2020_2021学年新教材高中物理第二章电磁感应1楞次定律检测含解析新人教版选择性必修2.doc
高中物理第二章电磁感应1楞次定律检测含解析选择性
楞次定律(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分,共36分)1。
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【解析】选A。
由题图可知，A中感应电流为顺时针方向，由楞次定律可知,感应电流的内部磁场向里，由右手螺旋定则可知,引起感应电流的磁场可能为:向外增大或向里减小；若原磁场向外，则B中电流应为逆时针,由于B带负电,故B应顺时针转动且转速增大;若原磁场向里,则B中电流应为顺时针，则B应逆时针转动且转速减小;又因为导体环A具有扩展趋势,则B中电流应与A方向相反，即B应顺时针转动且转速增大,A正确。
2。
如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁（N 极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看）,下列说法中正确的是 (）A。
总是顺时针B.总是逆时针C。
先顺时针后逆时针D。
先逆时针后顺时针【解析】选C。
由题图可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知，从上向下看,圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C正确.3.如图所示,磁场中有一导线MN与U形光滑的金属框组成闭合电路，当导线向右运动时,下列说法正确的是（)A。
电路中有顺时针方向的电流B.电路中有逆时针方向的电流C。
导线的N端相当于电源的正极D.电路中无电流产生【解析】选B。
根据右手定则,由题意可知，当导线向右运动时,产生的感应电流方向由N端经过导线到M端，因此有逆时针方向的感应电流,故A错误,B正确；由上分析可知，电源内部的电流方向由负极到正极,因此N端相当于电源的负极，故C错误；根据感应电流产生的条件可知,电路会产生感应电流,故D错误。
新教材高中物理第二章电磁感应1楞次定律夯基提能作业新人教版选择性必修第二册
第二章 1合格考训练25分钟·满分60分一、选择题(本题共7小题,每题5分,共35分)1．关于感应电流,下列说法正确的是( C )A．根据楞次定律知：感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化C．感应电流的磁场方向与原磁场方向可能相同,也可能相反D．当导体切割磁感线运动时,必须用右手定则确定感应电流的方向解析：由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化, A错误；感应电流的磁场总是阻碍电路中的原磁通量的变化,不是阻碍原磁场的变化,B错误；由楞次定律知,如果是因磁通量的减少而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减小；如果是因磁通量的增加而引起的感应电流,则感应电流的磁场与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加,C正确；导体切割磁感线运动时,可直接用右手定则确定感应电流的方向,也可以由楞次定律确定感应电流的方向,D错误。
2．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( A )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 A中ab中电流由a向b,B、C、D中由b向a,故 A正确。
3．如图所示,已知电流从电流表的右侧接线柱流入,其指针向右偏转。
当条形磁铁竖直向下落入线圈时,空气阻力不计。
则( B )A．电流表指针向右偏转B．电流表指针向左偏转C．磁铁加速度大于重力加速度D．磁铁加速度等于重力加速度解析：当磁铁向下插入线圈时,磁通量向下增大,根据楞次定律知,线圈中感应电流由上端流入,下端流出,故感应电流的方向从电流表的左接线柱流入,则电流表指针向左偏转。
故 A 错误,B正确；根据楞次定律可知,磁铁受到向上的阻力,故加速度小于重力加速度,故C、D错误。
故选B。
4．(2020·甘肃兰州一中高二上学期期末)为了测量列车运行的速度和加速度的大小,可采用如图甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。
高中物理第二章电磁感应2.1楞次定律测试新人教版选择性
第二章电磁感应1 楞次定律【基础巩固】1.如图所示,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.穿过圆环的磁通量不变,环上无感应电流产生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:由右手定则知EF上的电流由E→F,故环右侧的电流方向为逆时针,环左侧的电流方向为顺时针,选D.答案:D2.如图所示,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电的绝缘环,A为导体环.当B绕环心转动时,导体环A产生顺时针方向的电流且具有扩展趋势,则B的转动情况是()解析:由题可知,A中感应电流为顺时针,由安培定则可知,感应电流产生的磁场向里,由楞次定律可知,引起感应电流的磁场可能为向外增大或向里减小.若原磁场向外,则B中电流应为逆时针,由于B 带负电,B应顺时针转动且转速增大;若原磁场向里,则B中电流应为顺时针,则B应逆时针转动且转速减小.又因为导体环A具有扩展趋势,则B中电流应与A中的方向相反,即B应顺时针转动且转速增大,故选项A正确.答案:A3.(多选)如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,下列说法正确的是()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,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的(俯视)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的(俯视)解析:不管将金属圆环从哪边拉出磁场,穿过环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场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沿顺时针方向的(俯视),选项B正确,选项A、C错误.在环离开磁场前,穿过环的磁通量不变,无感应电流,选项D正确.答案:BD4.(2022·广东深圳)如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,圆形金属环B正对电磁铁A,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,则()A.MN导线无感应电流,B环无感应电流B.MN导线有向上的感应电流,从左向右看B环有逆时针方向的感应电流C.MN导线有向下的感应电流,从左向右看B环有逆时针方向的感应电流D.MN导线有向上的感应电流,从左向右看B环有顺时针方向的感应电流解析:根据右手定则可以判断出,MN导线有向上的感应电流.