2016-2017学年高中物理 第4章 电磁感应新人教版选修3-2_1

1 楞次定律 (建议用时：45 分钟) 学业达标 1(2016济南高二检测)关于楞次定律，下列说法正确的是( ) A感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用 C原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 D感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化 【解析】 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项 A 正确； 闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项 B 错误；原 磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项 C 错误；感应电 流的磁场当原磁场增强时跟原磁场反向，当原磁场减弱时跟原磁场同向，选项 D 错误 【答案】 A 2如图 4310 表示闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸 面， a、 b、 c、 d 分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动 方向，则导体中感应电流的方向为垂直纸面向里时，导体的位置是( ) 图 4310 【导学号：94530009】 A a B b C c D d 【解析】 导体切割磁感线产生感应电流，用右手定则判断 a 位置正确 【答案】 A 3如图 4311 所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导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( ) 图 4311 A有顺时针方向的感应电流 B有逆时针方向的感应电流 2 C有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D无感应电流 【解析】 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】 A 4(多选)如图 4312，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固 定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内在金属框 接通逆时针方向电流的瞬间( ) 图 4312 A两小线圈会有相互靠拢的趋势 B两小线圈会有相互远离的趋势 C两小线圈中感应电流都沿顺时针方向 D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 【解析】 金属框接通电流的瞬间，两个小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，为 了阻碍磁通量的增大，它们必须相互远离，选项 A 错误，B 正确；由环形电流的磁场分布 规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外，根据“增反减同”原则得，C 正确，D 错 误 【答案】 BC 5(多选)如图 4313 所示， A 是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得 金属环 B 中产生了如图所示方向的感应电流，则 A 环的转动情况为( ) 图 4313 【导学号：94530010】 A顺时针匀速转动 B逆时针加速转动 C逆时针减速转动 D顺时针减速转动 【解析】 本题考查安培定则和楞次定律的应用 B 环中感应电流为逆时针，根据安 3 培定则判断可知，感应电流的磁场为垂直纸面向外，根据楞次定律能产生这样的磁场，是 由于 A 环旋转时 A 环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂 直纸面向里增强的磁场的结果，负电荷的运动方向与电流方向相反，根据安培定则可得出， A 环逆时针加速转动时产生方向垂直纸面向里的增强的磁场，或 A 环顺时针减速转动时产 生垂直纸面向外的减弱的磁场故正确答案为 B、D. 【答案】 BD 6(2016巢湖高二检测)如图 4314 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( ) 图 4314 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，线圈中无感应电流，线 圈对磁铁没有作用力磁铁下落过程中只受重力，又从静止开始，所以磁铁做自由落体运 动，故 C 对，A、B、D 错 【答案】 C 7(2016德州高二期末)电阻 R、电容器 C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于 线圈的正上方，N 极朝下，如图 4315 所示，现使磁铁开始下落，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( ) 图 4315 A从 a 到 b，上极板带正电 B从 a 到 b，下极板带正电 4 C从 b 到 a，上极板带正电 D从 b 到 a，下极板带正电 【解析】 在 N 极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大， 由楞次定律可判定流过线圈的电流方向为逆时针(俯视)，外电路电流由 b 流向 a，同时线 圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电选项 D 正确 【答案】 D 8如图 4316 所示，当导线 ab 在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈 C 向右摆动， 则 ab 的运动情况是( ) 【导学号：94530011】 图 4316 A向左或向右做匀速运动 B向左或向右做减速运动 C向左或向右做加速运动 D只能向右做匀加速运动 【解析】 线圈 C 向右摆动，说明穿过线圈的磁通量减小，也就是螺线管中的电流是 减小的，也就是 ab 产生的感应电动势逐渐减小，则 ab 必做减速运动，故选项 B 正确 【答案】 B 