2019-2020学年高中物理第4章电磁感应第3节楞次定律同步作业含解析 人教版选修3-2

2019-2020学年高中物理第4章电磁感应第3节楞次定律同步作业含解析 人教版选修3-2

第3节 楞次定律 ‎[基础训练]‎ ‎1．(多选)用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法正确的是(　　)‎ A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转 B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转 C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转 D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏 AC　解析　当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场，即线圈的上端为N极，再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向从上往下看为逆时针方向，故指针向左偏转，选项A正确；同理，当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表的指针向右偏转，选项B错误；如果保持磁铁在线圈中静止，则线圈中的磁通量不变化，故电流表指针不发生偏转，选项C正确；将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动时，线圈中的磁通量也不变化，故电流表指针也不发生偏转，选项D错误．‎ ‎2. 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，下列说法正确的是(　　)‎ A．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 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，应用安培定则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，环中没有感应电流产生，选项B正确．‎ 6‎ ‎3．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，闭合开关，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，但因电源极性不明，无法确定转动的方向 C　解析　由图示电路可知，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减小，穿过闭合导线框ab的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原磁通量的减少，故线框ab顺时针转动．‎ ‎4．如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是(　　)‎ A．异体棒中的电流方向由B→A B．电流表A1中的电流方向由F→E C．电流表A1中的电流方向由E→F D．电流表A1中的电流方向由D→C B　解析　根据右手定则，导体棒内部电流方向为A到B，所以电流表A1中的电流方向由F→E，选项A、C错误，B正确．同理电流表A2中的电流方向由C→D，选项D错误．‎ ‎5．如图所示，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．有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D．无感应电流 A　解析　穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分，合磁通量是向上的；当线圈突然缩小时合磁通量增加，原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少，故由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向．‎ ‎6．(多选)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 6‎ 是一根金属直杆如图所示立在导轨上，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由P→Q B．感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左 D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右 BD　解析　金属杆PQ滑动过程中，回路POQ面积先增大，后减小，因此通过回路的磁通量向外且先增大、后减小，由楞次定律可判断出回路中感应电流方向先是顺时针、后是逆时针，选项B正确；金属杆PQ所受磁场力方向可由左手定则判断，当回路中感应电流方向是顺时针时，PQ受磁场力的方向垂直于杆向左，当回路中感应电流方向是逆时针时，PQ受磁场力的方向垂直于杆向右，选项D正确．‎ ‎7. 闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是(　　)‎ A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a C．经过Ⅱ时，无感应电流 D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a C　解析　经过Ⅰ时，穿过闭合线框的磁通量是向里的并在增大，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向外，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→b→c→d→a，选项A错误；经过Ⅱ时，穿过闭合线框的磁通量不变，闭合线框中无感应电流，选项B错误，C正确；经过Ⅲ时，穿过闭合线框的磁通量是向里的并在减少，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向里，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→d→c→b→a，选项D错误．‎ ‎8. 如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两条平行的金属导轨，而ab、cd为串接有电流表和电压表的两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的有(　　)‎ 6‎ A．电压表有读数、电流表有读数 B．电压表、电流表均无读数 C．电压表有读数、电流表无读数 D．电压表无读数、电流表有读数 B　解析　在匀强磁场中，因为导体棒ab、cd与两平行导轨所组成电路的面积不变，所以当ab、cd以相同的速度向右运动时，其磁通量不变，故该电路中没有感应电流，即电压表和电流表中均无电流通过，所以两表均无读数，选项B正确．‎ ‎[能力提升]‎ ‎9．如图所示，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 B　解析　当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内(金属圆环a内)有垂直纸面向里的磁场，其外(金属圆环b处)有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度垂直纸面向里而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，具有扩张趋势，选项A错误；同样的方法可判断，选项B正确；b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势，b中产生逆时针方向的感应电流，具有收缩趋势，选项C、D错误．‎ ‎10．(多选)如图所示，通电螺线管垂直插入水平放置的两根光滑的平行金属导轨MN和PQ之间，ab、cd是导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左、右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是(　　)‎ A． ab向左运动，cd向右运动 B．ab向右运动，cd向左运动 6‎ C．穿过abcd回路的磁通量方向向下，并且有减弱的趋势，感应电流的方向为顺时针方向 D．穿过abcd回路的磁通量方向向上，并且有增加的趋势，感应电流的方向为顺时针方向 BC　解析　当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流减小，产生的磁场减弱，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，ab向右运动、cd向左运动，阻碍磁通量的减少，感应电流沿顺时针方向，选项B、C正确．‎ ‎11．如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流．现有一闭合的检测线圈(线圈中串联有灵敏的电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置．不考虑地磁场的影响，且检测线圈位于水平面内．现使线圈从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方并继续移动至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是(　　)‎ A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针 C．先逆时针后顺时针，再逆时针 D．先顺时针后逆时针，再顺时针 C　解析　根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，当检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针；当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，选项C正确．‎ ‎12．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图乙将电流表与螺线管B串联成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路．在图甲中，当闭合S1时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)．在图乙中，‎ ‎(1)闭合S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．‎ ‎(2)螺线管A放在B 6‎ 中不动，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．‎ ‎(3)螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．‎ ‎(4)螺线管A放在B中不动，突然断开S，电流表的指针将________(选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转．‎ 解析　在图甲中，闭合S，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图乙中，闭合S后，由楞次定律可知，螺线管A中的电流产生的磁场竖直向上；‎ ‎(1)闭合S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁通量向上增加，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；‎ ‎(2)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转；‎ ‎(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量向上，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，穿过B的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；‎ ‎(4)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量向上，突然断开S，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转．‎ 答案　(1)向右　(2)不发生　(3)向右　(4)向左 6‎