根据右手螺旋定则可以判断出,电磁铁A 在金属环B中的磁场方向向左.感应电动势E=Blv,导线向右加速滑动,电动势增大,感应电流也增大,故通过金属环B的磁通量也增大.根据楞次定律可知,从左向右看金属环B中感应电流方向沿顺时针方向.选项D正确.答案:D5.在探究楞次定律的实验中,某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时,将电池的负极与电流计的A接线柱连接,连接B接线柱的导线试触电池正极时,发现指针指示如图甲中的b 位置.甲乙丙(1)现将电流计的两接线柱与乙线圈的两个接线柱连接,将磁体S极向下插入线圈时,电流计指针指示位置如图甲中的a位置,则与线圈接线柱C连接的是电流计的接线柱.(2)若将电流计的A、B接线柱分别与丙线圈的E、F接线柱连接,将磁体从线圈中抽出时,电流计指针指示位置如图甲中的b位置,则磁体P端是极.解析:(1)将电池的负极与电流计的A接线柱连接,连接B接线柱的导线试触电池正极,发现指针指示题图甲中的b位置,电流从B流入电流计,说明电流从哪端流入,指针就向哪端偏转,而将磁体S极向下插入线圈时,电流计指针指示位置如题图甲中的a位置,说明感应电流从A流入电流计;根据楞次定律“增反减同”,感应电流的磁场向下,再由安培定则,判断线圈C是电流流出端,而D是电流流入端,那么与线圈接线柱C连接的是电流计的B接线柱.(2)若将电流计的A、B接线柱分别与丙线圈的E、F接线柱连接,将磁体从线圈中抽出时,电流计指针指示位置如题图甲中的b位置,则感应电流从B流入电流计,说明F接线柱是正极,因此感应电流从上向下看是沿顺时针的,依据安培定则与楞次定律得感应电流的磁场向下,由于磁体向上运动,则磁体Q端是N极,P端是S极.答案:(1)B(2)S6.下图是某小组在研究磁通量变化时感应电流的方向实验中的部分操作示意图,图甲是电流通过灵敏电流计时指针的偏转情况,图乙是磁体从线圈中抽出时灵敏电流计指针的偏转情况.甲乙丙(1)图甲电路中串联定值电阻R主要是为了.A.减小电路两端的电压,保护电源B.增大电路两端的电压,保护电源C.减小电路中的电流,保护灵敏电流计D.减小电路中的电流,便于观察灵敏电流计的读数(2)如图乙所示,当磁体向上抽出时,电流计中指针(选填“左”或“右”)偏;继续操作如图丙所示,此时条形磁体的运动是(选填“插入”或“抽出”)线圈.解析:(1)电路中串联定值电阻的目的是减小电流,保护灵敏电流计,故选项C正确.(2)在乙图中,线圈中的磁场方向向下,当磁体向上抽出时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律知,感应电流的磁场与原磁场方向相同,则流过电流计的电流方向为从下往上,所以电流计指针向右偏.在丙图中,线圈中的磁场方向向上,感应电流流过电流计的方向是从上向下,则感应电流的磁场方向向上,与原磁场方向相同,故穿过线圈的磁通量在减小,即磁体抽出线圈.答案:(1)C(2)右抽出【拓展提高】7.如图甲所示,两个闭合圆线圈A、B圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图乙所示的变化电流,t=0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示).在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法正确的是()甲乙A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈B有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈B有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈B有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈B有收缩的趋势解析:t1~t2时间内,线圈A中的电流方向为逆时针,根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向垂直于纸面向外,线圈A外部产生的磁场方向垂直于纸面向里,穿过线圈B的合磁场方向垂直于纸面向外,由于线圈A中的电流增加,穿过线圈B的磁通量增加,根据楞次定律和安培定则,在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流,并且线圈B有扩张的趋势,故选项A正确,选项B、C、D错误.答案:A8.(多选)如图所示,通电螺线管N置于闭合金属环M的中心轴线上,当N中的电流突然减小时,则()解析:当通入通电螺线管的电流突然减小时,螺线管每匝间的相互吸引力也减小,所以匝间距有增大趋势;对金属环M,穿过的磁通量也随之减少,由于它包围内外磁场,只有减小面积才能阻碍磁通量的减少,金属环M有缩小的趋势.选项A、D正确.答案:AD9.(多选)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MN、PQ,当PQ在外力的作用下运动时(运动速度越大,产生的感应电流越大),MN在安培力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )解析:当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的;若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可以判断流过MN的感应电流方向是N→M,用左手定则可判定MN受到向左的安培力,MN将向左运动,故选项A错误;若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向将均反向,MN向右运动,故选项C正确;同理可判断选项B正确,选项D错误.答案:BC10.(多选)如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动.拿一条形磁体插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,看到的现象及现象分析正确的是()A.磁体插向左环,横杆发生转动B.磁体插向右环,横杆发生转动C.磁体插向左环,左环中产生感应电流D.磁体插向右环,右环中产生感应电流解析:左环不闭合,磁体插向左环时,不产生感应电流,环不受力,横杆不转动,故选项A、C错误.右环闭合,磁体插向右环时,环内产生感应电流,环受到磁场的作用,横杆转动,故选项B、D正确.答案:BD11.(1)下图为研究电磁感应现象的实验装置,将图中所缺的导线补接完整.(2)电路正确连接后,小线圈B已经放在大线圈A的内部(如图),闭合开关,发现灵敏电流计向右轻微偏转,则断开开关瞬间,灵敏电流计指针向(选填“左”或“右”)偏转.(3)若用楞次定律解释(2)中实验现象,需要明确.解析:(1)将电源、开关、滑动变阻器、小线圈B串联成一个回路,再将电流计与大线圈A串联成另一个回路.(2)闭合开关,穿过A线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向右偏;当断开开关瞬间,穿过A线圈的磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏转.