磁场区域上方高A处自由落下,然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中,在进入磁场的过程中,可能发生的情况是(如图所示)()A.线框做加速运动,加速度a<gB.线框做匀速运动C.线框做减速运动D.线框会反向运动回到原处解析:当线框下落进入磁场过程中,感应电流的磁场将阻碍线框进入磁场,这就说明进入磁场时产生的感应电流使线框受到向上的安培力,且大小与进入磁场时的速度有关,设为F.如果F=mg,线框将匀速进入磁场.如果F<mg,线框将加速进入磁场,加速度小于g.如果F>mg,线框将减速进入磁场.由此可见,线框进入磁场的运动特点是由其自由下落的高度h决定的(对于确定的线圈),A、B、C三种情况均有可能.但D项所示情况绝不可能,因为线框进入磁场,才会受到向上的安培力,线框的速度方向不会向上,可见线框不会反向运动.答案:ABC10.如图所示,在条形磁铁中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是()A.释放圆环,环下落时产生感应电流B.释放圆环,环下落时无感应电流C.释放圆环,环下落时环的机械能守恒D .释放圆环,环下落时环的机械能不守恒解析: 由条形磁铁磁场分布特点可知,穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零.所以,在环下落的过程中磁通量不变,没有感应电流,圆环只受重力,则环下落时机械能守恒,故A 、D 错误,B 、C 正确.答案: BC11.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~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左B .感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右C .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右D .感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左解析: 在T 2~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.答案: C 12.如图,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,r a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速,由于b环又有收缩趋势,说明a 环外部磁场向外,内部向里,故选B.答案: B13.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关,按图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流表指针向右偏转.由此可以推断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动,都能引起电流表指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流表指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流表指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流表指针偏转的方向解析:电流表指针是否偏转取决于穿过线圈B的磁通量是否发生变化,而电流表中指针的偏转方向由穿过线圈B的磁通量是变大还是变小决定.由题意知当P向左滑动时,线圈A中的电流变小,导致穿过线圈B的磁通量减小,电流表指针向右偏转.依此推理,若穿过线圈B的磁通量增大时,电流表指针应向左偏转,D错误;线圈A上移或断开开关时,穿过线圈B的磁通量减小,指针向右偏,A错误,B正确;P匀速向左滑动时穿过线圈B的磁通量减小,指针向右偏转,P 匀速向右滑动时穿过线圈B的磁通量增大,指针向左偏转,故C错误.答案: B14.电阻R、电容器C与一个线圈连成闭合回路,条形磁铁静止在线圈的正上方,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,下极板带正电解析:磁铁N极接近线圈的过程中,线圈中有向下的磁场,并且磁通量增加,由楞次定律可得,感应电流的方向为b→R→a,故电容器下极板带正电,上极板带负电,D正确.答案: D。
第3讲楞次定律[目标定位] 1.理解楞次定律的内容,并应用楞次定律判定感应电流的方向.2.通过实验探究,感受楞次定律的实验推导过程,逐渐培养自己观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力.3.掌握右手定则,并理解右手定则实际上是楞次定律的一种表现形式.一、探究感应电流的方向1.实验探究将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N极、S极插入、抽出线圈,如图1所示,记录感应电流方向如下:图12.分析流的磁场方向与原磁场的方向相反?什么时候相同?答案甲、丙两种情况下,磁通量都增大,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;乙、丁两种情况下,磁通量都减小,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.二、楞次定律当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少.感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.三、右手定则1.使用范围:判定导线切割磁感线运动时感应电流的方向.2.使用方法:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.一、楞次定律中阻碍的含义1.谁在阻碍?起阻碍作用的是感应电流的磁场.2.阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量.3.如何阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加;原磁通量减小时,感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相同,感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少,即“增反减同”.4.结果如何?阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行.5.从相对运动的角度看,感应电流的磁场对原磁场的作用是阻碍相对运动.如图1所示,甲图中螺线管上端为N极,下端为S极,感应电流对磁铁的靠近起阻碍作用;图乙中螺线管上端为S极,下端为N极,感应电流阻碍磁铁的远离.例1关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故选D.答案 D二、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路;(2)确定原磁场的方向;(3)明确闭合回路中磁通量变化的情况;(4)应用楞次定律的“增反减同”,确定感应电流的磁场的方向;(5)应用安培定则,确定感应电流的方向.例2图2如图2所示,试判定当开关S闭合和断开瞬间,线圈ABCD中的感应电流方向.解析当S闭合的瞬间:穿过回路的磁场是电流I产生的磁场,方向垂直纸面向外(如图所示),且磁通量增大;由楞次定律知感应电流磁场方向应和B原相反,即垂直纸面向里;由安培定则判知线圈ABCD中感应电流方向是A→D→C→B→A.当S断开时:穿过回路的原磁场仍是电流I产生的磁场,方向垂直纸面向外,且磁通量减小;由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相同,即垂直纸面向外;由安培定则判知感应电流方向是A→B→C→D→A.答案S闭合时,感应电流方向为A→D→C→B→A;S断开时,感应电流方向为A→B→C→D→A.针对训练1某磁场磁感线如图3所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中感应电流的方向是()图3A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针答案 C解析自A落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,则感应电流的磁场方向与之相反,即向下,故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为顺时针;自图示位置落至B点时,穿过线圈的磁通量减少,磁场方向向上,则感应电流的磁场方向与之相同,即向上,故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为逆时针,选C.三、右手定则的应用1.导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以右手定则是楞次定律的特例.(1)楞次定律适用于各种电磁感应现象,对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.(2)右手定则只适用于导体做切割磁感线运动的情况.2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极).例3下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是()解析由右手定则判知,A中感应电流方向为a→b,B、C、D中均为b→a.答案 A针对训练2如图4所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右),则()图4A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→aC.