人教版選修3-2 第四章 電磁感應(yīng)　楞次定律 鞏固作業(yè)

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1、楞次定律 1.研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有獨(dú)特屬性的新型合金,只要略微提高其溫度,這種合金就會(huì)變成強(qiáng)磁性合金,從而使它旁邊的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖,一圓形線圈放在圓柱形合金材料下方,現(xiàn)對合金材料進(jìn)行加熱,則(　　) A.線圈中將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流 B.線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流 C.線圈將有收縮的趨勢 D.線圈將有擴(kuò)張的趨勢 2.如圖所示,一根條形磁鐵自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管,則電路中(　　) A.始終有感應(yīng)電流自a向b流過電流表 B.始終有感應(yīng)電流自b向a流過電流表 C.先有a→→b方向的感應(yīng)電流,后有b→→a方向的感應(yīng)電流 D.將不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 3.如圖所示

2、,在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方,有一條形磁鐵從離地面高h(yuǎn)處由靜止開始下落,最后落在水平地面上。磁鐵下落過程中始終保持豎直方向,并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán),而不與圓環(huán)接觸。若不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則下列說法中正確的是(　　) A.在磁鐵下落的整個(gè)過程中,從上向下看圓環(huán),圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針 B.磁鐵在整個(gè)下落過程中,圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上 C.磁鐵在整個(gè)下落過程中,它的機(jī)械能不變 D.磁鐵落地時(shí)的速率一定等于2gh 4. 1931年,英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言:存在只有一個(gè)磁極的粒子,即“磁單極子”。1982年,美國物理學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁

3、單極子的實(shí)驗(yàn)。他設(shè)想,如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈,那么,從上向下看,超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)(　　) A.先有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,然后有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.先有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,然后有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.始終有順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D.始終有逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 5.如圖所示,通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán),銅環(huán)平面與螺線管橫截面平行。當(dāng)開關(guān)S接通瞬間,兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A.同時(shí)向兩側(cè)被推開 B.同時(shí)向螺線管靠攏 C.一個(gè)被推開,一個(gè)被吸引,但因電源正負(fù)極未知,無法具體判斷 D.同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠

4、攏,因電源正負(fù)極未知,無法具體判斷 6. (多選)2000年底,我國宣布已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車的模型車,該車的車速已達(dá)到500 km·h-1,可載5人。如圖所示是磁懸浮模型車的原理圖,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)線圈,將超導(dǎo)線圈B水平放在磁鐵A上方,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A上方的空中。以下說法正確的是(　　) A.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)線圈懸浮穩(wěn)定后,感應(yīng)電流消失 B.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)線圈懸浮穩(wěn)定后,感應(yīng)電流仍存在 C.如A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向如圖中所示 D.如A的N極朝上,B中

5、感應(yīng)電流的方向與圖中所示相反 7.如圖所示,1831年法拉第把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動(dòng)變阻器R組成一個(gè)回路,B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個(gè)回路,通過多次實(shí)驗(yàn),法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(　　) A.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有a→b的感應(yīng)電流 B.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流 C.閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑的過程中,電流表G中有a→b的感應(yīng)電流 D.閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑的過程中,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流 8.如圖所示,導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定

6、電流I,在線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中,線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) A.先abcd,后dcba,再abcd B.先abcd,后dcba C.始終沿dcba D.先dcba,后abcd,再dcba 9.如圖所示,光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落到如圖所示位置時(shí)(　　) A.從上往下看產(chǎn)生了順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.P棒受到的安培力方向水平向右 C.P棒對導(dǎo)軌的壓力大于P棒的重力 D.磁鐵的加速度等于g 10. (多選)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒

7、ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小,ab始終保持靜止,下列說法正確的是(　　) A.ab中的感應(yīng)電流方向由a到b B.ab所受的安培力方向向左 C.ab中的感應(yīng)電流方向由b到a D.ab所受的安培力方向向右 11. (多選)豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)帶銅軸的銅盤,用銅刷把盤緣和軸連接,外接一電流表,當(dāng)銅盤按圖示勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),則(　　) A.中有a→b的電流 B.中有b→a的電流 C.盤面磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.有從盤緣向盤中心的電流 12. (多選)兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于

8、如圖所示的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上導(dǎo)體棒ab和cd可以自由滑動(dòng)。當(dāng)ab在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是(　　) A.cd內(nèi)有電流通過,方向是d→c B.cd向左運(yùn)動(dòng) C.磁場對cd作用力向左 D.磁場對ab作用力向左 參考答案 1.C　提高溫度,這種合金會(huì)從非磁性合金變成強(qiáng)磁性合金,穿過線圈的磁通量增大,從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于原磁場的方向未知,所以不能判斷出感應(yīng)電流的方向,故A、B錯(cuò)誤;當(dāng)合金材料的磁場增大時(shí),穿過線圈的磁通量增大,由“增縮減擴(kuò)”知線圈面積有縮小的趨勢,故C正確,D錯(cuò)誤。 2.C　當(dāng)條形磁鐵進(jìn)入螺線管時(shí),閉合線圈中的磁通量增加,產(chǎn)生的感應(yīng)電流