(3)若用楞次定律解释(2)中实验现象,需要明确①电流计的电流流入方向与指针的偏转方向的关系;②小线圈B的绕向;③大线圈A的绕向.选项A、B、C正确.答案:(1)如图所示. (2)左(3)ABC【挑战创新】12.(多选)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是()A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直于纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直于纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动解析:开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,左边线圈中产生电流,电流的方向由南到北,根据安培定则,直导线上方的磁场方向垂直于纸面向里,所以小磁针N极朝垂直于纸面向里的方向转动,选项A正确.开关闭合并保持一段时间后,穿过左边线圈中的磁通量不变,因此左边线圈中没有感应电流,小磁针不会偏转,选项B、C错误.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根据楞次定律可知,左边线圈中产生电流,电流的方向由北到南,根据安培定则,直导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,小磁针N 极朝垂直于纸面向外的方向转动,选项D正确.答案:AD。
_新教材高中物理第二章电磁感应1楞次定律学案新人教版选择性必修第二册
楞次定律1．在探究楞次定律的实验过程中，会提出物理问题、获取和处理信息、得出结论并作出解释，提高自身“科学探究”“科学态度与责任”的物理学科核心素养。
2．正确理解楞次定律的内容及其本质。
3．能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
知识点一影响感应电流方向的因素楞次定律[情境导学]线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、或从线圈中抽出，两种情况电流表的指针都发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。
感应电流的方向与哪些因素有关？提示：感应电流的方向与磁场方向及磁场变化的情况有关。
[知识梳理]1．产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
2．探究影响感应电流方向的因素(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)、电阻(10 kΩ)。
(2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。
(3)实验分析①线圈内磁通量增大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②线圈内磁通量减小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丙向下顺时针(俯视)向下丁向上逆时针(俯视)向上(4)实验结论表述一：当穿过线圈的磁通量增大时，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小时，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。
3．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。
[初试小题]1．判断正误。
(1)有磁场就会产生电流。
(×)(2)感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。
(×)(3)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。
(×)(4)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。
(×)(5)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。
2020_2021学年高中物理第2章电磁感应及其应用第1节楞次定律作业含解析鲁科版选择性必修2
楞次定律(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1.磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图所示方向的感应电流，则磁铁( )A.向上运动B.向下运动C.向左运动D.向右运动【解析】选B。
由增反减同，N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，故A错误，B正确；当磁铁向左或者向右运动时，磁通量均减小，根据楞次定律可知，线圈中产生与图示方向相反的电流，故C、D错误。
2.一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。
下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是( )【解析】选D。
由图示A可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；由图示B可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故B错误；在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；由图示D可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故D正确。
3.某实验小组用如图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方向是( )A.a→G→bB.先a→G→b，后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a，后a→G→b【解析】选D。
条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下。
线圈中向下的磁通量增加，由楞次定律知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上，应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即b→G→a。
第02章 电磁感应 练习与应用-高二物理课后习题精准解析(新教材人教版选择性必修第二册)(解析版)
人教版新教科书选择性必修第二册第二章电磁感应练习与应用(解析版)第1节楞次定律练习与应用1.在图2.1-9中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
