1、13 楞次定律课后篇巩固提升基础巩固1.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示 A 点落至 B 点,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.先逆时针再顺时针解析 自 A 点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为顺时针;自图示位置落至 B 点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针,C 项正确。答案 C2.(多选)闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示感应电流I 的方向、磁感应强度 B 的方向跟导体运动速度的方向关系的是( )解析
2、根据右手定则进行判断可知 B、C 正确。答案 BC3.(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,以下各种说法中正确的是( )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D.圆环在出磁场之前无感应电流解析 将金属圆环不管从哪边拉出磁场,穿过闭合圆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2出感应电流的方向是顺时针方向的,选项 B 正确,A、C
3、错误;另外在圆环出磁场前,穿过圆环的磁通量不变,无感应电流,D 正确。答案 BD4.某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中,将直流电源、滑动变阻器、线圈 A(有铁芯)、线圈 B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断,在保持开关闭合的状态下( )A.当线圈 A 拔出时,灵敏电流计的指针向左偏B.当线圈 A 中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向右偏C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转D.当滑动变阻器的滑片向 N 端滑动时,灵敏电流计的指针向右偏解析 由题意可知:开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏,则当磁通
4、量增大时,则指针左偏;若磁通量减小时,则指针右偏;当线圈 A 拔出,或线圈 A 中的铁芯拔出时,均导致磁通量减小,因此电流计指针向右偏,故 A 错误,B 正确;滑动变阻器的滑动端 P 匀速滑动,穿过线圈的磁通量发生变化,电流计指针要发生偏转,故 C 错误;当滑动变阻器的滑片向 N 端滑动时,电阻减小,则电流增大,导致磁通量增大,因此灵敏电流计的指针向左偏,故 D 错误。答案 B5.如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属线圈 突然缩小为线圈 ,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.无感应电流解
5、析 穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分,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。由楞次定律判断,感应电流的方向为顺时针方向,选项 A 正确。答案 A36.如图所示,把一条形磁铁从图示位置由静止释放,穿过采用双线绕法的通电线圈,此过程中条形磁铁做( )A.减速运动B.匀速运动C.自由落体运动D.变加速运动解析 双线绕法得到的两个线圈通电时,由安培定则知,两线圈的磁场等值反向相互抵消,合磁场为零,对磁铁无作用力。当磁铁下落时,穿过两线圈的磁通量同向增加,根据楞次定律,两线圈中产生的感应电流等值反向,也互相抵消,线圈对磁铁没有作用力。磁铁下落
6、过程中只受重力,由静止释放,所以磁铁做自由落体运动,故 C 对,A、B、D 错。答案 C7.闭合线圈 abcd 在磁场中运动到如图所示位置时, ab 边受到的磁场力竖直向上,此线圈的运动情况可能是( )A.向右进入磁场B.向左移出磁场C.以 ab 为轴转动D.以 cd 为轴转动解析 ab 边受到的磁场力竖直向上,由左手定则知,通过 ab 的电流方向由 a 指向 b。由右手定则可知当线圈向左移出磁场时, bc 边切割磁感线可产生顺时针方向的电流,选项 A 错误,选项 B 正确;当以ab 或 cd 为轴转动时,在题图所示位置,导线不切割磁感线,无感应电流产生,选项 C、D 错误。答案 B能力提升4
7、1.当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为“绳系卫星”。现有一颗卫星在地球赤道上空运行,卫星位于航天飞机正上方,卫星所在位置地磁场方向由南向北。下列说法正确的是( )A.航天飞机和卫星从西向东飞行时,图中 B 端电势高B.航天飞机和卫星从西向东飞行时,图中 A 端电势高C.航天飞机和卫星从南向北飞行时,图中 B 端电势高D.航天飞机和卫星从南向北飞行时,图中 A 端电势高解析 向东方向运动时,由右手定则知电流流向 A 点,即 A 为电源正极,因此 A 端电势高,选项 B 正确;若向北运动,电缆没有切割磁感线,不会产生感
8、应电动势,故选项 C、D 错误。答案 B2.1931 年,英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”。1982 年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想,如果一个只有 S 极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么从上向下看,超导线圈的感应电流是 ( )A.先顺时针方向,后逆时针方向的感应电流B.先逆时针方向,后顺时针方向的感应电流C.顺时针方向持续流动的感应电流D.逆时针方向持续流动的感应电流解析 S 磁单极子靠近超导线圈时,线圈中磁通量向上增加,由楞次定律可以判断,从上向下看感应电流为顺时针方向;当 S 磁单极子远离超导线圈时,线圈中磁通
9、量向下减少,感应电流方向仍为顺时针方向,C 正确。答案 C3.如图所示,导线框 abcd 与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流 I,当线框由左向右匀速通过直导线的过程中,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 dcba解析5线框在直导线左侧时,随着线框向右运动,磁通量增加,根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。当线框的 cd 边跨过直导线后,如图所示,根据右手定则知 ab 边产生的感应电流方向为a b,cd 边产生的感应电流方向为 c d,感应电流方向为 abcd。线
10、框全部跨过直导线后,随着向右运动,磁通量减少,根据楞次定律知线框中感应电流的方向为 dcba。故选项 D 正确。答案 D4.如图所示, AOC 是光滑的金属导轨, AO 沿竖直方向, OC 沿水平方向, ab 是一根金属棒,与导轨接触良好,它从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中 b 端始终在 OC 上, a 端始终在 OA 上,直到完全落在 OC 上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则 ab 棒在上述过程中( )A.感应电流方向是 b aB.感应电流方向是 a bC.感应电流方向先是 b a,后是 a bD.感应电流方向先是 a b,后是 b a解析 在金属棒向下滑动的
11、过程中,金属棒与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形 aOb 内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断 C 选项正确。答案 C5.(多选)如图所示,矩形线框 abcd,通过导体杆搭接在金属导轨 EF 和 MN 上, EM 之间有一电阻 R,整个装置放在如图所示的匀强磁场中。当线框向右运动时,下面说法正确的是( )A.R 中无电流B.R 中有电流,方向为 E MC.ab 中无电流D.ab 中有电流,方向为 b a解析 ab 边切割磁感线,由右手定则知,其中的电流方向 b a,D 对 C 错。同理 cd 中的电流方向c d。所以有电流流过 R,方向 E M。A 错 B 对。答案 BD66.如
12、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。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,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,然后再逆时针D.先顺时针后逆时针,然后再顺时针解析 根据通电直导线周围磁感线的特点,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,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的
13、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,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,所以 C 正确。答案 C7.如图所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置。(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,将线圈 L1迅速插入线圈 L2中,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。 (3)线圈 L1插入线圈 L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。 解析 (1)补充的实物电路如
14、图所示。7(2)已知闭合开关瞬间,线圈 L2中的磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转。当开关闭合后,将线圈 L1迅速插入线圈 L2中时,线圈 L2中的磁通量增加,由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转。(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动,线圈 L1中的电流变小,线圈 L2中的磁场方向不变,磁通量减少,则灵敏电流计的指针向左偏转。答案 (1)见解析图 (2)向右 (3)向左8.如图所示,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 的两端与直导线 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 电流稳定后,小磁针又怎样偏转?解析 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。答案 见解析8
