2022年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第3節(jié) 楞次定律課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-2

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1、2022年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第3節(jié) 楞次定律課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-2 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．關(guān)于感應(yīng)電流，下列說(shuō)法正確的是(　C　) A．根據(jù)楞次定律知：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化 C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反 D．當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須用右手定則確定感應(yīng)電流的方向 解析：由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，A錯(cuò)誤；感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙電路中的原磁通量的變化，不是阻礙原磁場(chǎng)的變化，B錯(cuò)

2、誤；由楞次定律知，如果是因磁通量的減少而引起的感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同，阻礙磁通量的減??；如果是因磁通量的增加而引起的感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反，阻礙磁通量的增加，C正確；導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可直接用右手定則確定感應(yīng)電流的方向，也可以由楞次定律確定感應(yīng)電流的方向，D錯(cuò)誤。 2．下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是(　A　) 解析：題目中導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，先由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件判斷是否存在感應(yīng)電流，再應(yīng)用右手定則判斷感應(yīng)電流方向。由右手定則可判定A中ab中電流

3、由a向b，B中由b向a，C中由b向a，D中由b向a，故A正確。 3．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(kāi)關(guān)S閉合瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(　A　) A．同時(shí)向兩側(cè)推開(kāi) B．同時(shí)向螺線管靠攏 C．一個(gè)被推開(kāi)，一個(gè)被吸引，但因電源正、負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷 D．同時(shí)被推開(kāi)或同時(shí)向螺線管靠攏，因電源正、負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷 解析：當(dāng)電路接通瞬間，通電螺線管的磁場(chǎng)從無(wú)到有，使得穿過(guò)兩側(cè)銅環(huán)的磁通量都增加，由楞次定律和“動(dòng)態(tài)規(guī)律”知，兩銅環(huán)都受到通電螺線管磁場(chǎng)的排斥作用，使兩銅環(huán)分別向外側(cè)移動(dòng)。故選項(xiàng)A正確。 4．(2016·北京二十四中高二上學(xué)

4、期期末)如圖，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中的位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個(gè)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流(　A　) A．沿abcd流動(dòng) B．沿dcba流動(dòng) C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動(dòng) D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動(dòng) 解析：磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示，線圈從位置1到位置3的過(guò)程中，ab邊和cd邊均切割磁感線，但ab邊離磁極近，由右手定則可判感應(yīng)電流方向沿abcd方向，故選A。 5．(2017·寧夏中衛(wèi)一中高二上學(xué)期期末)如圖所示，A、B為大

5、小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度。兩個(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無(wú)初速釋放，穿過(guò)A管的小球比穿過(guò)B管的小球先落到地面。下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的是(　AD　) A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的 B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的 C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的 解析：由題意可知，小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度，故說(shuō)明小球在B管時(shí)受到阻力作用；其原因是金屬導(dǎo)體切割磁感線，從而使閉合的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于磁極間的相互作用而使小球 受向上的阻力；故

6、B管應(yīng)為金屬導(dǎo)體，如銅、鋁等，而A管應(yīng)為絕緣體，如塑料、膠木等，故AD正確，BC錯(cuò)誤；故選AD。 6．(2017·河南省洛陽(yáng)市高二上學(xué)期期末)如圖所示，通有恒定電流的螺線管豎直放置，電流方向如圖，銅環(huán)R沿螺線管軸線下落，下落過(guò)程中環(huán)面始終保持水平，銅環(huán)先后經(jīng)過(guò)軸線1、2、3三個(gè)位置，位置2處于螺線管的中心，位置1、3與位置2等距，則(　AB　) A．從上向下看，環(huán)經(jīng)過(guò)位置1時(shí)，感應(yīng)電流是順時(shí)針的 B．從上向下看，環(huán)經(jīng)過(guò)位置3時(shí)，感應(yīng)電流是逆時(shí)針的 C．環(huán)在位置2時(shí)的加速度小于重力加速度 D．環(huán)在位置3的磁通量比在位置2時(shí)大 解析：銅環(huán)在位置1、3的磁場(chǎng)的方向相同，且磁通量在1的

7、位置在增加，而在3的位置在減小，根據(jù)右手螺旋定則與楞次定律，可知，從上向下看，環(huán)經(jīng)過(guò)位置1時(shí)，感應(yīng)電流是順時(shí)針；環(huán)經(jīng)過(guò)位置3時(shí)，感應(yīng)電流是逆時(shí)針，故AB正確；感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因；當(dāng)銅環(huán)經(jīng)過(guò)1位置時(shí)，正在靠近螺線管，銅環(huán)受到的磁場(chǎng)力阻礙銅環(huán)靠近螺線管(來(lái)拒)，則加速度a1

