高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向檢測(cè) 魯科版選修3-2

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感應(yīng)電流的方向 1．關(guān)于楞次定律，下列說法中正確的是(　　) A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與外磁場(chǎng)的方向相反 B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與外磁場(chǎng)的方向相同 C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向取決于磁通量是增大還是減小 D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原來磁通量的變化 解析：　不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和原來磁場(chǎng)方向是相同還是相反，還要看原磁場(chǎng)是如何變化的，如果原磁場(chǎng)增加，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，阻礙原磁場(chǎng)的增加；如果原來磁場(chǎng)減小，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和原磁場(chǎng)方向相同，阻礙原來的磁場(chǎng)減弱，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化． 答案：　CD 2．如圖所示，兩條柔軟的導(dǎo)線與兩根金屬棒相連，組成閉合電路，且上端金屬棒固定，下端金屬棒自由懸垂．如果穿過回路的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，下面金屬棒可能的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．向左擺動(dòng) B．向右擺動(dòng) C．向上運(yùn)動(dòng) D．不運(yùn)動(dòng) 解析：　由于磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過閉合線圈的磁通量增加，根據(jù)楞決定律，可知下邊導(dǎo)體棒產(chǎn)生垂直紙面向里的感應(yīng)電流，由左手定則可知，下邊導(dǎo)體棒所受安培力向上，故導(dǎo)體棒可能向上運(yùn)動(dòng)，即C對(duì)． 答案：　C 3．如圖所示，AB是固定的通電直導(dǎo)線，閉合導(dǎo)線框P與AB在同一平面內(nèi)，當(dāng)P遠(yuǎn)離AB勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流(　　) A．為零 B．大小不變，方向順時(shí)針 C．逐漸增大，方向逆時(shí)針 D．逐漸減小，方向順時(shí)針 解析：　根據(jù)電流周圍的磁場(chǎng)分布情況，離電流越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，線框遠(yuǎn)離電流勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)越來越小，電流會(huì)越來越??；穿過線框的原磁場(chǎng)方向向里且減少，由楞次定律得感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針．選項(xiàng)D正確． 答案：　D 4．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律，當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是(　　) A．a(chǎn)→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b 解析：　條形磁鐵向下靠近線圈時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)向下，磁通量增加，由楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，由安培定則，感應(yīng)電流的方向是b→G→a.條形磁鐵向下遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)向下，磁通量減少，由楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向下，由安培定則，感應(yīng)電流的方向是a→G→b，所以D正確． 答案：　D 5．如圖所示，線圈abcd所在平面與磁感線平行，在線圈以ab邊為軸順時(shí)針(由下往上看)轉(zhuǎn)過180的過程中，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)?　　) A．沿abcda　　　　　　 B．沿dcbad C．先沿abcda，后沿dcbad D．先沿dcbad，后沿abcda 解析：　根據(jù)右手定則可知由平行位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)到180/2時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，電流方向?yàn)閐cbad；由180/2轉(zhuǎn)到平行位置穿過線圈的磁通量減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，電流方向?yàn)閍bcda，故D正確． 答案：　D 6．如圖所示，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的O軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線圈(ab線圈平面垂直于紙面)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí)，線圈ab將(從紙外向內(nèi)看)(　　) A．保持靜止不動(dòng) B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 解析：　首先根據(jù)安培定則確定電路中通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，再結(jié)合楞次定律中“總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)”“總是阻礙原有磁場(chǎng)的變化”對(duì)問題進(jìn)行判斷．左、右兩個(gè)通電螺線管在中間的相對(duì)端，為異名磁極，且與電源的極性無(wú)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)的過程中，由全電路歐姆定律可知，電流減小，磁場(chǎng)減弱，通過ab閉合線圈的磁通量減小，為阻礙其減小，線圈只能是增大其正對(duì)磁場(chǎng)方向的有效面積．故正確答案為C． 答案：　C 7．如圖所示，AB金屬棒原來處于靜止?fàn)顟B(tài)(懸掛)，由于CD棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致AB棒向右擺動(dòng)，CD棒運(yùn)動(dòng)方向(　　) A．向右平動(dòng) B．向左平動(dòng) C．向里平動(dòng) D．向外平動(dòng) 解析：　AB棒向右擺動(dòng)的原因是：CD棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，給AB棒供電，AB棒擺動(dòng)是通電導(dǎo)體受力問題，AB棒向右擺動(dòng)，說明它受磁場(chǎng)力方向向右，根據(jù)左手定則判斷出AB中的電流方向B→A，這說明CD棒的電流方向D→C，再根據(jù)右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線的方向．注意：題目中給出的四個(gè)選項(xiàng)中，A、B肯定不對(duì)！因?yàn)镃D棒左、右平動(dòng)．不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電流． 答案：　D 8．在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)線圈靜止，線圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α.在磁場(chǎng)開始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)，線圈平面(　　) A．維持不動(dòng) B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng) C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng) D．將轉(zhuǎn)動(dòng)，因不知磁場(chǎng)方向，不能確定α?xí)龃筮€是會(huì)減小 解析：　由楞次定律可知，磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙線圈磁通量的增加，使線圈平面向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)． 答案：　B 9．閉合線圈abcd運(yùn)動(dòng)到如圖所示的位置時(shí)，bc邊所受到的磁場(chǎng)力的方向向下，那么線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．向左平動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng) B．向右平動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng) C．向上平動(dòng) D．向下平動(dòng) 解析：　當(dāng)bc受力向下時(shí)，說明感應(yīng)電流方向由b指向c，當(dāng)向左進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，磁通量增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)該與原磁場(chǎng)方向相反，垂直紙面向里，用右手螺旋定則可以判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向． 答案：　A 10．如圖所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說法中正確的是(　　) A．向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反 B．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的 C．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的 D．環(huán)在離開磁場(chǎng)之后，仍然有感應(yīng)電流 解析：　不管將金屬圓環(huán)從哪邊拉出磁場(chǎng)，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁通量的減少．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向的．B正確，A、C錯(cuò)誤．另外在圓環(huán)離開磁場(chǎng)后，無(wú)磁通量穿過圓環(huán)，該種情況無(wú)感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤． 答案：　B 11．一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)．M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．下列情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是(　　) A．在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間 B．在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間 C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí) D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí) 解析：　由楞次定律及左手定則可知：只要線圈中電流增強(qiáng)，即穿過N的磁通量增加，則N受排斥而向右，只要線圈中電流減弱，即穿過N的磁通量減少，則N受吸引而向左．故C選項(xiàng)正確． 答案：　C 12．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)＝0.05 m，左端連一電阻R＝0.02 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.40 T．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab以速度v＝4.0 m/s水平向右滑動(dòng)時(shí)，求： (1)ab棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； (2)回路中感應(yīng)電流的大小和方向； (3)維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大?。? 解析：　(1)根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E＝Blv可得： E＝0.400.504.0 V＝0.80 V. (2)感應(yīng)電流的大小根據(jù)歐姆定律： I＝＝ A＝4.0 A，方向?yàn)閎aR. (3)根據(jù)安培力公式： F＝BIl＝4.00.50.4 N＝0.8 N， 因此外力的大小也為0.8 N. 答案：　(1)E＝0.8 V (2)I＝4.0 A，方向?yàn)閎aR (3)F＝0.8 N