人教版高中物理选修3-2楞次定律练习题.docx
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高中物理学习材料桑水制作河北省衡水市景县梁集中学2014-2015学年高三楞次定律和法拉第电磁感应定律专练一、单项选择题1.(2014·江苏·1)如图1所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )图1 A.Ba 22Δt B.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt答案 B解析 线圈中产生的感应电动势E =n ΔФΔt =n ·ΔB Δt ·S =n ·2B -B Δt ·a 22=nBa 22Δt,选项B 正确. 2.在大连某中学实验室的水平桌面上,放置一矩形闭合导体线圈,如图2所示,线圈的ab 边沿南北方向,ad 边沿东西方向.仅考虑地磁场的影响,下列说法正确的是( )图2A .若使线圈向东平动,则a 点的电势比b 点的电势高B .若使线圈向东平动,则a 点的电势与b 点的电势相等C .若以bc 边为轴将线圈向上翻转90°过程中,则线圈中感应电流方向为abcdaD .若以bc 边为轴将线圈向上翻转90°过程中,则线圈中感应电流方向为adcba答案 C解析 若使线圈向东平动,由于地磁场的磁感线是地理南极指向北极,则穿过线圈的磁通量不变,因此线圈中没有感应电动势,故A 、B 错误;若以bc 为轴将线圈向上翻转90°过程中,ad 边切割磁感应线,由右手定则可知线圈中感应电流方向为abcda ,故C 正确,D 错误.3. (2014·安徽·20)英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图3所示,一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B ,环上套一带电荷量为+q 的小球,已知磁感应强度B 随时间均匀增加,其变化率为k ,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )图3A .0 B.12r 2qk C .2πr 2qk D .πr 2qk答案 D解析 变化的磁场产生电场,电场对运动的带电粒子做功.均匀变化的磁场产生恒定的电场,电动势E =ΔΦΔt =ΔB Δt·S =k πr 2,电场力做功W =qE =πr 2qk ,故选项D 正确. 4.如图4所示,边长为2L 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一个边长为L 粗细均匀的正方形导线框abcd ,其所在平面与磁场方向垂直,导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上,导线框各边的电阻大小均为R.在导线框从图示位置开始以恒定速度v 沿对角线方向进入磁场,到整个导线框离开磁场区域的过程中,下列说法正确的是( )图4A .导线框进入磁场区域时产生顺时针方向的感应电流B .导线框中有感应电流的时间为2L vC .导线框的bd 对角线有一半进入磁场时,整个导线框所受安培力大小为B 2L 2v 4RD .导线框的bd 对角线有一半进入磁场时,导线框a 、c 两点间的电压为2BLv 4 答案 D 解析 根据楞次定律的推论:感应电流的效果总是阻碍磁通量的变化,故由楞次定律判断出,导线框进入磁场区域时,感应电流的方向为逆时针方向,故A 选项错误;导线框完全进入磁场后感应电流消失,完全进入经历的时间为2L v ,完全穿出经历时间也为2L v,导线框中有感应电流的时间t =2L v ×2,故B 选项错误;导线框的bd 对角线有一半进入磁场时,导体的有效切割长度为2L 2,感应电动势为2BLv 2,由安培力公式为F =2BIL 2,可算出安培力为B 2L 2v 8R,故C 选项错误;导线框的bd 对角线有一半进入磁场时,导线框a 、c 两点间的电压为电动势的一半,大小为2BLv 4,故D 选项正确. 5.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图5甲所示为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示,则对应感应电流的变化为( )图5答案 D解析 在0~t 02时间内,磁通量增加但增加的越来越慢,因此感应电流越来越小,到t 02时刻,感应电流减小到零;在t 02~t 0时间内,磁通量越来越小,感应电流反向,磁通量变化的越来越快,感应电流越来越大,到t 0时刻达到反向最大值,从这两段时间断定,选项D 正确,A 、B 、C 错误.6.如图6甲所示,一个圆形线圈的匝数n =100,线圈面积S =200 cm 2,线圈的电阻r =1 Ω,线圈外接一个阻值R =4 Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是( )图6A .线圈中的感应电流方向为顺时针方向B .电阻R 两端的电压随时间均匀增大C .线圈电阻r 消耗的功率为4×10-4WD .前4 s 内通过R 的电荷量为4×10-4 C答案 C解析 由图可知,穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可得:线圈产生的感应电流方向为逆时针方向,故A 错误.根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化率恒定,所以电动势恒定,则电阻两端的电压恒定,故B 错误;由法拉第电磁感应定律:E =N ΔΦΔt =N ΔB ·S Δt=100×0.4-0.24×0.02 V =0.1 V ,由闭合电路欧姆定律,可知电路中的电流为I =E R +r =0.14+1A =0.02 A ,所以线圈电阻r 消耗的功率P =I 2r =0.022×1 W =4×10-4 W ,故C 正确;前4 s 内通过R 的电荷量Q =It =0.02×4 C =0.08 C ,故D 错误.7.在匀强磁场中有一矩形导线框,以相同的角速度按图7a 、b 、c 、d 所示的固定转轴旋转,用I 1、I 2、I 3、I 4表示四种情况下线框中产生的感应电流的有效值,则( )图7A .I 1=I 2=I 3=I 4B .I 2>I 1>I 3>I 4C .I 1>I 2>I 3>I 4D .I 1=I 2=I 3>I 4答案 A解析 据题意,相同的矩形线框在磁场中,以题图所示的四种方式转动,产生的电动势为:E =B ΔS Δt ,产生的感应电流为:I =E R =B ΔS R Δt,由于转动角速度相等,转动相同的弧度所用时间相等,线框所发生的面积变化也相等,则四种方式产生的感应电流相等,故选项A 正确.8.