（1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？（2）当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？【答案】1.当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象，在铜盘中产生涡流，使铜盘受到安培力作用，而安培力阻碍导体的运动，所以铜盘很快就停了下来。
2.在图2.1-10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MNCD和MNFE两个电路中感应电流的方向。
【答案】2.当条形磁体的N极靠近线圈时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向上，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向(自. 上而下看)。
感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向上，阻碍条形磁体向下运动。
当条形磁体的N极远离线圈时，线圈中向下的磁通量减小，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向下，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向(自上而下看)。
感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向下，阻碍条形磁体向上运动。
因此，无论条形磁体怎样运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，所以条形磁体较快地停了下来，在此.过程中，弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能。
3. 如图2.1-11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，说明你判断的理由。
【答案】3.在磁性很强的小圆柱下落的过程中，没有缺口的铝管中的磁通量发生变化(小圆柱. 上方铝管中的磁通量减小，下方的铝管中的磁通量增大)，所以铝管中将产生感应电流.感应电流的磁场对下落的小圆柱产生阻力，小圆柱在铝管中缓慢下落。
如果小圆柱在有缺口的铝管中下落，尽管铝管中也会产生感应电流，感应电流的磁场也将对下落的小圆柱产生阻力，但这时的阻力非常小，所以小圆柱在有裂缝的铝管中下落比较快。
新教材高中物理第二章电磁感应2法拉第电磁感应定律测评含解析新人教版选择性
法拉第电磁感应定律课后篇素养形成必备知识基础练1.(多选)如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2 s,第二次用时0.4 s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则()D.若断开S,则电流表G均不偏转,故两次线圈两端均无感应电动势,第一次时间短,则第一次线圈中磁通量变化较快,故A正确。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率越大,感应电动势越大,产生的感应电流越大,故B正确,C错误。
断开开关,电流表不偏转,感应电流为零,但感应电动势不为零,故D 错误。
故选A、B。
2.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中不计空气阻力,金属棒始终保持水平,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将(),水平速度不变,且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度,故感应电动势保持不变。
3.下列各图中,相同的条形磁铁穿过相同的线圈时,线圈中产生的感应电动势最大的是( )E=n ΔΦΔΦ=nΔΦΦΔΦ,A 、B 两种情况ΔΦ相同,C 中ΔΦ最小,D 中ΔΦ最大,磁铁穿过线圈所用的时间A 、C 、D 相同且小于B 所用的时间,所以D 选项正确。
4.如图所示,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( ) A.ΦΦ22ΔΦ B.ΦΦΦ22ΔΦC.ΦΦΦ2ΔΦ D.2ΦΦΦ2ΔΦE=n ΔΦΔΦ=n ·ΔΦΔΦ·S=n ·2Φ-ΦΔΦ·Φ22=ΦΦΦ22ΔΦ,选项B 正确。
5.如图所示,平行金属导轨的间距为d ,一端跨接一阻值为R 的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直于导轨所在平面向里,一根长直金属棒与导轨成60°角放置,且接触良好,其他电阻不计,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v 沿金属导轨滑行时,电阻R 中的电流为( )A.ΦΦΦΦsin60°B.ΦΦΦΦC.ΦΦΦsin60°ΦD.ΦΦΦcos60°Φl=Φsin60°,感应电动势E=Blv ,R 中的电流为I=ΦΦ。
2020-2021学年高二下学物理人教版(2019)选择性必修第二册 第二章 第1楞次定律 课后练习
第二章电磁感应1楞次定律二、多选题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一、选择题2.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现()A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律3.如图所示,一根质量为M、长为L的铜管放置在水平桌面上,现让一块质量为m、可视质点的强磁铁从铜管上端由静止下落,强磁铁在下落过程中不与铜管接触,重力加速度为g,在此过程中()A.桌面对铜管的支持力一直为MgB.铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒C.铜管中没有感应电流D.强磁铁下落到桌面的时间t>√2Lg4.如图所示,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) ()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二、多选题5.(多选)如图L2-1-3所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有 ()A.闭合开关SB.闭合开关S后,把R的滑片向右移C.闭合开关S后,把P中的铁芯从左边抽出D.闭合开关S后,把Q靠近P一、选择题6.如图L2-1-4所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流的方向(已知有感应电流)及ab导线所受安培力的方向分别是()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7.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,所以线框中没有感应电流8.