8、，邊緣部分是不銹鋼材質(zhì)。已知該處地磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的水平分量為5×10－5T，則穿過(guò)該窗框平面的磁通量為_(kāi)_4.5×10－5__Wb；當(dāng)把鋼窗左側(cè)向內(nèi)拉開(kāi)(如圖所示)時(shí)，窗框中的感應(yīng)電流方向是__逆時(shí)針__。(從拉窗人的角度來(lái)看是“順時(shí)針”還是“逆時(shí)針”) 解析：Φ＝BS＝5×10－5×1.2×0.75Wb＝4.5×10－5Wb 由楞次定律可判當(dāng)把鋼窗向內(nèi)拉開(kāi)時(shí)，鋼窗框中感應(yīng)電流的方向沿逆時(shí)針。 8．(2016·山東濰坊市高二上學(xué)期期中)為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計(jì)G與線圈L連接，如圖所示。已知線圈由a端開(kāi)始繞至b端，當(dāng)電流從電流計(jì)G左端流入時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)。 (1)將條形磁鐵的N

9、極向下從線圈的上方豎直插入L時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)_順時(shí)針__(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)。 (2)當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)_逆時(shí)針__(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)。 解析：(1)條形磁鐵的N極向下從線圈的上方豎直插入L時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)向下且增強(qiáng)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，且電流從電流計(jì)左端流入，根據(jù)安培定則可知線圈為順時(shí)針繞向(俯視)。(2)條形磁鐵從題圖中虛線位置向右遠(yuǎn)離L時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)向上且減弱，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，感應(yīng)電流從電流計(jì)右端流入，根據(jù)安培定則可知線圈為逆時(shí)針繞向(俯視)。 9．如圖所示，通過(guò)水平絕緣傳

10、送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)。為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶，根據(jù)穿過(guò)磁場(chǎng)后線圈間的距離，就能夠檢測(cè)出不合格線圈。從圖中可以看出，第幾個(gè)線圈是不合格線圈？ 答案：第3個(gè) 解析：若線圈閉合進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可判斷線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)，若線圈不閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故線圈相對(duì)傳送帶不發(fā)生滑動(dòng)，所以從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈。 能力提升 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．(2017·湖北省宜昌市示范高中協(xié)作

11、體高二上學(xué)期期末)如圖所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd。當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是(　C　) A．一起向左運(yùn)動(dòng) B．一起向右運(yùn)動(dòng) C．a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D．a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離 解析：根據(jù)右手螺旋定則知，直流電流下方的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，電流增強(qiáng)時(shí)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律得，回路中的感應(yīng)電流為abdc，根據(jù)左手定則知，ab所受安培力方向向右，cd所受安培力向左，即ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 2．(2016·吉林

12、松原市扶余一中高二上學(xué)期期末)如圖所示，ab是一個(gè)可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P自右向左滑動(dòng)的過(guò)程中，線圈ab將(　C　) A．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但電源的極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．靜止不動(dòng) 解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自右向左滑動(dòng)時(shí)，引起線圈電流減小，通電螺線管穿過(guò)線框的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，引起閉合矩形線框的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。線框所在位置的磁場(chǎng)方向大致是水平的，要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的減小，所以線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故選C。 3．(2016·北京師大附中高二下學(xué)期期中)如圖所示

13、，MN是一根固定的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣，當(dāng)導(dǎo)線上的電流突然增大時(shí)，線框整個(gè)受力為(　A　) A．受力向右　　　　　 B．受力向左 C．受力向上 D．受力為零 解析：金屬線框放在導(dǎo)線MN上，導(dǎo)線中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，根據(jù)安培定則判斷可知，線框左右兩側(cè)磁場(chǎng)方向相反，線框左側(cè)的磁通量大于線框右側(cè)的磁通量，磁通量存在抵消的情況，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量增大，線框產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的變化，則線框?qū)⑾虼磐繙p小方向運(yùn)動(dòng)，即向右移動(dòng)，故A正確，BCD錯(cuò)誤，故選A。 4

14、．(2018·浙江寧波諾丁漢大學(xué)附中高二下學(xué)期期中)如圖所示，AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬棒，與導(dǎo)軌接觸良好，它從圖示位置由靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b端始終在OC上，a端始終在OA上，直到完全落在OC上，空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，則ab棒在上述過(guò)程中(　C　) A．感應(yīng)電流方向是b→a B．感應(yīng)電流方向是a→b C．感應(yīng)電流方向先是b→a，后是a→b D．感應(yīng)電流方向先是a→b，后是b→a 解析：在金屬棒向下滑動(dòng)的過(guò)程中，金屬棒與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形aOb內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定