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左答案 D解析根据右手定则可知导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,离开磁场时感应电流为a→b→c→d→a,所以A、B均错误,再根据左手定则知,C错误,D正确.楞次定律的应用1.如图5所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极向下但未插入线圈内部.当磁铁向下运动时()图5A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥答案 B解析由增反减同,N极向下运动,原磁通量增加,感应电流磁场方向与原磁场方向相反,由安培定则知感应电流方向与图中箭头方向相同,由来拒去留,知磁铁与线圈相互排斥,故B正确.2.如图6所示,通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd,当通电导线L运动时,以下说法正确的是()图6A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC.当导线L向右平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD.当导线L向右平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcba答案AD解析当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合电路abcd中磁场增强,磁通量增加,abcd 回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感应电流的方向为adcba,选项D正确.右手定则的应用3.如图7所示,匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时()图7A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流答案 D解析由右手定则知ef上的电流由e→f,故右侧的电流方向为逆时针,左侧的电流方向为顺时针,选D.4.如图8所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()图8A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力方向水平向左D.安培力方向水平向右答案AC解析方法1:由右手定则知,MN中感应电流方向是N→M,再由左手定则可判知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左.方法2:由楞次定律知,本题中感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的,则安培力必然阻碍这种相对运动,由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知,MN所受安培力方向垂直于MN水平向左,再由右手定则,判断出感应电流的方向是N→M.故选A、C.(时间:60分钟)题组一对楞次定律的理解和应用1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是()A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场方向相反C.阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案 C解析感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化.2.某实验小组用如图1所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流的方向是()图1A.a→G→bB.先a→G→b,后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a,后a→G→b答案 D解析条形磁铁进入线圈的过程中:①确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下.②明确闭合回路中磁通量变化的情况:向下的磁通量增加.③由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中的感应电流产生的磁场方向向上.④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视),即:电流的方向从b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中,向下的磁通量减小,由楞次定律可得:线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视),即:电流的方向从a→G→b.3.如图2所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为()图2A.外环顺时针、内环逆时针B.外环逆时针,内环顺时针C.内、外环均为逆时针D.内、外环均为顺时针答案 B解析首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加.由楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直于纸面向外,再由安培定则判断出感应电流的方向是:在外环沿逆时针方向,在内环沿顺时针方向,故选项B正确.4.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图3所示.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验,下列说法正确的是()图3A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,用电流表G中有a→b的感应电流D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应电流答案 D解析在滑片不动的情况下,A线圈中通过的是恒定电流,产生的磁场是恒定的,所以B线圈中不产生感应电流,所以选项A、B错误;在滑片移动增大电阻R的过程中,A线圈中通过的是逐渐减弱的电流,即线圈B处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可判断得知,电流表中的电流从b→a,故选项C错误,D正确.5.如图4所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是()图4A.感应电流的方向始终是由P→QB.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→PC.PQ受磁场力的方向垂直于杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右,后垂直于杆向左答案 B解析在PQ杆滑动的过程中,杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ 内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对,A项错.再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D项错误.故选B.6.如图5所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()图5A.向左拉出和向右拉出时,环中感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生答案 B解析圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向.圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流.B选项正确.7.如图6所示,金属线框与直导线AB在同一平面内,直导线中通有电流I,若将线框由位置1拉至位置2的过程中,线框中感应电流的方向是()图6A.先顺时针,后逆时针,再顺时针B.始终顺时针C.先逆时针,后顺时针,再逆时针D.始终逆时针答案 C8.闭合线圈abcd在磁场中运动到如图7所示位置时,ab边受到的磁场力竖直向上,此线圈的运动情况可能是()图7A.向右进入磁场B.向左移出磁场C.以ab为轴转动D.以cd为轴转动答案BCD9.北半球地磁场的竖直分量向下.如图8所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置一个边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确的是()图8A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势低B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a答案AC解析线圈向东平动时,ba和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A对;同理,线圈向北平动,则a、b电势相等,高于c、d两点电势,B错;以ab为轴将线圈向上翻转,向下的磁通量减小了,感应电流的磁场方向应该向下,再由安培定则知,感应电流的方向为a→b→c→d→a,则C对,D错.题组二右手定则的应用10.