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.若线圈导线不可伸长,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adcb方向的感应电流B.线圈中将产生abcd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9.某磁场的磁感线如图所示,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()A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针三、解答题10.有一灵敏电流计(电流表),当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转.现把它与一个线圈串联,试就如图所示的各图指出:(1)图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为(选填“偏向正极”或“偏向负极”).(2)图乙中磁铁下方的极性是(选填“N极”或“S极”).(3)图丙中磁铁的运动方向是(选填“向上”或“向下”).(4)图丁中线圈从上向下看的电流方向是(选填“顺时针”或“逆时针”).一、选择题11.电阻R、电容器C与一个线圈连成闭合回路,条形磁铁固定在线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,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12.如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根立在轨道上的金属直杆,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,空间存在着垂直于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()A.感应电流的方向始终是P→QB.感应电流的方向先是P→Q,后是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13.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,匀强磁场垂直于MN、GH所在的平面,如图所示.下列说法正确的是()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→cB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中电流为0D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向为c→d→b→a习题课:楞次定律的应用1.如图所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动2.磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图所示方向的感应电流,则磁铁()A.向上运动B.向下运动C.向左运动D.向右运动3.如图所示,螺线管CD的导线绕法不明,当磁铁AB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.C端一定是N极B.D端一定是N极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.C端的极性一定与磁铁B端的极性相反4.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,圆环的面积S和橡皮绳的长度l的变化情况是()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5.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,当开关S接通的瞬间,两铜环的运动情况是()A.同时被推开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,但因电源正、负极未知,无法具体判断6.如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直于纸面向里的匀强磁场,且d0≪L.现将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦.下列说法正确的是()A.金属线框进入磁场时,感应电流的方向为a→b→c→d→aB.金属线框离开磁场时,感应电流的方向为a→d→c→b→aC.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等的D.金属线框最终将在有界磁场中做往复运动7.如图所示,ab 是一个可绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R 的滑片自左向右滑动时,线框ab 的运动情况是( )A .保持静止不动B .逆时针转动C .顺时针转动D .发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向8.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,直导线中电流方向向上,则在T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与线框所受安培力的方向分别是 ( )A .逆时针,向右B .逆时针,向左C .顺时针,向右D .顺时针,向左9.图甲为磁感应强度B 随时间t 的变化图像,磁场方向垂直于纸面,规定向里为正方向.在磁场中有一细金属圆环,圆环所在的平面位于纸面内,如图乙所示.令I 1、I 2、I 3分别表示Oa 、ab 、bc 段对应的感应电流,F 1、F 2、F 3分别表示Oa 、ab 、bc 段对应的金属环上很小一段导体受到的安培力.下列说法不正确的是 ( )A .I 1沿逆时针方向,I 2沿顺时针方向B .I 2沿顺时针方向,I 3沿顺时针方向C .F 1方向指向圆心,F 2方向指向圆心D .F 2方向背离圆心向外,F 3方向指向圆心10.某同学受楞次定律的启发,提出一个“电磁阻尼辅助升降货梯“设计方案:设计的示意图如图所示,货梯底座为电磁铁,货梯井管为四壁闭合的合金管.当货梯下行时,电磁铁通电(产生的磁极如图所示),货梯井管上的感应电流产生的磁场对货梯下行有阻碍作用,货梯便会缓缓下降,几乎不用牵引绳作用.当货梯下行时,关于货梯井管上的感应电流的方向(从上往下看),下列说法正确的是 ( )A.整个货梯井管上的感应电流均沿时针方向B.整个货梯井管上的感应电流均沿逆时针方向C.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向,以下的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向D.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向,以下的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向11.