1、1课后提升作业 二 楞次定律(40 分钟 50 分)一、选择题(本题共 6 小题,每小题 6 分,共 36 分)1.(2018晋中高二检测)如图所示,导线框 abcd 与通电导线在同一平面内,直导线中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【解析】选 B。题图为直导线电流,根据右手螺旋定则可知,直导线右边的磁场垂直纸面向里,左边的磁场垂直纸面向外,因处于线框的中点处,所以穿过线框的磁通量相互抵消,恰好
2、为零;当线框向右运动的瞬间,导致直导线左边垂直纸面向外穿过线框的磁通量减小,而直导线右边垂直纸面向里的磁通量在增大,根据楞次定律,则有感应电流且方向为逆时针方向,故 B 正确,A、C、D 错误。2.如图所示,一个水平放置的矩形线圈 abcd,在细长水平磁铁的 S 极附近竖直下落,由位置经位置到位置。位置与磁铁在同一平面,位置和都很靠近位置,则在下落过程中,线圈中的感应电流的方向为 ( )A.abcda B.adcbaC.从 abcda 到 adcba D.从 adcba 到 abcda2【解析】选 B。如题图所示,线圈从位置到位置的过程中,穿过线圈方向向下的磁通量减小,则产生感应电流;根据楞次
3、定律,感应电流的磁场的方向向下,所以感应电流的方向为adcba 方向;线圈从位置到位置的过程中,穿过线圈向上的磁通量增加,所以感应电流的磁场的方向向下,产生感应电流的方向为 adcba 方向。所以整个过程中感应电流的方向始终都是沿 adcba 方向。故 B 正确。3.(2018桂林高二检测)如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的 S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中 ( )A.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线
4、圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互吸引【解析】选 B。由于 S 极向下运动,穿过螺线管的磁场在增强,所以螺线管中产生的磁场会阻碍这个磁场增强,故线圈与磁铁相互排斥,C、D 错误;由楞次定律可得,螺线管产生的磁场的下端是 N 极,故由右手螺旋定则可知,通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,B 正确。【补偿训练】如图所示,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。由图示可知,在磁铁 S 极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在
5、磁铁远离3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
6、针方向,故 D 正确。4.(多选)(2018温州高二检测)如图所示,M 为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀带有负电荷。在 M 正上方用丝线悬挂一个闭合铝环 N,铝环也处于水平面中,且 M 盘和 N 环的中心在同一条竖直线 OO上。现让橡胶圆盘由静止开始绕 OO轴按图示方向逆时针加速转动,下列说法正确的是 ( )A.铝环 N 对橡胶圆盘 M 的作用力方向竖直向下B.铝环 N 对橡胶圆盘 M 的作用力方向竖直向上C.铝环 N 有扩大的趋势,丝线对它的拉力增大D.铝环 N 有缩小的趋势,丝线对它的拉力减小【解析】选 A、D。橡胶圆盘 M 由静止开始绕其轴线 OO按箭头所示方向加速转动,形成环形电流
7、,环形电流增大,根据右手螺旋定则知,通过铝环 N 的磁通量向下,且增大,根据楞次定律的另一种表述,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,知铝环 N 的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小。根据牛顿第三定律,N 对 M 的作用力竖直向下,故A、D 正确,B、C 错误。故选 A、D。5.(多选)(2018温州高二检测)如图,铝环平放在水平桌面上,在该铝环的正上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的 N 极朝下。当磁铁竖直向下运动的过程中( )A.铝环中将产生俯视为逆时针方向的感应电流4B.穿过铝环的磁通量变小C.铝环有扩张的趋势D.铝环对水平桌面的压力 FN将增大【解析】选 A、D。当磁铁
8、竖直向下运动的过程中,穿过铝环的磁通量向下增加,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向上,由右手定则可知,铝环中将产生俯视为逆时针方向的感应电流,选项 A 正确,B 错误;根据圆环处的磁场分布以及感应电流的方向,由左手定则可知,圆环中的每一段都受到指向圆环内部斜向下的安培力作用,故使铝环有收缩的趋势,且铝环对水平桌面的压力 FN将增大,选项 D 正确,C 错误。故选 A、D。【补偿训练】如图所示,铜质金属圆环从放在桌面上的条形磁铁的正上方由静止开始下落,下列说法中正确的是 ( )A.当金属圆环经过磁铁的上端位置 A 以后,环中便不再有电流B.当金属圆环在磁铁的中间位置 O 时,磁铁对桌面的压力等于
9、其自身的重力C.当金属圆环经过磁铁的上端位置 A 时,环中的电流将改变方向D.金属圆环在下落过程中磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力【解析】选 B。金属圆环从条形磁铁上方由静止下落至 O 点的过程中,通过金属圆环的磁通量一直在增加,方向向下,产生感应电流,A、C 错误;当金属圆环在磁铁的中间位置 O 时,金属圆环不切割磁感线,没有感应电流,金属圆环对磁铁没有力的作用,磁铁对桌面的压力等于其自身的重力,B 正确,D 错误。6.(2018西安高二检测)如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框 abcd,沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置 2(右)。则 ( )5A
10、.导线框进入磁场时,感应电流方向为 abcdaB.导线框离开磁场时,感应电流方向为 adcbaC.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左【解析】选 D。由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为 adcba,导线框离开磁场时,感应电流方向为 abcda。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时受到的安培力也是水平向左,故选项 D 正确。二、非选择题(14 分。需写出规范的解题步骤)7.某同学在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,设计了如图所示的装置。线圈 A 通过电流表甲、高阻值的电阻 R、滑动变阻器 R
11、和开关 S 连接在电源上,线圈 B 的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器 R 的滑片 P 不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。(1)当滑片 P 较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是_,电流表乙的指针的偏转情况是_(均选填“向右偏” “向左偏”或“不偏转”)。(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是_(选填“向左偏” “向右偏”或“不偏转”)。(3)从上述实验可以初步得出结论:_。【解析】由题图可知,电流由哪一接线柱流出,电流表的指针就向它的另一侧偏转。(1)当滑片 P 较快地向左滑动时,通电回路中的电
12、流增大,电流表甲的指针向右偏,穿过线圈B 的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,由安培定则得,电流表乙的指针向左偏。(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线圈 B 的磁通量增大且原磁场方向向下,故电流表乙的指针向左偏。(3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流,感应电流的磁6场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。答案:(1)向右偏 向左偏 (2)向左偏 (3)穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化【补偿训练】重为 G 的线圈系在一个弹簧测力计上,其下方有一通电导线,如图甲所示,导线所通过的电流如图乙所示,它们均在同一平面内,求下列不同时刻弹簧测力计的示数与 G 的关系。(1)在 t1时刻。(2)在 t2时刻。(3)在 t3时刻。【解析】(1)在 t1时刻穿过线圈的磁通量增加,线圈产生感应电流,由楞次定律知,弹簧测力计的示数小于 G。(2)在 t2时刻穿过线圈的磁通量不变,线圈不产生感应电流,由力的平衡知,弹簧测力计的示数等于 G。(3)在 t3时刻穿过线圈的磁通量减少,线圈产生感应电流,由楞次定律知,弹簧测力计的示数大于 G。答案:(1)小于 G (2)等于 G (3)大于 G
