高中物理 第四章第三節(jié) 《楞次定律》知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2

1112013-2014學(xué)年高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-21(2013寧夏銀川一中高二檢測(cè))在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中錯(cuò)誤的是()A感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原來磁場(chǎng)的變化B閉合線框放在變化的磁場(chǎng)中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C閉合線框放在變化的磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是跟原來磁場(chǎng)的方向相反解析：選BCD.由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙的是原磁通量的變化，并不一定與原磁場(chǎng)方向相反，故選項(xiàng)A正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若閉合線框平行于磁場(chǎng)放置，則無論是磁場(chǎng)變化，還是線框做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，穿過閉合線框的磁通量都不變，都不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生所以選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤故選BCD.2.老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：如圖所示，一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是()A磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選B.左環(huán)沒有閉合，在磁鐵插入過程中，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)右環(huán)閉合，在磁鐵插入過程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，橫桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)故選B.3.(2013河北省冀州中學(xué)高二上學(xué)期期末)電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A從a到b，上極板帶正電B從a到b，下極板帶正電C從b到a，上極板帶正電D從b到a，下極板帶正電解析：選D.在磁體自由下落，N極接近線圈上端的過程中，通過線圈的磁通量方向向下且在增大，根據(jù)楞次定律可判斷出線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，利用安培定則可判知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針繞向(由上向下看)，流過R的電流方向從b到a，電容器下極板帶正電，故選D.4.如圖所示，導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動(dòng)，且兩水平軌道在中央交叉處互不相通當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)()AAB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BBAB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到ACCD向左移動(dòng)DCD向右移動(dòng)解析：選AD.由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流方向?yàn)锳到B，從而CD中電流方向?yàn)镃到D.導(dǎo)體CD所受安培力方向由左手定則判斷知向右，所以CD向右移動(dòng)故選AD.5如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下在ef左側(cè)的無磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有_(選填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_(選填“變大”、“變小”或“不變”)解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則abdc回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場(chǎng)，隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)，穿過圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)的磁通量增大；又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小答案：收縮變小一、選擇題1(單選)如圖所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()A向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向相反B向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向C向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向D將圓環(huán)拉出磁場(chǎng)過程中，環(huán)全部處在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有感應(yīng)電流產(chǎn)生解析：選B.圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向，取決于圓環(huán)中磁通量變化的情況，不論向左或向右將圓環(huán)拉出磁場(chǎng)，圓環(huán)中垂直紙面向里的磁感線都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原來磁場(chǎng)方向相同，即都垂直紙面向里，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向圓環(huán)全部處在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，但環(huán)中磁通量不變，只有圓環(huán)離開磁場(chǎng)，環(huán)的一部分在磁場(chǎng)中，另一部分在磁場(chǎng)外時(shí)，環(huán)中磁通量才發(fā)生變化，環(huán)中才有感應(yīng)電流故選B.2.(多選)如圖所示，光滑U形金屬框架放在水平面內(nèi)，上面放置一導(dǎo)體棒，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直框架所在平面，當(dāng)B發(fā)生變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A棒中電流從baB棒中電流從abCB逐漸增大 DB逐漸減小解析：選BD.ab棒是因“電”而“動(dòng)”，所以ab棒受到的安培力向右，由左手定則可知電流方向ab，故B正確，由楞次定律可知B逐漸減小，D正確故選BD.3(單選)一磁鐵自上向下運(yùn)動(dòng)，穿過一閉合導(dǎo)電回路，如圖所示當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)到a處和b處時(shí)，回路中感應(yīng)電流的方向分別是()A順時(shí)針，逆時(shí)針B逆時(shí)針，順時(shí)針C順時(shí)針，順時(shí)針D逆時(shí)針，逆時(shí)針解析：選B.當(dāng)磁鐵接近線圈時(shí)，線圈中的磁通量向下增加，由“增反減同”，得知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，再由安培定則知線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針；當(dāng)磁鐵從線圈中穿出時(shí)，原磁場(chǎng)方向不變?nèi)韵蛳?，但穿過線圈的磁通量要減少，根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，由安培定則知感應(yīng)電流為俯視順時(shí)針，故選B.4(單選)英國物理學(xué)家保羅狄拉克在1931年利用數(shù)學(xué)公式預(yù)言磁單極子存在如圖所示，如果有一個(gè)磁單極子(單N極)從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)穿過線圈后從b點(diǎn)飛過那么()A線圈中感應(yīng)電流的方向是沿PMQ方向B線圈中感應(yīng)電流的方向是沿QMP方向C線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向解析：選B.將磁單極子(單N極)，理解為其磁感線都是向外的，根據(jù)楞次定律和安培定則可知選項(xiàng)B正確5(多選)兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則()AA可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小BA可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大CA可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小DA可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大解析：選BC.