如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木圆盘A的轴线OO'重合.现使胶木盘A 由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动,则()A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大二、多选题12.(多选)图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是()A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器的滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器的滑片P向右迅速滑动一、选择题13.如图所示,铁芯上绕有L1和L2两个线圈,铁芯左边挂一个轻小金属环,小磁针在导线AB的正下方,则当开关S闭合时()A.小金属环仍保持静止B.小金属环将向右运动C.小磁针仍保持静止D.从上往下看,小磁针顺时针转动答案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错误,B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错误,D正确.2.D【解析】楞次定律中的“阻碍”作用,是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能,选项D正确.3.D【解析】强磁铁通过铜管时,导致穿过铜管的磁通量发生变化,从而产生感应电流,故C错误;磁铁在铜管中运动的过程中,虽不计空气阻力, 但在过程中出现安培力做功,产生内能,所以系统机械能不守恒,故B错误;由于铜管对磁铁有向上的阻力,由牛顿第三定律可知,磁铁对铜管有向下的力,则桌面对铜管的支持力F>Mg,故A错误;因铜管对磁铁有阻力,所以磁铁运动的时间与自由落体运动相比会变长,即有t>√2L,故D正确.g4.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大,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正确.5.AD【解析】闭合开关S,线圈P在Q所在处产生向右的磁场,导致穿过线圈Q的磁通量增大,由楞次定律可知,线圈Q产生图示方向的电流,以阻碍磁通量的增大,故A正确.闭合开关S后,把R的滑片向右移,电流变小,导致穿过线圈Q的磁通量减小,为阻碍磁通量减小,线圈Q产生与图示方向相反的感应电流,故B错误.闭合开关S后,把铁芯从左边抽出,使得磁场减弱,导致穿过线圈Q的磁通量减小,为阻碍磁通量减小,线圈Q产生与图示方向相反的感应电流,故C错误.闭合开关S后,把Q靠近P,导致穿过线圈Q的磁通量增大,由楞次定律可判断,线圈Q产生图示方向的电流,以阻碍磁通量的增大,故D正确.6.D【解析】由右手定则可知,导线运动时产生的感应电流沿导线由a向b,根据左手定则可知,安培力的方向向右.7.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沿逆时针方向的.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(方向垂直于纸面向里),由楞次定律可知,感应电流的磁场方向垂直于纸面向外,最后由安培定则判断感应电流为逆时针方向,故选项B正确.8.B【解析】将线圈拉成正方形,其面积减小,穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律可判断,线圈中产生顺时针方向的感应电流,选项B正确.9.C【解析】自A处落至O处时,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律知,线圈中感应电流方向为顺时针,自O处落至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.10.(1)偏向正极(2)S极(3)向上(4)顺时针【解析】(1)磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量增加,原磁场方向向下,根据楞次定律,感应电流方向俯视为逆时针,从正接线柱流入电流计,指针偏向正极.(2)由图可知,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则可知,感应电流的磁场方向向下,因磁通量增大,根据楞次定律可知,磁铁下方为S极.(3)原磁场方向向下,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则可知,感应电流的磁场方向向下,根据楞次定律可知,磁通量减小,磁铁向上运动.(4)磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量增大,原磁场方向向上,根据楞次定律可知,感应电流方向俯视为顺时针.11.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大,则感应电流的磁场方向向上,由安培定则可判定,通过R的电流由b到a,电容器下极板带正电.12.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,感应电流的方向先是P→Q,后是Q→P,B正确,A错误.由PQ 中电流方向及左手定则可判断,PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右,C、D错误. 13.D【解析】若固定ab,使cd向右滑动,由右手定则知,应产生顺时针方向的电流,故A错误.若ab、cd同向运动且速度大小相同,则ab、cd所围的面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,故B错误.若ab 向左、cd向右同时运动,则abdc中有顺时针方向的电流,故C错误.若ab、cd都向右运动,且v cd>v ab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出回路中产生方向为c→d→b →a的电流,故D正确.习题课:楞次定律的应用1.B【解析】左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,横杆不发生转动;右环是闭合的,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动.2.B【解析】从图中看,产生感应电流的线圈可以等效为一个N极在上的条形磁铁,根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,选项B正确.3.C【解析】由“来拒去留”法可知,磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同,与螺线管导线的绕法无关,但因为磁铁A、B两端的极性不明,所以螺线管C、D两端的极性也不能确定,A、B、D错误,C正确.4.D【解析】当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流.