如图8甲所示闭合矩形导线框abcd 固定在磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B 随时间t 变化的的规律如图乙所示.规定垂直纸面向里为磁场的正方向,abcda 的方向为线框中感应电流的正方向,水平向右为安培力的正方向.关于线框中的电流i 与ad 边所受的安培力F 随时间t 变化的图象,下列选项正确的是( )图8答案 D解析 由图示B -t 图象可知,0~1 s 时间内,B 增大,Φ增大,由楞次定律可知,感应电流是逆时针的,为负值;1~2 s 内,磁通量减小,感应电流是顺时针,为正值;2~3 s 内,磁通量不变,无感应电流;3~4 s 内,B 的方向垂直纸面向外,B 减小,Φ减小,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,感应电流是负的,故A 、B 错误.由左手定则可知,在0~1 s 内,ad 受到的安培力方向水平向右,是正的;1~2 s 安培力向左,是负的,2~3 s 时间内,无感应电流,没有安培力,3~4 s ,安培力向左,是负的;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势E =ΔΦΔt =ΔB ·S Δt ,感应电流I =E R =ΔB ·S Δt ·R,由B -t 图象可知,在0~2 s 和3~4 s 内,ΔB Δt是定值,在各时间段内I 是定值,ad 边受到的安培力F =BIL ,I 、L 不变,B 均匀变化,则安培力F 均匀变化,不是定值,故C 错误,D 正确,故选D.9.如图9所示,等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断的以速度v 0射入P 1和P 2两极板间的匀强磁场中,ab 和cd 的作用情况为:0~1 s 内互相排斥,1~3 s 内互相吸引,3~4 s 内互相排斥.规定向左为磁感应强度B 的正方向,线圈A 内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是( )图9答案 C解析等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中,正电荷向上偏,负电荷向下偏,上板带正电,下板带负电,且能形成稳定的电流,电流方向由a 到b,0~1 s内互相排斥,1~3 s内互相吸引,3~4 s内互相排斥,则0~1 s内cd的电流方向由d到c,根据楞次定律判断:磁感应强度方向为正,且大小在减小,或磁感应强度方向为负,且大小在增大;1~3 s内cd的电流方向由c到d,根据楞次定律判断:磁感应强度方向为正,且大小在增大,或磁感应强度方向为负,大小在减小;3~4 s内d的电流方向由d到c,根据楞次定律判断:磁感应强度为正,大小在减小,或磁感应强度为负,大小在增大,故C正确,A、B、D错误.10.如图10所示,磁场垂直于纸面向外,磁场的磁感应强度随水平向右的x轴按B=B0+kx(B0、k为常量)的规律均匀增大.位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中,在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动.若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向,则从t=0到t=t1的时间间隔内,下列关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象,正确的是( )图10答案 A解析 由题意可知,ad 、bc 两边均在切割磁感线,产生感应电动势的方向相反,大小不相等,根据法拉第电磁感应定律E =BLv ,由于ad 与bc 两边所切割的磁感应强度的差始终为ΔB =kL 有:E =Lv ·kL ,而感应电流i =E R =kvL 2R,是定值,故A 正确,B 、C 、D 错误,故选A.二、不定项选择题11. (2014·山东·16)如图11所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M 、N 两区的过程中,导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示.不计轨道电阻,以下叙述正确的是( )图11A .F M 向右B .F N 向左C .F M 逐渐增大D .F N 逐渐减小答案 BCD解析 根据直线电流产生磁场的分布情况知,M 区的磁场方向垂直纸面向外,N 区的磁场方向垂直纸面向里,离导线越远,磁感应强度越小.当导体棒匀速通过M 、N 两区时,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因,故导体棒在M 、N 两区运动时,受到的安培力均向左,故选项A 错误,选项B 正确;导体棒在M 区运动时,磁感应强度B 变大,根据E =Blv ,I =E R及F =BIl 可知,FM 逐渐变大,故选项C 正确;导体棒在N 区运动时,磁感应强度B 变小,根据E =Blv ,I =E R及F =BIl 可知,FN 逐渐变小,故选项D 正确.12.如图12所示,两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长也为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正.则以下关于线框中磁通量Φ、感应电动势E、外力F和线圈总电功率P随时间t变化的图象正确的是( )图12答案BD解析当运动到2.5L时,磁通量为零,故A错误;当线圈进入第一个磁场和离开第二个磁场时,由E=BLv可知,E保持不变,方向为逆时针方向,而开始进入第二个磁场时,两端同时切割磁感线,电动势应为2BLv,方向为顺时针方向,故B正确;因安培力总是与运动方向相反,故拉力应一直向右,故C错误;拉力的功率P=Fv,因速度不变,故P与F的变化规律一致,所以D正确.13.如图13所示,平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0 Ω的定值电阻,导体棒ab长l=0.5 m,其电阻不计,且与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4 T,现使ab以v=10 m/s的速度向右做匀速运动,则以下判断正确的是( )图13A.导体棒ab中的感应电动势E=2.0 VB.电路中的电流I=0.5 AC .导体棒ab 所受安培力方向向右D .导体棒ab 所受合力做功为零答案 AD解析 ab 棒切割磁场产生的感应电动势:E =BLv =0.4×0.5×10 V =2 V ,选项A 正确;根据右手定则得,ab 棒中的电流方向从b 到a ,电流大小为I =E R =23A ,选项B 错误;根据左手定则判断知:棒ab 所受安培力方向向左,选项C 错误;棒ab 做匀速运动,动能不变,根据动能定理可知合力做功为零,选项D 正确.。