9(多选)(2016洛阳高二检测)有一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向 右侧偏转，现把它与线圈连接成如图 4317 所示的电路，磁铁位于线圈正上方，则以下说 法正确的是( ) 甲 乙 图 4317 A甲图中磁铁由图示位置水平向右运动时，电流计指针向右侧偏转 B甲图中磁铁由图示位置水平向左运动时，电流计指针向右侧偏转 C乙图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向 5 D乙图中线圈的绕制方向从上往下看为逆时针方向 【解析】 由题意知，当电流从正接线柱流入时，指针向右侧偏转；由图甲所示可知， 穿过线圈的磁场向下，磁铁由图示位置水平向右或向左运动时，穿过线圈的磁通量减小， 由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流从电流计正接线柱流 入，所以电流计指针向右侧偏转，故 A、B 均正确；由图乙所示可知，电流计指针向右偏转， 则电流从电流计正接线柱流入，由图示可知，穿过线圈的磁场向下且减少，由楞次定律可 知，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向， 故 C 正确，D 错误 【答案】 ABC 10(2016金华高二检测)如图 4318 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( ) 图 4318 【导学号：94530012】 A先 abcd，后 dcba，再 abcd B先 abcd，后 dcba C始终 dcba D先 dcba，后 abcd，再 dcba 【解析】 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 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.线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】 D 能力提升 6 11已知北半球地磁场的竖直分量向下如图 4319 所示，在北京某中学实验室的水 平桌面上，放置边长为 L 的正方形闭合导体线圈 abcd，线圈的 ab 边沿南北方向， ad 边沿 东西方向下列说法中正确的是( ) 图 4319 A若使线圈向东平动，则 b 点的电势比 a 点的电势低 B若使线圈向北平动，则 a 点的电势比 b 点的电势低 C若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为 a b c d a D若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为 a d c b a 【解析】 若使线圈向东平动，线圈的 ab 边和 cd 边切割磁感线，由右手定则知 c(b) 点电势高于 d(a)点电势，故 A 错误，同理知 B 错误若以 ab 为轴将线圈向上翻转，穿过 线圈平面的磁通量变小，由楞次定律可知线圈中感应电流方向为 a b c d a，C 正确， D 错误 【答案】 C 12如图 4320 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，弹性圆环的面积 S 和橡皮绳 的长度 l 将( ) 图 4320 【导学号：94530013】 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 【解析】 当通电导线中电流增大时，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，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 【答案】 D 13如图 4321 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 7 行，当开关 S 接通的一瞬间，两铜环的运动情况是( ) 图 4321 A同时向两侧推开 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 【解析】 当开关 S 接通的一瞬间，螺线管的磁场增强，故穿过两边线圈的磁通量均 增加，根据楞次定律，在线圈中产生的感应电流阻碍磁通量的增加，故线圈会远离螺线管 运动，故两铜环的运动情况是同时向两侧推开，选项 A 正确 【答案】 A 14如图 4322 所示，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质 量为 m、阻值为 R 的闭合矩形金属线框 abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在 O 点，并可绕 O 点摆 动金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金 属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是( ) 图 4322 【导学号：94530014】 A a b c d a B d c b a d C先是 d c b a d，后是 a b c d a D先是 a b c d a，后是 d c b a d 【解析】 由题图可知，磁场方向向上，穿过线框的磁通量先减小，后增大由增反 减同可知，感应电流方向是 d c b a d，B 正确 【答案】 B 15(多选)如图 4323 所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道，轨道与轨 道平面内的圆形线圈 P 相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈 Q 内产生顺时针方向 的感应电流，导线 ab 的运动情况可能是( ) 8 图 4323 A匀速向右运动 B加速向右运动 C减速向右运动 D加速向左运动 【解析】 本题关键是要弄清使 Q 中产生顺时针方向的电流，则穿过 Q 中的磁通量应 如何变化可用楞次定律步骤的逆过程来分析，要使 Q 中产生顺时针方向的感应电流，感 应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内如果穿过 Q 的原磁场是垂直纸面向里的，则原磁 场应减弱；如果穿过 Q 的原磁场是垂直纸面向外的，则原磁场应增强 当 a