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【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.3 楞次定律


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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 L431 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 L431 A.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 L432 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 L432 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 4.如图 L433 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 L433 A.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 L434 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 L434 A.导体棒 CD 内有电流通过,方向是 D→C B.导体棒 CD 内有电流通过,方向是 C→D C.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 L435 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 L435 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,所以线框中没有感应电流 7.某磁场磁感线如图 L436 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 L436 A.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 L437 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 L437 A.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 L438 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 L438 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 10.如图 L439 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 L439 A.始终为 A→B→C→A B.始终为 A→C→B→A C.先为 A→C→B→A 再为 A→B→C→A D.先为 A→B→C→A 再为 A→C→B→A 11.如图 L4310 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 L4310

12. 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 L4311 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 L4311

3 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.


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