高中物理人教版选修3-2课后训练:4.3 楞次定律 word版含解析
- 格式:doc
- 大小:211.50 KB
- 文档页数:6
姓名,年级:时间:楞次定律1、图,水平放罝的直导线正下方有一只可自由转动的小磁针.当导线中通过自右向左的电流时,小磁针N极的转动情况是( )A.垂直于纸面向里转B。
垂直于纸面向外转C。
在纸面内顺时针转D。
在纸面内逆时计转2、如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两铝环时,两铝环的运动情况是( )A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距减小C.同时向右运动,间距减小 D。
同时向右运动,间距增大3、如图,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 绕环心转动时,导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势,则B的转动情况是( )A.顺时针加速转动B。
顺时针减速转动C。
逆时针加速转动D.逆时针减速转动4、如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,当螺线管中电流I增加时()A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小 B 。
环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小 C 。
环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大 D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大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,则PQ 所做的运动可能是( )A .向右变加速运动B .向左变加速运动C .向左匀速运动D .向右匀加速运动6、如图所示为地磁场的磁感线分布示意图.一架飞机在赤道上空匀速飞行,机翼保持水平,由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠,在地磁场的作用下,金属机翼上产生了电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为1ϕ,右方机翼末端处的电势为2ϕ,忽略磁偏角的影响.则( )A 。
若飞机从西往东飞,2ϕ比1ϕ高B.若飞机从东往西飞,2ϕ比1ϕ高C 。
若飞机从南往北飞,2ϕ比1ϕ髙D 。
若飞机从北往南飞,2ϕ比1ϕ高7、如图所示,MN 、GH 为光滑的水平平行金属导轨,ab 、cd 为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN 、GH 所在的平面,则( )A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→b→d→c→aB.B。
姓名,年级:时间:3 楞次定律[学习目标]1。
[物理观念]理解楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流的方向.(重点) 2。
[科学思维]理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现.(难点) 3。
[科学思维]掌握右手定则,并理解右手定则的实质.(重点)一、楞次定律1.探究感应电流的方向(1)实验器材:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系).(2)实验现象:如图所示,在四种情况下,将实验结果填入下表.①线圈内磁通量增加时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针(俯视)向上乙向上顺时针(俯视)向下图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针(俯视)向下丁向上逆时针(俯视)向上(3)表述一:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同.表述二:当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸.2.楞次定律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.二、右手定则1.内容伸开右手,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.如图所示.2.适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况.1.思考判断(正确的打“√",错误的打“×”)(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反.(×)(2)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗.(√)(3)右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况.(√)(4)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心.(×)(5)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则.(×)2.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定()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C [感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍磁通量,它和引起感应电流的磁场可以同向,也可以反向.]3。
第四章电磁感应3 楞次定律A级抓基础1.(多选)关于决定感应电流方向的因素,以下说法中正确的是()A.回路所包围的引起感应电流的磁场的方向B.回路外磁场的方向C.回路所包围的磁通量的大小D.回路所包围的磁通量的变化情况答案:AD2.根据楞次定律知:感应电流的磁场一定()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通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案:C3.(多选)关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C.感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化答案:CD4.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路中产生感应电流的是()A.ab向右运动,同时使θ角减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°) 解析:设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BS cos θ.S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确,B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误,S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错.故只有A正确.答案:A5.如图所示,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,则()A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a →dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.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解析:由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用.故选项D正确.答案:DB级提能力6.