15、律可判斷C選項(xiàng)正確。 5．(2018·黑龍江省牡丹江一中高二上學(xué)期期末)如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是(　BD　) A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B．穿過(guò)線圈a的磁通量變大 C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì) D．線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大 解析：當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過(guò)線圈b的電流增大，從而判斷出穿過(guò)線圈a的磁通量變大，所以B正確；根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時(shí)針

16、，A錯(cuò)誤。線圈a應(yīng)有收縮的趨勢(shì)，C錯(cuò)誤；將線圈a和b看做兩個(gè)條形磁鐵，不難判斷此時(shí)兩磁鐵的N極相對(duì)，互相排斥，故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大，所以D正確，故選BD。 6．(2017·江西省南昌二中高二上學(xué)期期末)如圖，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a 后無(wú)初速釋放，在圓環(huán)從a 擺向b的過(guò)程中(　AD　) A．感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針 B．感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針再順時(shí)針 C．圓環(huán)受到的安培力始終與速度方向相反 D．圓環(huán)受到的安培力始終沿水平方向 解析：先看感應(yīng)電流方向，銅制圓環(huán)內(nèi)磁通量

17、先向里并增大，感應(yīng)電流為逆時(shí)針；銅制圓環(huán)右邊越過(guò)最低點(diǎn)過(guò)程中，銅制圓環(huán)內(nèi)磁通量向里的減小，所以感應(yīng)電流為順時(shí)針；整個(gè)環(huán)越過(guò)最低點(diǎn)以后，銅制圓環(huán)內(nèi)磁通量向外并減小，所以感應(yīng)電流為逆時(shí)針，故A正確，B錯(cuò)誤；再看安培力方向，根據(jù)左手定則，因等效導(dǎo)線是沿豎直方向的，且兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同，故合力方向始終沿水平方向，故和速度方向會(huì)有一定夾角，故C錯(cuò)誤、D正確。所以AD正確，BC錯(cuò)誤。 二、非選擇題 7．(河南省鶴壁市淇濱高中高二下學(xué)期月考) 在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，首先按圖甲接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系，然后按圖乙將電流表與線圈B連成一個(gè)閉合電路，將線圈A、電源

18、、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路，在圖甲中，當(dāng)閉合S時(shí)，觀察到電流表指針向左偏(不通電時(shí)指針停在正中央)。在圖乙中：(以下均填“向左”或“向右”或“不”) (1)S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過(guò)程中，電流表的指針向__右__偏轉(zhuǎn)。 (2)線圈A放在B中不動(dòng)，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表指針向__右__偏轉(zhuǎn)。 (3)線圈A放在B中不動(dòng)，突然切斷開(kāi)關(guān)S時(shí)，電流表指針向__左__偏轉(zhuǎn)。 解析：在圖甲中，閉合開(kāi)關(guān)，電流從正接線柱流入電流表，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，即電流從哪個(gè)接線柱流入，指針就向哪側(cè)偏轉(zhuǎn)；在圖乙中，(1)將S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過(guò)程中，穿過(guò)B的磁場(chǎng)向上

19、，磁通量變大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流表負(fù)接線柱流入，則電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn)；(2)螺線管A放在B中不動(dòng)，穿過(guò)B的磁場(chǎng)向上，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向右滑動(dòng)時(shí)，穿過(guò)B的磁通量變大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流表負(fù)接線柱流入，則電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn)；(3)螺線管A放在B中不動(dòng)，穿過(guò)B的磁場(chǎng)向上，突然切斷開(kāi)關(guān)S時(shí)，穿過(guò)B的磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流表正接線柱流入，則電流表的指針將向左偏轉(zhuǎn)。 8．如圖所示，試探究在以下四種情況中小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向。 (1)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)。 (2)開(kāi)關(guān)S閉合后。 (3)開(kāi)關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流增強(qiáng)。 (4)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)。 答案：(1)垂直紙面向外　(2)不偏轉(zhuǎn)　(3)垂直紙面向外　(4)垂直紙面向里 解析：開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，左邊線圈的電流及磁場(chǎng)情況和穿過(guò)右邊線圈磁通量方向如圖所示。 (1)S閉合時(shí)，穿過(guò)右邊線圈的磁通量Φ增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流b→a，再由安培定則可知，N極指向垂直紙面向外的方向。 (2)S閉合后，穿過(guò)右邊線圈的磁通量Φ不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)。 (3)此種情況同(1)現(xiàn)象相同，即N極指向垂直紙面向外的方向。 (4)此種情況與(1)現(xiàn)象相反，即N極指向垂直紙面向里的方向。