高中物理楞次定律练习题一.选择题(共30小题)1.如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路。
在外力F作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。
在匀速运动过程中外力F做功W F,磁场力对导体棒做功W1,磁铁克服磁场力做功W2,重力对磁铁做功W G,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的动能为E k,则下列表达式错误的是()A.W1=E k B.W1=Q C.W2﹣W1=Q D.W F+W G=E k+Q2.如图所示,通电长直导线L与矩形导体框放在同一绝缘水平面上,两者相距较近,当导体框水平向右平移时,下列说法正确的是()A.导体框中没有感应电流B.导体框中有顺时针方向的感应电流C.导体框中有逆时针方向的感应电流D.导体框中感应电流方向先沿顺时针再沿逆时针3.如图所示,线圈a、b间未接负载,磁铁向右运动时()A.线圈产生的感应电流从a流向b B.线圈产生的感应电流从b流向aC.线圈a端的电势低于b端的电势D.线圈a端的电势高于b端的电势4.如图所示,两条相互平行彼此绝缘的导线固定在光滑绝缘水平面上,金属线圈1和3对称地放置在两导线的左、右两侧,金属线圈2放置在两导线的正中间,现两条导线中通以大小总是相同且逐渐增大的电流,则()A.线圈2不动,线圈1向右运动B.线圈2不动,线圈3向右运动C.线圈1不动,线圈1中产生逆时针方向的感应电流D.线圈3不动,线圈3中产生逆时针方向的感应电流5.如图所示,M为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀地带有负电荷。
在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面中,且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上,现让橡胶盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动,下列说法正确的是()A.铝环N有沿顺时针方向的感应电流B.铝环N有扩大的趋势C.橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下D.橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上6.某电磁弹射装置的简化模型如图所示,线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上,将金属环放在线圈左侧。
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”。
高中物理学习材料(马鸣风萧萧**整理制作)三、楞次定律练习题一、选择题1.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面上,在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图1所示,若用力使导体EF向右运动,则导体CD将[ ]A.保持不动B.向右运动C.向左运动D.先向右运动,后向左运动2.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈,绕法和线路如图2,现将开关S从a处断开,然后合向b处,在此过程中,通过电阻R2的电流方向是[ ]A.先由c流向d,后又由c流向dB.先由c流向d,后由d流向cC.先由d流向c,后又由d流向cD.先由d流向c,后由c流向d3.如图3所示,闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落,穿过一个匀强磁场区域,此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度,不计空气阻力,则[ ]A.从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程,线圈中始终有感应电流B.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中,有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度C.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反D.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小,与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等4.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图4所示.导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是[ ]A.匀速向右运动B.加速向右运动C.匀速向左运动D.加速向左运动5.如图5所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线时,线框中感应电流的方向是[ ]A.先abcd,后dcba,再abcdB.先abcd,后dcbaC.始终dcbaD.先dcba,后abcd,再dcbaE.先dcba,后abcd6.如图6所示,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P、Q的运动情况是:[ ]A.P、Q互相靠扰B.P、Q互相远离C.P、Q均静止D.因磁铁下落的极性未知,无法判断7如图7所示,一个水平放置的矩形线圈abcd,在细长水平磁铁的S极附近竖直下落,由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。