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中()A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcbD.线圈中无感应电流产生解析:由几何知识知,周长相等的几何图形中,圆的面积最大,当由圆形变成正方形时磁通量变小.根据楞次定律知在线圈中将产生abcda方向的感应电流,故选A.答案:A7.如图所示,闭合金属铜环从高为h的曲面滚下,沿曲面的另一侧上升,设闭合环初速度为零,不计摩擦,则()A.若是匀强磁场,环上升的高度小于hB.若是匀强磁场,环上升的高度大于hC.若是非匀强磁场,环上升的高度等于hD.若是非匀强磁场,环上升的高度小于h解析:若是匀强磁场,闭合环的磁通量不发生变化,无感应电流产生,环也就不受磁场力,所以环仍保持机械能守恒,上升的高度等于h.若是非匀强磁场,闭合环的磁通量发生变化,有感应电流产生,环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动,使环损失的一部分机械能转化为电能,所以环上升的高度小于h.答案:D8.如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是()A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大解析:在条形磁铁插入铝环过程中,穿过铝环的磁通量增加,两环为了阻碍磁通量的增加,应朝条形磁铁左端运动,由于两环上感应电流方向相同,故将相互吸引,而使间距变小.答案:C9.(多选)如图所示,两块金属板水平放置,与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接.压力传感器上表面绝缘,位于两金属板间,带正电的小球静置于压力传感器上,均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈.K未接通时传感器时的示数为1 N,K闭合后传感器的示数变为2 N.则磁场的变化情况可能是()A.向上均匀增大B.向上均匀减小C.向下均匀减小D.向下均匀增大解析:K闭合后,向上均匀增大或向下均匀减小磁场都能使上金属板带正电,下金属板带负电,带正电的小球受竖直向下的电场力,传感器示数变大.答案:AC10.如图,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,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则()A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg解析:金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1>mg,T2>mg.选项A正确.答案:A教师个人研修总结在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
2017-2018学年楞次定律知识点一楞次定律1.(多选)下列说法正确的是()A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反B.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向2.如图L4-3-1所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中(始终在金属环左侧),环中的感应电流(自左向右看)()图L4-3-1A.沿顺时针方向B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.沿逆时针方向D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向3.如图L4-3-2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正好是细杆竖直时线圈所处的位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()图L4-3-2A.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4.如图L4-3-3所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()图L4-3-3A.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.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动知识点二右手定则5.(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图L4-3-4所示的匀强磁场中,与导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动.当导体棒AB在外力F的作用下向右运动时,下列说法中正确的是()图L4-3-4A.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6.如图L4-3-5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,当线框向右运动的瞬间,则()图L4-3-5A.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,所以线框中没有感应电流7.某磁场磁感线如图L4-3-6所示,有一铜线圈自图中A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()图L4-3-6A.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8.如图L4-3-7所示,一个圆环形导体,圆心为O,有一个带正电的粒子沿如图所示的直线从圆环表面匀速飞过,则环中的感应电流情况是()图L4-3-7A.沿逆时针方向B.沿顺时针方向C.先沿逆时针方向后沿顺时针方向D.先沿顺时针方向后沿逆时针方向9.电阻R、电容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L4-3-8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()图L4-3-8A.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10.如图L4-3-9所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO′,OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流方向()图L4-3-9A.始终为A→B→C→AB.始终为A→C→B→AC.先为A→C→B→A再为A→B→C→AD.先为A→B→C→A再为A→C→B→A11.如图L4-3-10所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A和B.将线圈B 的两端与漆包线CD相连,使CD平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N极的偏转情况.线圈A中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?图L4-3-1012.某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后,自己制作了一个手动手电筒.图L4-3-11是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称.(1)试分析其工作原理.(2)灯泡中的电流方向是否变化?图L4-3-113楞次定律1.BD[解析] 本题的关键是理解楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.