選取A環(huán)研究，若A環(huán)帶正電，且轉(zhuǎn)速增大，則使穿過環(huán)面的磁通量向里增加，由楞次定律知，B環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向外，故B正確，A錯(cuò)誤；若A環(huán)帶負(fù)電，且轉(zhuǎn)速增大，則使穿過環(huán)面的磁通量向外增加，由楞次定律知，B環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向里，B環(huán)中感應(yīng)電流的方向應(yīng)為順時(shí)針方向，故D錯(cuò)誤，C正確故選BC.6(多選)如圖所示，通電螺線管N置于閉合金屬環(huán)M的軸線上，當(dāng)N中的電流突然減小時(shí)，則()A環(huán)M有縮小的趨勢(shì)B環(huán)M有擴(kuò)張的趨勢(shì)C螺線管N有縮短的趨勢(shì)D螺線管N有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)解析：選AD.對(duì)通電螺線管，當(dāng)通入的電流突然減小時(shí)，螺線管每匝間的相互吸引力也減小，所以匝間距增大；對(duì)金屬環(huán)，穿過的磁通量也隨之減少，由于內(nèi)外磁場(chǎng)從兩方向穿過金屬環(huán)，面積減小才能阻礙磁通量的減少，金屬環(huán)有縮小的趨勢(shì)，故選AD.7(單選)如圖所示，兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí)，兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變大B同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變小C同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距變小D同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距變大解析：選B.當(dāng)條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí)，兩環(huán)中的磁通量都增加，根據(jù)楞次定律，兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)都要阻礙磁鐵相對(duì)環(huán)的運(yùn)動(dòng)，即阻礙“靠近”，那么兩環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)，又由于兩環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同，兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場(chǎng)力，因而兩環(huán)間的距離要減小故選B.8(單選)如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，在下落過程中，下列判斷中正確的是()A金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒B金屬環(huán)在下落過程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量C金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力解析：選B.金屬環(huán)在穿越磁鐵的過程中，環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生的安培力對(duì)環(huán)來講是阻力，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，A、C錯(cuò)誤，B正確；由牛頓第三定律知，環(huán)對(duì)磁鐵的磁場(chǎng)力是向下的，但環(huán)到條形磁鐵中間的瞬間無感應(yīng)電流，此時(shí)相互作用力為0，故D錯(cuò)誤故選B.9.(單選)如圖甲所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖乙所示的變化電流，t0時(shí)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖中箭頭所示)，在t1t2時(shí)間內(nèi)，對(duì)于線圈B，下列說法中正確的是()A線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)B線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，線圈有收縮的趨勢(shì)C線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)D線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，線圈有收縮的趨勢(shì)解析：選A.t1t2時(shí)間內(nèi)，線圈A中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，根據(jù)安培定則可知在線圈A內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，線圈外部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，線圈B的磁通量是穿出的由于線圈A中的電流增加，故穿過線圈B的磁通量增加，因而根據(jù)楞次定律，在線圈B中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，并且線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故A正確，B、C、D都錯(cuò)誤10.(多選)如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說法中正確的是()A當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)C當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)解析：選BD.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)而切割磁感線時(shí)，金屬棒中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則判斷電流方向由ab.根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn)，可以判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)又左線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)當(dāng)金屬棒ab向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可推斷ba，電流沿逆時(shí)針方向由金屬棒運(yùn)動(dòng)的速度增大，可知金屬棒ab兩端的電壓不斷增大，那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時(shí)針方向的，并且場(chǎng)強(qiáng)不斷增強(qiáng)，所以右邊的線圈中向上的磁通量不斷增加由楞次定律可判斷右邊電路中的感應(yīng)電流的方向應(yīng)沿逆時(shí)針方向，而在右線圈繞成的電路中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上把這個(gè)線圈看做電源，由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)故選BD.二、非選擇題11如圖所示，在水平桌面上有一金屬圓環(huán)，當(dāng)用一條形磁鐵由上向下插向圓環(huán)時(shí)，試問：(1)圓環(huán)對(duì)桌面的壓力怎樣變化？(2)圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)還是擴(kuò)張的趨勢(shì)？解析：(1)根據(jù)楞次定律的推廣含義“來拒去留”，圓環(huán)與磁鐵之間相互排斥，從而使圓環(huán)對(duì)桌面的壓力變大(2)根據(jù)楞次定律的推廣含義“增縮減擴(kuò)”，磁鐵插向圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量增加，所以圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)答案：見解析12如圖所示，在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N中，通以同方向同大小的電流I，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，自右向左在兩導(dǎo)線間勻速運(yùn)動(dòng)，在移動(dòng)過程中，線框中感應(yīng)電流方向怎樣？解析：線框在兩電流中線OO的右側(cè)時(shí)，穿過線框的合磁通量垂直紙面穿出，線框左移，合磁通量變小，為了阻礙這個(gè)方向的磁通量減小，感應(yīng)電流的方向就是abcd.當(dāng)線框跨越兩電流中線OO時(shí)，線框的合磁通量由穿出變?yōu)榇┤?，感?yīng)電流還是abcd.線框再左移，線框合磁通量穿入且增加，感應(yīng)電流方向還是abcd.所以線框中感應(yīng)電流方向始終是abcd.答案：始終是abcd111