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.。
楞次定律练习一、单选题1.关于感应电流的产生及方向,下列描述正确的是A. 导体ab向右切割磁感线时,导线中将产生沿abcda方向的感应电流iB. 磁铁通过图示位置向下插时,导线中将产生沿ba方向的感应电流iC. 开关闭合、电路稳定后,G表示数恒定且不为零D. 通有恒定电流的长直导线和闭合线圈在同一竖直面内,线圈向上平移时,线圈中将产生沿abcda方向的感应电流i2.如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出。
左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是()A. 当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点B. 当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点C. 当金属棒ab向右加速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点D. 当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点3.在一根铁棒上绕有一线圈,a、c是线圈的两端,b为中间抽头,把a、b两点接入一平行金属导轨,在导轨上横放一金属棒,导轨间有如图所示的匀强磁场,若要求a、b、c三点电势关系满足φa<φb<φc,则金属棒沿导轨的运动情况是()A. 棒应该向右加速平动B. 棒应该向右减速平动C. 棒应该向左加速平动D. 棒应该向左减速平动4.法拉第发明了世界上第一台发电机。
如图所示,圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷M、N分别与盘的边缘和中心点接触良好,且与灵敏电流计相连。
金属盘绕中心轴沿图示方向转动,则()A. 电刷M的电势高于电刷N的电势B. 若只将电刷M移近N,电流计的示数变大C. 若只提高金属盘转速,电流计的示数变大D. 若只将变阻器滑片向左滑动,电流计的示数变大5.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与磁铁垂直。
在位置b,N极附近的磁感线正好与线圈平面垂直。
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。
飞行员教育法拉第电磁感应定律和伦茨定律的练习法律1在下图中,可以产生感应电流2至于电磁感应现象,正确的解释是下面语句中的一个是()A.当闭合线圈置于变化磁场中时必须是感应电流B.当通过闭合线圈的磁通量发生变化时,存在线圈中的感应电流C.当闭合线圈垂直于磁场移动时感应线在均匀磁场中,产生感应电流将生成当磁感应线的数量通过闭路变化,电路中有感应电流三。
一架飞机以最快的速度水平飞越北半球机身的长度是a和a之间的距离机翼的两端是B。
地磁的磁感应此空间中的字段强度的水平分量为B1,垂直分量为组件为B2。
假设飞行员是C,右翼的端点是D,那么两点之间的距离CD为0电位差u为A.U=b1vb,C点电位低于B点电位点D.u=b1vb,点C的电位高于D点的C.U=b2vb,C点的电位比C点的电位低点D.u=b2vb,C点的电位比D点的电位高4一个实验组使用了图中所示的实验装置验证伦茨定律的数字。
线圈穿过固定棒自上而下的磁铁在这个过程中,从上到下,诱导的方向线圈中的电流为A.先顺时针,然后逆时针B.先逆时针,然后顺时针c、总是顺时针的它总是逆时针的5如图所示,金属弯曲杆位于磁感应强度的位置和方向垂直于纸张表面并向内B类在均匀磁场中,当它移动到右边的速度很快,两点间电abbcLvac公司电位差为()A.B.罪恶BLvBLvθC.BLvcosθD.BLv(l+sinθ)6时变磁通量的Φ-t图像图中显示了一个线圈,感应电动势-1的最大来源是什么-飞行员教育①0-5s②5-10s③10-12s④12-15sA.①②B.②③C.③④D.④7如图所示,两个闭合线圈的匝数由同一根金属丝制成的B是20,半径ra=2rb,线圈周围是否有均匀磁场B、线圈a和B将产生感应电动势电压A:B和感应电流A:B之比两个线圈是是的,我是A.1:1,1:2B.1:1,1:1C.1:2,1:2D.1:2,1:一8在下列情况下,最大感应电动势是()9如果通过一个闭合线圈的磁通量2Ω的电阻每秒平均降低8WB,然后线圈中的感应电动势每小时增加8伏第二。
4.3 楞次定律课时作业基础达标1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化B.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C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量D.感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化【解析】根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场磁通量的变化,A对,C错;同时阻碍不是阻止,只是延缓了原磁场磁通量的变化,D错;感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系是“增反减同”,选项B错误.【答案】A2.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GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.