如果是因磁通量的减小而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,阻碍磁通量的减小;如果是因磁通量的增大而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,阻碍磁通量的增大,故A项错误,B 项正确;楞次定律既可以判定闭合回路中感应电流的方向,还可以判定不闭合回路中感应电动势的方向,C项错误,D项正确.2.C[解析] 条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,向右的磁通量一直增加,根据楞次定律,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向,C对.3.D[解析] 线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中,沿磁场方向的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从右向左穿过线圈,根据安培定则,Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向;在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时,向右穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向右,根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向,且Ⅱ位置时感应电流为零.故选D.4.A[解析] 当N极向纸内,S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有且向里,感应电流的磁场应向外,感应电流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外,S极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外且增加,感应电流方向为顺时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D选项错误.5.BD[解析] 两根导体棒与两根金属导轨构成闭合回路,由右手定则可判断导体棒AB中感应电流的方向是B→A,则导体棒CD中电流的方向是C→D,根据左手定则可判断,磁场对导体棒AB的作用力向左,对导体棒CD的作用力向右.6.B[解析] 此题可用两种方法求解,借此感受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更便捷.方法一: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向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向为a→b,同理可判断cd中的感应电流方向为c→d,ad、bc两边不切割磁感线,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的.方法二: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),由对称性可知合磁通量Φ=0;其次当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直纸面向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流按逆时针方向,故B选项正确.7.C[解析] 自A处落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律知线圈中感应电流方向为顺时针,自图示位置落至B处时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确.8.D[解析] 由于带正电的粒子没有沿圆环的直径运动,所以穿过圆环的磁通量开始时向外增加,然后向外减少,根据楞次定律,圆环中感应电流的方向是先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故D正确.9.D[解析] 在N极接近线圈上端的过程中,穿过线圈的磁通量向下增加,则感应电流的磁场方向向上.由安培定则可判定电路中的电流为顺时针方向(从下向上看),故通过R 的电流由b到a,电容器下极板带正电.10.A[解析] 在线圈以OO′为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减少,由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A;线圈以OO′为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加,由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A,A正确.11.在开关合上的瞬间,小磁针的N极向纸内偏转当线圈A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置[解析] 在开关合上的瞬间,线圈A内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈B内感应电流的磁场应该阻碍线圈B内的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的.由安培定则可判断出线圈B内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方是垂直于纸面向里,因此,小磁针N极应该向纸内偏转.线圈A内电流稳定后,CD内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来位置.12.(1)略(2)变化[解析] (1)线圈来回滑动时,穿过线圈的磁通量不断变化,线圈中产生感应电流,灯泡发光.(2)线圈由a滑至b过程中,磁场方向向左,穿过线圈的磁通量先减小后增加,根据楞次定律,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右.同样可判断线圈由b滑至a过程中,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右.所以灯泡中电流方向不断变化.。
时间:45分钟一、单项选择题1.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(D)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解析:由环形电流磁感线的分布可知小环在运动过程中无论是接近还是远离大环,小环的磁通量均在变化,所以小环下落的整个过程均能产生感应电流.故选D.2.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将(D)A.S增大,l变长B.S减小,l变短C.S增大,l变短D.S减小,l变长解析:当通电导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要反抗磁通量的增大,一是用缩小面积的方式进行反抗,二是用远离直导线的方式进行反抗,故D正确.3.如图所示,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分别与金属盘的边缘和转动轴接触.若使金属盘按图示方向(俯视为顺时针方向)转动起来,下列说法正确的是(B)A.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极同时改变金属盘的转动方向,R中感应电流的方向也会发生改变解析:根据右手定则可判定R中有P→R→Q方向的感应电流,B正确,A、C错.流过R的感应电流方向不变,D错.4.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(D)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,由楞次定律和安培定则可得,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.5.如图(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图箭头所示),在t1~t2时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是(A)A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势解析:在t1~t2时间段内,A线圈的电流为逆时针方向,产生的磁场垂直纸面向外且是增加的,由此可判定B线圈中的电流为顺时针方向,线圈的扩张与收缩可用阻碍Φ变化的观点去判定.