根据楞次定律可知,感应电流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式进行阻碍,故D正确.5.A【解析】当开关S接通瞬间,穿过小铜环的磁通量从无到有,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将向两侧运动,故A正确.6.D【解析】金属线框进入磁场时,由于电磁感应,产生感应电流,根据楞次定律可判断,电流的方向为a→d→c→b→a,故A错误.金属线框离开磁场时,由于电磁感应,产生感应电流,根据楞次定律可判断,电流的方向为a→b→c→d→a,故B错误.根据能量守恒定律,线框每次经过磁场边界时都会消耗机械能,故金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等,如此往复摆动,最终金属线框在有界磁场内做往复运动,故C错误,D正确.7.C【解析】根据电路图,线框ab所处位置的磁场是水平方向的,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中电阻增大,电流减小,则穿过闭合导线框ab的磁通量将减小.Φ=BS sin θ,θ为线框平面与磁场方向的夹角,根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化,即线框ab只有顺时针旋转使θ角增大,才能使穿过线框的磁通量增大,故C正确.~T时间内,直导线中的电流方向向下且增大,穿过线框的磁通量垂直于纸面向外且8.C【解析】在T2增大,由楞次定律知,感应电流方向为顺时针,由左手定则可知,线框所受安培力向右,故C正确.9.C【解析】由图像可知,在Oa段,磁场垂直于纸面向里,穿过圆环的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流I1沿逆时针方向,在ab段,磁场向里,穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流I2沿顺时针方向,故A正确;由图像可知,在bc段,磁场向外,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流I3沿顺时针方向,故B正确;由左手定则可知,在Oa段,电流受到的安培力F1方向指向圆心,在ab段,安培力F2方向背离圆心向外,故C错误;在bc段,安培力F3方向指向圆心,故D正确.10.C【解析】当货梯下行时,电磁铁远离货梯底座以上的货梯井管,该处磁通量减小,根据楞次定律可以判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁的磁场方向相同,根据右手螺旋定则可知此处的感应电流方向从上往下看为逆时针;而电磁铁靠近货梯底座以下的货梯井管,该处磁通量增大,根据楞次定律可以判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁的磁场方向相反,根据右手螺旋定则可知此处的感应电流方向从上往下看为顺时针,选项C正确.11.B【解析】胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动,形成增大的环形电流,根据右手螺旋定则知,通过金属环B的磁通量向下且增大,根据楞次定律,可知金属环的面积有缩小的趋势,且金属环有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小,故B正确.12.AC【解析】当开关突然闭合时,左侧线圈中有了电流,产生磁场,而对于右侧线圈来说,磁通量增大,产生感应电流,使钻头M向右运动,故A正确;当开关S已经闭合时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C正确.13.D【解析】当开关S闭合时,线圈中L1通电,由右手螺旋定则可知线圈L1中产生的磁场方向向右,穿过小金属环的磁通量向右增大,由楞次定律可知小金属环中产生的电流方向与线圈L1中的电流方向相反,故小金属环向左运动,选项A、B错误;穿过线圈L2的磁通量向右增大,由楞次定律可知线圈L2中产生的感应电流方向与线圈L1中的电流方向相反,则导线AB中的电流方向由B指向A,所以小磁针的N极指向纸外,S极指向纸内,从上往下看小磁针顺时针转动,故C错误,D正确.。
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楞次定律(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.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【解析】选A。
由题图可知,A中感应电流为顺时针方向,由楞次定律可知,感应电流的内部磁场向里,由右手螺旋定则可知,引起感应电流的磁场可能为:向外增大或向里减小;若原磁场向外,则B中电流应为逆时针,由于B带负电,故B应顺时针转动且转速增大;若原磁场向里,则B中电流应为顺时针,则B应逆时针转动且转速减小;又因为导体环A具有扩展趋势,则B中电流应与A方向相反,即B应顺时针转动且转速增大,A正确。
2.如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法中正确的是( )A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针【解析】选C。
由题图可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故C正确。
3.如图所示,磁场中有一导线MN与U形光滑的金属框组成闭合电路,当导线向右运动时,下列说法正确的是( )A.电路中有顺时针方向的电流B.电路中有逆时针方向的电流C.导线的N端相当于电源的正极D.电路中无电流产生【解析】选B。
根据右手定则,由题意可知,当导线向右运动时,产生的感应电流方向由N端经过导线到M端,因此有逆时针方向的感应电流,故A错误,B正确;由上分析可知,电源内部的电流方向由负极到正极,因此N端相当于电源的负极,故C错误;根据感应电流产生的条件可知,电路会产生感应电流,故D错误。
所以B正确,A、C、D错误。
4.如图所示,当条形磁铁在闭合铝环一侧沿铝环中轴线靠向铝环运动时,铝环受磁场力而运动的情况是( )A.无法判定B.向左摆动C.静止不动D.向右摆动【解析】选D。
当磁铁向铝环运动时,铝环中的磁通量将增大,根据楞次定律可知,铝环为了阻碍磁通量的变化将向右摆动,故D正确,A、B、C错误。
5.一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图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.逆时针方向逆时针方向B.逆时针方向顺时针方向C.顺时针方向顺时针方向D.顺时针方向逆时针方向【解析】选B。
线圈第一次经过位置Ⅰ时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律,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小,可判断出感应电流为顺时针方向,故选项B正确。