两根相互平行的金属导轨水平放置于图9所示的匀强磁场中,在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是()图9A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过,方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力水平向左D.磁场对导体棒AB的作用力水平向右答案 B解析当导体棒AB向右运动时,由右手定则可以判断回路中感应电流方向为A→C→D→B→A,再根据左手定则进一步确定导体棒CD的受力方向水平向右,导体棒AB 受力方向水平向左.11.如图10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水平向左移动时()图10A.导体棒AB中感应电流的方向为A到BB.导体棒AB中感应电流的方向为B到AC.导体棒CD水平向左移动D.导体棒CD水平向右移动答案AD解析当导体棒AB向左移动时,由右手定则可判断回路中感应电流方向为A→B→C→D→A,故A项正确,B项错误;再根据左手定则可确定CD棒受力水平向右,故C项错误,D项正确.12.如图11所示,MN、PQ为同一水平面的两平行导轨,导轨间有垂直于导轨平面的磁场(图中未画出),导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当导体ab沿轨道向右滑动时,则()图11A.cd向右滑B.cd不动C.cd向左滑D.无法确定答案 A解析对ab应用右手定则确定回路中电流方向,应用左手定则确定cd受力后的运动方向,与磁场的方向无关.本题也可用“来拒去留”直接判断.13.如图12所示,一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上,置于蹄形磁铁之间,两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触.若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来,下列说法正确的是()图12A.电阻R中有Q→R→P方向的感应电流B.电阻R中有P→R→Q方向的感应电流C.穿过圆盘的磁通量始终没有变化,电阻R中无感应电流D.调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向,R中感应电流的方向也会发生改变答案 B解析根据右手定则可判断出R中有P→R→Q方向的电流,B正确,A、C错.D选项中流过R的感应电流方向不变,D错.。
楞次定律练习题
A组
1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()
A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
B.闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流
C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化
2.如图所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向
B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向
C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向
D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向
3.闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时,bc边所受到的磁场力方向向下,那么线圈的运动情况是()
A.向左平动进入磁场
B.向右平动出磁场
C.向上平动
D.向下平动
4.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中()
A.始终有感应电流自a向b流过电流表G
B.始终有感应电流自b向a流过电流表G
C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
5.如图所示,磁铁垂直于铜环所在平面,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()
A.向右摆动
B.向左摆动
C.静止
D.转动
6.如图所示,矩形线框与长直导线在同一平面内,当矩形线框从直导线的左侧平移到右侧的过
程中线框内感应电流的方向为()
A.先顺时针,后逆时针
B.先逆时针,后顺时针
C.先顺时针,后逆时针,再顺时针
D.先逆时针,后顺时针,再逆时针
7.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。
现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ。
设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2,重力加速度大小为g,则()
A.F T1>mg,F T2>mg
B.F T1<mg,F T2<mg
C.F T1>mg,F T2<mg
D.F T1<mg,F T2>mg
8.(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。
各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是()
9.根据楞次定律知感应电流的磁场一定是()
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场反向
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
10.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则()
A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C.当线圈以cd边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
B组
1.如图所示,固定的水平长直导线中通有直流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行。
线框由静止释放,在下落过程中()
A.穿过线框的磁通量保持不变
B.线框中感应电流方向保持不变
C.线框所受安培力的合力为零
D.线框的机械能不断增大
2.如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈c向右摆动,则ab的运动情况是()
A.向左或向右匀速运动
B.向左或向右减速运动
C.向左或向右加速运动
D.只能向右匀加速运动
3.如图所示,螺线管CD的导线绕向不明,当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的电流产生,下列关于螺线管极性的判断正确的是()
A.C端一定是N极
B.C端一定是S极
C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D.无法判断极性,因螺线管的绕法不明
4.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铁从线圈中线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F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()
A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右
5.(多选)如图所示,导体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
6. (多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()
A.向右匀速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向右加速运动
7.如图所示,无限大磁场的方向垂直于纸面向里,A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形),B图中线圈正绕a点在平面内旋转,C图与D图中线圈正绕OO′轴转动,则线圈中不能产生感应电流的是()
8.水平固定的大环中通过恒定的强电流I,从上向下看为逆时针方向,如图1所示,有一小铜环,从上向下穿过大圆环,且保持环面与大环平行且共轴,下落过程中小环中产生感应电流的过程是()
A.只有小环在接近大环的过程中
B.只有小环在远离大环的过程中
C.只有小环在经过大环的过程中
D.小环下落的整个过程
9.如图2所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场()
图2
A. 线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→d
B. 线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→a
C.受磁场的作用,线框要发生转动
D.线框中始终没有感应电流
10.如图3所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流由A经R到B,则磁铁的
运动可能是()
A.向下运动B.向上运动
C.向左平移D.向右平移
11.如图10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铁从线圈中线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N及在水平方向运动趋势的正确判断是()
图10
A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右。