9、方向?yàn)閍→→b;當(dāng)條形磁鐵穿出螺線管時(shí),閉合線圈中的磁通量減少,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→→a,選項(xiàng)C正確。 3.B　當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí),穿過圓環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(從上向下看);當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí),穿過圓環(huán)的磁通量減小,根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(從上向下看),故A錯(cuò)誤;據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”原則,可判斷磁鐵在整個(gè)下落過程中,受圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上,故B正確;磁鐵在整個(gè)下落過程中,由于受到磁場力的作用,機(jī)械能不守恒,故C錯(cuò)誤;若磁鐵從高度h處開始做自由落體運(yùn)動(dòng),其落地時(shí)的速率v=2gh,但

10、磁鐵穿過圓環(huán)的過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)能量守恒定律可知,其落地速率一定小于2gh,故D錯(cuò)誤。 4.D　在磁單極子運(yùn)動(dòng)的過程中,當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈上方時(shí),原磁場的方向向下,磁通量增加,則感應(yīng)電流的磁場方向向上,由安培定則可知,產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流;當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈下方時(shí),原磁場的方向向上,磁通量減小,則感應(yīng)電流的磁場方向向上,由安培定則可知,產(chǎn)生逆時(shí)針(俯視)方向的感應(yīng)電流。故選項(xiàng)D正確。 5.A　當(dāng)開關(guān)S接通瞬間,小銅環(huán)中磁通量從無到有,磁通量增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加,則兩環(huán)將向兩側(cè)運(yùn)動(dòng),故A正確。 6.BD　線圈B放入磁場的過程中,穿

11、過B的磁通量從無到有,逐漸增加,故B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于B是超導(dǎo)線圈,不會(huì)出現(xiàn)功率損耗,故B中的感應(yīng)電流持續(xù)存在。如果明確了A的N極朝上,可由楞次定律結(jié)合安培定則得出感應(yīng)電流的方向與題圖中所示的方向相反。 7.D　閉合與斷開開關(guān)S的瞬間,穿過線圈B的磁通量都不發(fā)生變化,電流表G中均無感應(yīng)電流,故A、B錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S后,滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑的過程中,電流減小,則通過線圈B的磁通量減小,根據(jù)右手螺旋定則可確定穿過線圈B的磁場方向,再根據(jù)楞次定律可得,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤,D正確。 8.D　先著重分析線框跨在直導(dǎo)線上時(shí)感應(yīng)電流的方向。如圖所示為通電直導(dǎo)線的磁感線分布,用兩種

12、方法判定: (1)用磁通量變化來判定。在線框跨越導(dǎo)線過程中,線框左側(cè)磁感線穿出,而右側(cè)則穿入。當(dāng)跨在導(dǎo)線左邊的線框面積大于右邊面積時(shí),合磁通量是向外的且逐漸減小,為阻礙磁通量減小,感應(yīng)電流方向沿abcd;當(dāng)跨在導(dǎo)線右邊的線框面積大于左邊面積時(shí),合磁通量向內(nèi)且逐漸增大,為阻礙磁通量增大,感應(yīng)電流方向也為abcd。 (2)用切割磁感線來判定。在線框跨越導(dǎo)線的過程中,用右手定則可得,cd邊的感應(yīng)電流方向向上,ab邊的感應(yīng)電流方向向下。而ad、bc邊不切割磁感線,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因此cd、ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流疊加起來使線框的感應(yīng)電流的方向沿abcd。 另由楞次定律和安培定則可判定線框未跨導(dǎo)

13、線前的感應(yīng)電流方向?yàn)閐cba,離開導(dǎo)線后感應(yīng)電流的方向也為dcba。故本題選D。 9.C　磁鐵下落,導(dǎo)致穿過回路的磁通量增大,根據(jù)楞次定律的推論“增反減同”,那么從上往下看感應(yīng)電流應(yīng)該是沿逆時(shí)針方向的,故A錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則,可知P棒受到的安培力方向斜向右下方(如圖所示),故B錯(cuò)誤;在磁鐵下落過程中,由于棒P受到重力、導(dǎo)軌的支持力以及斜向右下方的安培力作用,所以豎直方向上P受到的支持力一定大于重力,則P棒對導(dǎo)軌的壓力大于P棒的重力,故C正確;當(dāng)條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí),穿過回路的磁通量增加,根據(jù)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化,可知,磁鐵將受到向上的磁場力作用,所以磁鐵所

14、受的合力小于重力,磁鐵的加速度一定小于g,故D錯(cuò)誤。 10.AD　磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小,故回路磁通量減小,根據(jù)楞次定律判斷,感應(yīng)電流的磁場方向向下,根據(jù)安培定則可判斷ab中的感應(yīng)電流方向由a到b,A正確C錯(cuò)誤;因?yàn)閍b中的感應(yīng)電流方向由a到b,磁場方向豎直向下,根據(jù)左手定則可判斷ab所受的安培力方向向右,B錯(cuò)誤D正確。 11.BD　銅盤半徑方向的“銅棒”切割磁感線,由右手定則可判定選項(xiàng)B、D正確。 12.AD　為了判斷cd內(nèi)電流方向,首先判斷ab內(nèi)的電流方向,因?yàn)閍b在外力F作用下向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng),根據(jù)右手定則判斷可知電流的方向是b→a,ab起著電源的作用,電流從a端流出,回路的電流方向是b→a→d→c→b,所以A是正確的;由左手定則可知,cd所受安培力向右,ab所受安培力向左,所以選項(xiàng)D是正確的。 8 / 8