6.如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。
将条形磁铁沿它们的正中竖直线向下移动(不到达该平面),a、b的移动情况可能是( )A.a、b将相互远离B.a、b将相互靠近C.a、b将不动D.无法判断【解析】选A。
根据Φ=BS,条形磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势。
由于S不可改变,为阻碍磁通量增大,导体环会尽量远离条形磁铁,所以a、b将相互远离。
A正确。
【补偿训练】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,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F T1和F T2,重力加速度大小为g,则( )A.F T1>mg,F T2>mgB.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mgD.F T1<mg,F T2>mg【解析】选A。
当圆环经过磁铁上端时,磁通量增加,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T1>mg。
当圆环经过磁铁下端时,磁通量减少,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T2>mg,所以只有A正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分)7.(12分)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实物连线后如图1所示。
感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示。
(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动。
将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,G表指针____________(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针____________(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”)。
(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变。
接通电源,闭合开关,G表指针____________(选填“不动”“右偏”“左偏”或“不停振动”)。
(3)仅用一根导线,如何判断G表内部线圈是否断了? __________________。
【解析】(1)滑动变阻器触头向右滑动时,接入电路的电阻减小,电流增大,内线圈的磁通量方向向下,且大小增大,根据楞次定律可判断外线圈内的感应电流从A接线柱流入,故G表指针向左偏。
抽出铁芯时,磁通量减小,G表指针向右偏。
(2)把直流输出改为交流输出后,外线圈中的电流方向不断发生变化,故G表指针不停振动。
(3)若G表未损坏,短接G表,并摇晃G表,由于电磁阻尼作用,指针的偏转幅度要比不短接G表摇晃时的幅度小;若G表内部线圈断了,短接时回路不闭合,无上述现象。
答案:(1)左偏右偏(2)不停振动(3)短接G表前后各摇动G表一次,比较指针偏转,有明显变化,则线圈未断;反之则断了8.(12分)如图所示,在图(1)中,G为指针在中央的灵敏电流计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。
【解析】由图(1)可知,当电流从电流计的左接线柱流入时,指针向左偏。
图(2)中指针向左偏,可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下,根据楞次定律知,条形磁铁S极向下插入。
图(3)当条形磁铁N极向下插入时,根据楞次定律,可知螺线管中感应电流方向由下到上,则指针向右偏;图(4)中可知指针向右偏,则线圈中感应电流的方向从下到上,由楞次定律可知,条形磁铁S极向上拔出,上端为N极。
答案:向下右N(15分钟40分)9.(7分)(多选)如图所示,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【解析】选A、C。
在S闭合瞬间,穿过两个铝环的磁通量变化相同,铝环中产生同方向的感应电流,同向电流相吸,则A、B相吸,A正确,B错误;在S断开瞬间,穿过两个铝环的磁通量变化相同,铝环中产生同方向的感应电流,同向电流相吸,则A、B相吸,C正确,D错误。
10.(7分)(多选)如图所示,当磁铁运动时,电路中会产生由A经R到B的电流,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.以上都不可能【解析】选B、C。
由安培定则知感应电流在线圈中产生磁场与磁铁磁场方向相同,由楞次定律知,原磁场减小,选项中B、C会引起上述变化,故选项B、C正确,其余错误。
11.(7分)(多选)如图,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上,M与电源、开关、滑动变阻器相连,P 为滑动变阻器的滑片,开关S处于闭合状态,N与电阻R相连。
下列说法正确的是( )A.当P向右移动时,通过R的电流方向为由b到aB.当P向右移动时,通过R的电流方向为由a到bC.断开S的瞬间,通过R的电流方向为由b到aD.断开S的瞬间,通过R的电流方向为由a到b【解析】选A、D。
P向右移动,导致电流增大,根据右手定则可知,线圈M左端是N极,右端是S 极。
穿过线圈N的磁通量变大,则由楞次定律可得:感应电流方向由b流向a,故A正确,B错误;当断开S的瞬间,导致电流减小,根据右手定则可知,线圈M左端是N极,右端是S极。
穿过线圈N的磁通量变小,则由楞次定律可得:感应电流方向由a流向b,故C错误,D正确;故选A、D。
【补偿训练】(多选)如图所示装置中,闭合铜环A静止悬挂在通电螺线管的M端,螺线管的轴线垂直于环面并正对环心。
要使铜环向螺线管靠近,下列各操作中可以实现的是( )A.开关S由断开到接通的瞬间B.开关S由接通到断开的瞬间C.将滑片P向C滑动的过程中D.将滑片P向D滑动的过程中【解析】选B、C。
由楞次定律可知,只有电路中电流减小时铜环才能向螺线管靠近,则开关断开瞬间和将滑片向C滑动过程可以减小线圈中的电流,从而使A向右靠近。
故B、C正确,A、D错误。
故选B、C。
12.(19分)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。
如图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只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。
【解析】(1)线圈处于两条形磁铁之间,当线圈运动,则导致穿过线圈的磁通量发生变化,从而出现感应电流,与灯泡形成闭合回路,则电流流过灯泡,灯泡就会发光;(2)线圈沿不同方向经过b点时,由于运动方向不同,导致磁通量变化不同,所以产生的感应电流方向相反,即电流的方向会发生变化。
答案:(1)见解析(2)变化。