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【解析】当条形磁铁进入螺线管的时候,闭合线圈中的磁通量增加;当条形磁铁穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,根据楞次定律判断出选项C正确.【答案】C3.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )A.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【解析】由题意可知穿过线圈的磁场B方向向下,磁铁向下运动造成穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知感应电流的磁场方向与B相反,由此可以判定感应电流的方向与题中所标电流方向相同,磁铁与线圈相互排斥.故选项B是正确的.【答案】B4.如图所示,一水平放置的通以恒定电流的圆形线圈1固定,另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落,在下落过程中由线圈1的正上方下落到线圈1的正下方的过程中,从上往下看,线圈2中( )A.无感应电流B.有顺时针方向的感应电流C.有先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流D.有先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流【解析】线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示.当线圈2从线圈1的正上方下落,并处于线圈1的上方时,磁感线向上,且磁通量增大,根据楞次定律知,线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下,由右手螺旋定则,俯视线圈2中感应电流应为顺时针方向;同时,线圈2落至线圈1的正下方时,磁通量向上且是减小的,由楞次定律和右手螺旋定则,俯视线圈2中感应电流应为逆时针方向.【答案】C5.如图所示,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( )A.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【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.由楞次定律可知两环之间的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.【答案】B6.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环时,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】当条形磁铁插入铝环的过程中,穿过铝环的磁通量增加,两环为了阻碍磁通量的增加,应向条形磁铁左端磁场越来越弱的方向运动,即两铝环同时向左运动,由于两铝环上感应电流方向相同,故将相互吸引,而使间距变小,所以C正确.【答案】C7.如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,可知选项A图中感应电流方向由a到b,选项A正确;选项B 图导体ab向纸外运动,产生感应电流由b到a,选项B错误;选项C图中由于三角形线框的一部分在磁场中运动;由楞次定律,判断可得导体ab中电流由b到a,故选项C错误;选项D图中ab棒切割磁感线由右手定则可知,导体棒ab中电流由b到a,故选项D错误.【答案】A8.如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平,铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3,位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离,则( )A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2D.a3<a1<a2【解析】由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍导体间的相对运动,所以当线圈在位置1时,受到向上的安培力,阻碍靠近,在位置3时,受到向上的安培力,阻碍远离,故a1和a3均小于g,又由于整个下落过程中,铜环速度逐渐增大,而从位置1到位置2和位置2到位置3的磁通量变化相同.但后者所用时间短,所以后者磁通量变化率大,即感应电动势大,感应电流大,圆环在位置3的安培力大,故a3<a1,在位置2时,磁铁内部磁感线为平行等距的匀强磁场,故线圈在位置2附近运动磁通量不变,无感应电流,只受重力,故a2=g.【答案】ABD9.夜晚,楼梯上漆黑一片,但随着我们的脚步声响,楼梯灯亮了;我们登上一层楼,灯光照亮一层楼,而身后的灯则依次熄灭,这种楼梯灯好像能“听到”我们的到来,能“看见”我们的离去,之所以能如此,是因为电路中安装了光声控延时开关,探究这种开关有什么转换器件.【解析】打开光声控开关,内部构造如图.光声控延时开关中安装有光敏感元件,用于感知外界光线的强弱.还安装有声敏感元件用于感知外界声响.当白天外界光线较强时,光声控制延时开关总处于断开状态,灯不亮;当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态,灯亮,延时一段时间后,开关断开,灯熄灭.【答案】见解析能力提升1.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【解析】如题图,磁场方向向上,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,B项正确.【答案】B2.如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈,在滑动变阻器R的滑片P 向右滑动的过程中,ab线圈将( )A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向【解析】当P向右滑动时,电路中的总电阻是减小的,因此通过线圈的电流增加,电磁铁两磁极间的磁场增强,穿过ab线圈的磁通量增加,线圈中有感应电流,线圈受磁场力作用发生转动.