在t1~t2时间段内B线圈内的Φ增强,根据楞次定律,只有B线圈增大面积,才能阻碍Φ的增加,故选A.二、多项选择题6.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(CD)解析:先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极.A 中线圈上端应为N极,B中线圈上端应为N极,C中线圈上端应为S极,D中线圈上端应为S极,再根据安培定则确定感应电流的方向,A、B错误,C、D正确.7.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q 平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时(AD)A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g解析:根据楞次定律,感应电流的效果是总要阻碍产生感应电流的原因,本题中“原因”是回路中磁通量的增加,P、Q可通过缩小面积的方式进行阻碍,故可得A正确.由“来拒去留”得回路电流受到向下的力的作用,由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力,所以磁铁的加速度小于g,选A、D.8.如图所示,A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环,由于它的转动,使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流,则A环的转动情况为(BD)A.顺时针匀速转动B.逆时针加速转动C.逆时针减速转动D.顺时针减速转动解析:本题考查安培定则和楞次定律的应用.B环中感应电流为逆时针,根据安培定则判断可知,感应电流的磁场为垂直纸面向外,根据楞次定律能产生这样的磁场,是由于A环旋转时A环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂直纸面向里增强的磁场的结果,负电荷的运动方向与电流方向相反,根据安培定则可得出,A环逆时针加速转动时产生方向垂直纸面向里的增强的磁场,若A环顺时针减速转动时产生垂直纸面向外的减弱的磁场.故正确答案为B、D.三、非选择题9.某同学在研究电磁感应现象的实验中,设计了如图所示的装置.线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R′、滑动变阻器R和开关S连接到干电池上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表相同,零刻度居中.闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P 不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示.(1)当滑片P较快地向左滑动时,甲电流表指针的偏转方向是向右偏,乙电流表指针的偏转方向是向左偏.(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,乙电流表的偏转情况是向左偏.(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)(3)从上述实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量变化时会产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化.10.在研究电磁感应现象的实验中,(1)为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线接成相应的实物电路图.答案:实物电路图如图所示.(2)将原线圈插入副线圈中,闭合开关,副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向相反(填“相同”或“相反”).(3)将原线圈拔出时,副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向相同(填“相同”或“相反”).11.如图所示为闭合导体回路中的一部分导体AB在磁场中做切割磁感线运动的情况,分析各图中感应电流的方向.答案:甲:A→B乙:B→A丙:A→C→B→A丁:B→A解析:题中四图都属于闭合导体回路中的一部分导体切割磁感线运动,应用右手定则判断可得:甲中电流由A→B,乙中电流由B→A,丙中电流沿A→C→B→A方向,丁中电流由B→A.。
2017-2018学年高中物理4.3 楞次定律课下作业(含解析)新人教版选修3-2 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中物理4.3 楞次定律课下作业(含解析)新人教版选修3-2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017-2018学年高中物理4.3 楞次定律课下作业(含解析)新人教版选修3-2的全部内容。
楞次定律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。
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。
楞次定律1 •金属矩形线圈dbcd 在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是 ( )【答案】A【解析】试题分析:图示时刻穿过线圈的磁通量为零,当线圈转动时,磁通量增加,将产生感应电流.故A 正确.线圈转动过程屮,线圈始终与磁场平行,没有磁感线穿过线圈,线圈的磁通量始终为零,保持不变,没有 感应电流产生.故B 错误.线圈运动过程中,线圈与磁场平行,没有磁感线穿过线圈,穿过线圈的磁通量 始终为零,保持不变,没有感应电流产生.故C 错误.线圈在匀强磁场中运动,根据<D=BS 知,磁通量① 保持不变,没有感应电流产生.故D 错误.故选A.考点:电磁感应【名师点睛】判断有没有感应电流产生,只要对照条件分析就行.磁通量可以用磁感线的条数來判断。
2. 如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平血内,长直导线中的电流,随吋间/的变化关系如图乙 所示。
在0〜T/2时间内,直导线屮电流向上,则在T/2〜T 时间内,线框屮感应电流的方向与所受安培力【答案】C【解析】在0・T/2时间内,直导线中电流向上,在T/2-T 时间内,直线电流方向向下,根据安培定则,知导 线右侧磁场的方向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方A. 感应电流方向为顺吋针, 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B情况是向的感应电流.根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到的安培力水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金屈框所受安培力的合力水平向右,故选项C正确,ABD错误;故选C.点睛:解决本题的关键掌握安培定则判断电流与其周闱磁场的方向的关系,运用楞次定律判断感应电流的方向,以及运用左手定则判断安培力的方向.3.如图所示,用一根长为厶质量不计的细杆与一个上弧长为/。
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。
5.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由静止开始释放,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答案 B解析线框从右侧开始由静止释放,穿过线框平面的磁通量逐渐减少,由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,根据安培定则,感应电流的方向为d→c→b→a→d;过O点后线框继续向左摆动过程中,磁感线从反面穿入线框,穿过线框平面的磁通量逐渐增大,由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,由安培定则可知感应电流的方向仍为d→c→b→a→d,故B选项正确。
