高中物理教科版2第一章电磁感应 学业分层测评3楞次定律

学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是()【导学号：31310023】A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同C．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反【解析】根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化，A项正确；感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反，在磁通量减小时与原磁场方向相同，B、C项错误，D项正确．【答案】AD2．(多选)关于右手定则和楞次定律的关系，下列说法正确的是()A．右手定则和楞次定律都是用来判断感应电流的方向的，本质上没有任何区别，是并列关系B．右手定则的使用范围是判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向C．楞次定律可以用来判断任何情况下感应电流的方向D．能用右手定则判断感应电流方向的情况，一定能用楞次定律来判断，能用楞次定律判断感应电流方向的情况，也一定能用右手定则来判断【解析】右手定则是楞次定律的一个特例，用于判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向，与楞次定律的关系是包含关系，选项A、D错误，选项B、C正确．【答案】BC3．(2023·北京高二期中)如选项图所示，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()【导学号：31310024】【解析】选项A，磁场向上减弱，由增反减同知感应电流为俯视逆时针，选项A错误；选项B，磁场向上增强，由增反减同知感应电流为俯视顺时针，选项B错误；选项C，磁场向下减弱，由增反减同知感应电流为俯视顺时针，选项C错误；选项D，磁场向下增强，由增反减同知感应电流为俯视逆时针，选项D正确．【答案】D4.如图1­4­7所示，平行导体滑轨MM′、NN′水平放置，固定在匀强磁场中，磁场方向与水平面垂直向下．滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力方向分别为()图1­4­7A．电流方向沿ABCD；受力方向向右B．电流方向沿ABCD；受力方向向左C．电流方向沿ADCB；受力方向向右D．电流方向沿ADCB；受力方向向左【解析】AB向右滑动，根据右手定则知回路中感应电流方向沿ADCB方向，又由左手定则判知CD受安培力方向向右，故C对，A、B、D错．【答案】C5．如图1­4­8所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向()图1­4­8【导学号：31310025】A．向左 B．向右C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里【解析】当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确．【答案】B6．如图1­4­9所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为()图1­4­9A．内环顺时针，外环逆时针B．内环逆时针，外环顺时针C．内、外环均为顺时针D．内、外环均为逆时针【解析】磁场增强，则穿过回路的磁通量增大，故感应电流的磁场向外，由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向，即外环逆时针，内环顺时针，选项A正确．【答案】A7．某实验小组用如图1­4­10所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是()图1­4­10【导学号：31310026】A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b【解析】(1)确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下．(2)明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加．(3)由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上．(4)应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即从b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视)，电流从a→G→b.【答案】D8．(多选)磁场垂直穿过一个圆形线框，由于磁场的变化，在线框中产生顺时针方向的感应电流，如图1­4­11所示，则以下说法正确的是()图1­4­11A．若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在增强B．若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱C．若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在增强D．若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱【解析】所产生的感应电流为顺时针方向，由安培定则知感应电流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律中的“增反减同”可知，原因可能是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正在增强，正确答案应选B、C.【答案】BC9．如图1­4­12所示，有一固定的弹性金属环，将条形磁铁插入环中或从环中拔出时，环所围面积的变化情况是()图1­4­12A．插入时环的面积增大，拔出时环的面积减小B．插入时环的面积减小，拔出时环的面积增大C．插入或拔出时环的面积都增大D．插入或拔出时环的面积都减小【解析】插入时穿过环的磁通量增加，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，故环的面积减小；拔出时穿过环的磁通量减少，感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少，故环的面积增大．选项B正确．【答案】B[能力提升]10．如图1­4­13所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时()图1­4­13【导学号：31310027】A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B．整个环中有顺时针方向的电流C．整个环中有逆时针方向的电流D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流【解析】导体ef将圆分成两部分，导体向右移动时，右边的磁通量减小，左边的磁通量增加，根据楞次定律，左边电流为顺时针方向，右边电流为逆时针方向，应选D.【答案】D11．(多选)(2023·佛山高二期中)如图1­4­14所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下面叙述正确的是()图1­4­14A．向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B．不管向什么方向拉出，只要产生感应电流方向都是顺时针C．向右匀速拉出时，感应电流大小不变D．要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变【解析】不管沿什么方向将线圈拉出磁场，穿过线圈的磁通量都减小，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流的方向都是沿顺时针方向，故B正确，A错误；感应电流的大小与感应电动势有关，而感应电动势与线圈移动时切割磁感线的有效长度有关，由于移动过程中有效地切割长度先增大后减小，则感应电动势也先增大后减小，感应电流先增大后减小，故C错误；线圈在切割磁感线的过程中，安培力的大小：F＝BIL，与电流的大小以及导线受力部分的有效长度有关，由于感应电流先增大后减小，移动过程中有效长度先增大后减小，所以对金属环的拉力大小会发生变化，故D正确．故选BD.【答案】BD12．如图1­4­15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：31310028】图1­4­15A．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】B13．(多选)如图1­4­16所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是()图1­4­16A．向下运动 B．向上运动C．向左平移 D．向右平移【解析】用已知的结论应用楞次定律逆向推断产生感应电流的原因．(1)由感应电流方向A→R→B，应用安培定则知感应电流在螺线管内产生的磁场方向向下；(2)由楞次定律得螺线管内的磁通量变化应是向下的减少或向上的增加；(3)由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场方向是向下的，故应是磁通量减少，磁铁向上运动、向左或向右平移都会导致通过螺线管内向下的磁通量减少．【答案】BCD14．(多选)(2023·广州高二检测)如图1­4­17所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()图1­4­17【导学号：31310029】A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大【解析】若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，螺线管b中电流增大，根据楞次定律和安培定则，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，穿过线圈a的磁通量变大，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，选项B、C错误，选项A、D正确．【答案】AD15．(2023·绵阳高二检测)如图1­4­18，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，对圆环L，下列说法正确的是()图1­4­18A．圆环L有收缩趋势，圆环内的感应电流变小B．圆环L有扩张趋势，圆环内的感应电流变大C．圆环L有收缩趋势，圆环内的感应电流不变D．圆环L有扩张趋势，圆环内的感应电流变小【解析】(1)由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，由右手定则知abcd回路中产生逆时针方向的感应电流．(2)由于ab金属棒由静止开始向右运动，速度增大，感应电流增大，因而回路abcd中感应电流产生的磁场也随之增大．(3)由左手定则判断ab金属棒受到的安培力方向向左，与恒力F的方向相反，且安培力随电流的增大而增大，故ab金属棒的加速度