直接使用楞次定律中的“阻碍”,线圈中的感应电流将阻碍原磁通量的增加,线圈就会通过转动来改变与磁场的正对面积,从而阻碍原磁通量的增加,只有逆时针转动才会减小有效面积,以阻碍磁通量的增加.故选项B正确.【答案】B3.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【解析】条形磁铁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又减小.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.【答案】D4.如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、用不同材料制成的圆筒,竖直固定在相同高度,两个相同的条形磁铁,同时从A、B上端管口同一高度无初速度同时释放,穿过A管的条形磁铁比穿过B管的条形磁铁先落到地面.下面关于两管的制作材料的描述可能的是( )A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是铜制成的,B管是用塑料制成的【解析】如果圆筒是用金属材料制成的,当条形磁铁进入和离开筒口位置时都会产生感应电流.磁铁和圆筒之间有力的作用,阻碍其产生相对运动,故落地较晚.如果筒由绝缘材料制成,则不会产生感应电流,两者之间没有力的作用.磁铁做自由落体运动通过圆筒,用时较少,先落地.【答案】A5.如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I减小时( )A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势【解析】当B中通过的电流逐渐减小时,穿过A线圈中向右的磁通量逐渐减小,由楞次定律可知,在线圈A中产生顺时针的感应电流(从左向右看),A、B两环之间的作用力使A 有缩小的趋势,故选项A正确;又因为B中电流减小,螺线管环与环之间的作用的引力减小,螺线管B有伸长的趋势,故选项D正确.【答案】AD6.如图所示,Ⅰ是竖直放置的闭合的接有毫安表的螺线管,Ⅱ是悬挂在弹簧下端的(不大)强磁铁棒,现使之在Ⅰ中振动.试用能量转化和守恒的观点分析将会出现什么现象,并说明原因.【答案】由于磁铁棒Ⅱ在线圈中振动,线圈Ⅰ内磁通量不断发生变化,从而产生感应电流,毫安表指针偏转.此过程中由于机械能向电能的不断转化,磁铁棒的振幅不断减小,直至停止振动,原振动的能量全部转化为电能在线圈中消耗.。
人教版高中物理选修3-2第四章第3节:楞次定律同步练习一、单选题(本大题共10小题)1.关于楞次定律的叙述,正确的是:感应电流的方向总是要使()A. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量B. 感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化D. 感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向无关2.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图中正确的是( )A. B.C. D.3.如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则( )A. ab棒不受安培力作用B. ab棒所受安培力的方向向右C. ab棒中感应电流的方向由b到aD. 螺线管产生的磁场,A端为N极4.如图所示,固定的水平长直导线中通有恒定电流I,闭合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,不计空气阻力,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. 线框做自由落体运动D. 线框的机械能守恒5.如图所示的四种情况中,满足磁铁与线圈相互排斥且感应电流方向从b到a的是()A. B. C. D.6.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨ab和cd上,以速度v向右滑动,MN中产生的感应电动势为E l;若金属杆速度改为2v,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。
则关于通过电阻R的电流方向及E l∶E2的判断,下列说法正确的是( )A. ,∶B. ,∶C. ,∶D.,∶7.如图所示,CDEF是金属框,金属框上垂直放置一根金属棒AB,棒与金属框接触良好,整个装置放在匀强磁场中.当金属棒向右移动时,下列判断中正确的是( )A. 穿过框的磁通量不变,框内没有感应电流B. 框内有感应电流,电流方向沿顺时针方向绕行C. 框内有感应电流,电流方向沿逆时针方向绕行D. 框内有感应电流,左半边逆时针方向绕行,右半边顺时针方向绕行8.如图所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中,在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流的作用力,若从线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是()A. 若磁铁的N极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流B. 若磁铁的S极向下插入,线圈中产生逆时针方向的感应电流C. 无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向下的引力D. 无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向下的斥力9.如图所示,a、b、c为同一平面内的线圈,其中a、b为同心圆,现给a中通以顺时针方向的电流,在a中的电流逐渐增大的过程中,b、c中产生的感应电流方向为()A. b、c中均为顺时针方向B. b、c中均为逆时针方向C. b为逆时针方向,c为顺时针方向D. b为顺时针方向,c为逆时针方向10.如图所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有()A. 闭合电键K后,把R的滑片右移B. 闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出C. 闭合电键K后,把Q靠近PD. 无需闭合电键K,只要把Q靠近P即可二、填空题(本大题共5小题)11.如图所示,线圈A绕在一铁芯上,A中导线接有一电阻R.在把磁铁N极迅速靠近A线圈的过程中,通过电阻R的感应电流的方向为______指向______(填“P”、“Q”);若线圈A能自由移动,则它将______移动(填“向左”、“向右”或“不”).12.如图,A、B两个线圈在同一平面,A线圈内通有顺时针方向的电流,当A内电流增大时,B线圈会产生______(选填“顺”或“逆”)时针方向的感应电流,并有______(“收缩”或“扩张”)的趋势.13.如图所示,线圈丙端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一坚直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。