6.(多选)[2015·杭州高二检测]两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环。
当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则()A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大答案BC解析选取A环为研究对象,若A环带正电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向里增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向外,B环中感应电流的方向应为逆时针方向,故A错误、B正确;若A环带负电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向外增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向里,B环中感应电流的方向应为顺时针方向,故C正确、D错误。
7.(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。
当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A.p、q将互相靠拢B.p、q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g答案AD解析方法一:假设磁铁的下端为N极,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向。
再根据左手定则可判断p、q所受的安培力的方向,安培力使p、q相互靠拢。
由于回路所受的安培力的合力向下,根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g。
若磁铁的下端为S极,根据类似的分析可以得出相同的结果,所以A、D选项正确。
方法二:根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,本题中的“原因”是回路中的磁通量增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g。
故选项A、D 正确。
点评本例列出了判断感应电流受力及其导体运动方向的方法,并从多个角度深刻理解楞次定律中阻碍的含义。
虽然方法不同,但本质都是楞次定律,只有领会其精髓,才能运用它进行正确的判断。
深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义是快速分析该类问题的前提。
8.(多选)[2015·陕西宝鸡质检]如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入MN极板间,突然发现电子向M板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的时刻可能是()A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合后断开瞬间C.开关S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动时D.开关S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动时答案AD解析若开关S闭合,由右手螺旋定则可知,左侧螺线管右端为N极;发现电子向M板偏转,说明M、N两板的电势φM>φN,即右侧螺线管中产生了流向M板的电流,由右手螺旋定则可知,右侧螺线管左端为N极,如图所示;由楞次定律可知,左侧螺线管中电流增大,选项A、D正确。
9.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行。
当电键S接通瞬间,两铜环的运动情况是()A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,因电源正负极未知,无法具体判断答案 A解析当电路接通瞬间,穿过线圈的磁通量增加,使得穿过两侧铜环的磁通量都增加,由楞次定律可知,两环中感应电流的磁场与线圈两端的磁场方向相反,即受到线圈磁场的排斥作用,使两铜环分别向外侧移动,A正确。
10.如图甲所示,竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中的哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环对桌面的压力增大?()答案 B解析由“导体圆环对桌面的压力增大”分析可知螺线管对圆环有斥力作用。
故螺线管中的电流应该增加(等效磁铁的磁性增强),则要求磁通量的变化率逐渐增加,结合B-t图象分析,B对。
11.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()A.S增大,l变长B.S减小,l变短C.S增大,l变短D.S减小,l变长答案 D解析当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁场增强时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流。
根据楞次定律,感应电流的结果要阻碍磁通量的增大;一是用缩小面积的方式进行阻碍,二是用远离直导线的方法,进行阻碍,故D正确。
12.(多选)如图所示,铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上,一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落,然后从管内下落到水平桌面上。
已知磁铁下落过程中不与管壁接触,不计空气阻力,下列判断正确的是()A.磁铁在整个下落过程中做自由落体运动B.磁铁在管内下落过程中机械能守恒C.磁铁在管内下落过程中,铝管对桌面的压力大于铝管的重力D.磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量答案CD解析条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落,铝管中产生感应电流,阻碍磁铁下落,磁铁在管内下落过程中机械能减小,磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量,选项A、B错误,选项D正确;磁铁在管内下落过程中受到铝管的阻碍作用,由牛顿第三定律可知,磁铁对铝管有向下的作用力,故磁铁在管内下落过程中,铝管对桌面的压力大于铝管的重力,选项C正确。
二、非选择题13.如图所示,在图(1)中,G为指针在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况。
今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________;图(3)中电流计的指针将向________偏转;图(4)中的条形磁铁上端为________极。
答案向下右N解析图(2)中线圈中感应电流方向从上往下看顺时针,感应电流的磁场方向向下,而磁铁在线圈处产生的磁场方向向上,由楞次定律知磁铁将向下运动,同理可判断(3)(4)两种情况。
14.如图所示,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。
当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有________(选填“收缩”或“扩张”)趋势,圆环内产生的感应电流________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案收缩变小解析由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动,则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,圆环的磁通量将增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量的增大;又由于金属棒向右运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。