—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 —————————— 桑水 高中物理学习材料 桑水制作 三、楞次定律练习题 一、选择题 1.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面上,在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图1所示,若用力使导体EF向右运动,则导体CD将 [ ]
A.保持不动 B.向右运动 C.向左运动 D.先向右运动,后向左运动 2.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈,绕法和线路如图2,现将开关S从a处断开,然后合向b处,在此过程中,通过电阻R2的电流方向是 [ ]
A.先由c流向d,后又由c流向d B.先由c流向d,后由d流向c C.先由d流向c,后又由d流向c D.先由d流向c,后由c流向d 3.如图3所示,闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落,穿过一个匀强磁场区域,此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度,不计空气阻力,则 [ ] —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 A.从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程,线圈中始终有感应电流 B.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中,有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度
C.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反
D.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小,与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等
4.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图4所示.导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是 [ ]
A.匀速向右运动 B.加速向右运动 C.匀速向左运动 D.加速向左运动 5.如图5所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线时,线框中感应电流的方向是 [ ]
A.先abcd,后dcba,再abcd —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 B.先abcd,后dcba C.始终dcba D.先dcba,后abcd,再dcba E.先dcba,后abcd 6.如图6所示,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P、Q的运动情况是: [ ]
A.P、Q互相靠扰 B.P、Q互相远离 C.P、Q均静止 D.因磁铁下落的极性未知,无法判断 7如图7所示,一个水平放置的矩形线圈abcd,在细长水平磁铁的S极附近竖直下落,由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置Ⅱ与磁铁同一平面,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,则在下落过程中,线圈中的感应电流的方向为 [ ]
A.abcda B.adcba C.从abcda到adcba D.从adcba到abcda 8.如图8所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有 [ ] —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 A.闭合电键K B.闭合电键K后,把R的滑动方向右移 C.闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出 D.闭合电键K后,把Q靠近P 9.如图9所示,光滑杆ab上套有一闭合金属环,环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动,则 [ ]
A.当P向左滑时,环会向左运动,且有扩张的趋势 B.当P向右滑时,环会向右运动,且有扩张的趋势 C.当P向左滑时,环会向左运动,且有收缩的趋势 D.当P向右滑时,环会向右运动,且有收缩的趋势 10.如图10所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd。磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时,线框的情况将是 [ ]
A.静止 B.随磁铁同方向转动 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 —————————— 桑水 C.沿与磁铁相反方向转动 D.要由磁铁具体转动方向来决定 11.如图11所示,在光滑水平桌面上有两个金属圆环,在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁,当条形磁铁自由下落时,将会出现的情况是 [ ]
A.两金属环将相互靠拢 B.两金属环将相互排斥 C.磁铁的加速度会大于g D.磁铁的加速度会小于g 12.纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线(图12)。虚线范围内有向纸里的均匀磁场。AB右侧有圆线圈C。为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是 [ ]
A.向右匀速运动 B.向左匀速运动 C.向右加速运动 D.向右减速运动 13.图13中小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面,速度v在纸面内关于感应电流有无及方向的判断正确的是 [ ] —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 A.甲图中有感应电流,方向向里 B.乙图中有感应电流,方向向外 C.丙图中无感应电流 D.丁图中a、b、c、d四位置上均无感应电流 14.如图14所示,均匀金属棒ab位于桌面上方的正交电磁场中,且距桌面的高度小于ab棒长。当棒从水平状态由静止开始下落时,棒两端落到桌面的时间先后是 [ ]
A.a先于b B.b先于a C.a、b同时 D.无法确定 15.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内,甲环中通以顺时针方向电流I,如图15所示,当甲环中电流逐渐增大时,乙环中每段导线所受磁场力的方向是 [ ]
A.指向圆心 B.背离圆心 C.垂直纸面向内 D.垂直纸面向外 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 —————————— 桑水 16.如图16所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈,则流过表 的感应电流方向是 [ ]
A.始终由a流向b B.始终由b流向a C.先由a流向b,再由b流向a D.先由b流向a,再由a流向b 17.如图17所示为一个圆环形导体,有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程,环中感应电流的情况是 [ ]
A.无感应电流 B.有逆时针方向的感应电流 C.有顺时针方向的感应电流 D.先逆时针方向后顺时针方向的感应电流 18.如图18所示,两个线圈A、B上下平行放置,分别通以图示电流I1、I2,为使线圈B中的电流瞬时有所增大,可采用的办法是 [ ]
A.线圈位置不变,增大线圈A中的电流 B.线圈位置不变,减小线圈A中的电流 C.线圈A中电流不变,线圈A向下平移 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 —————————— 桑水 D.线圈A中电流不变,线圈A向上平移 19.如图19所示,两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上,A、B可以左右摆动,则 [ ]
A.在S闭合的瞬间,A、B必相吸 B.在S闭合的瞬间,A、B必相斥 C.在S断开的瞬间,A、B必相吸 D.在S断开的瞬间,A、B必相斥 二、填空题
20.如图20所示,(a)图中当电键S闭合瞬间,流过表 的感应电流方向是____;(b)图中当S闭合瞬间,流过表的感应电流方向是____。
21.将矩形线圈垂直于磁场方向放在匀强磁场中,如图21所示。将线圈在磁场中上下平移时,其感应电流为____;将线圈前后平移时,其感应电流为____;以AF为轴转动时,其感应电流方向为____;以AC为轴转动时,其感应电流方向为____;沿任意方向移出磁场时,其感应电流方向为____。
22.如图22,两个圆形闭合线圈,当内线圈中电流强度I迅速减弱时线圈的感应电—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 流方向为____。
23.如图23,互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上,上面架着两根互相平行的铜棒ab和cd,磁场方向竖直向上。如不改变磁感强度方向而仅改变其大小,使ab和cd相向运动,则B应____。
24.如图24所示,导线圈A水平放置,条形磁铁在其正上方,N极向下且向下移近导线圈的过程中,导线圈A中的感应电流方向是____,导线圈A所受磁场力的方向是____。若将条形磁铁S极向下,且向上远离导线框移动时,导线框内感应电流方向是____,导线框所受磁场力的方向是____。
25.如图25所示,闭合导线框abcd与长直通电导线共面放置,长导线中电流方向如图,且略偏左放置,当长导线中的电流逐渐增大时,导线框中的感应电流方向是____,导线框所受磁场力的方向是____。
26.如图26所示,闭合导线框abcd与闭合电路共面放置,且恰好一半面积在闭合电路内部。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,导线框abcd中的感应电流方向是____,—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 —————————— 桑水 导线框abcd所受磁场力方向是____。
27.如图27,当把滑动变阻器的滑片P从右向左滑动时,在线圈A中感应电流的方向是从____端流进电流表,从____端流出;在线圈B中感应电流的方向是从____端流进电流表,从____端流出。
28.在图28所示装置中,电流表 中无电流时指针在中间,电流从哪端流入,指针则向哪端偏转,则当磁铁从A→B运动时,电流表的指针偏向____端。
29.如图29所示,金属框架与水平面成30°角,匀强磁场的磁感强度B=0.4T,方向垂直框架平面向上,金属棒长l=0.5m,重量为0.1N,可以在框架上无摩擦地滑动,棒与框架的总电阻为2Ω,运动时可认为不变,问:
(1)要棒以2m/s的速度沿斜面向上滑行,应在棒上加多大沿框架平面方向的外力? (2)当棒运动到某位置时,外力突然消失,棒将如何运动? (3)棒匀速运动时的速度多大? (4)达最大速度时,电路的电功率多大?重力的功率多大?