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1、第 3 节 楞次定律 对应学生用书 P3 一、选择题 1(多选)关于决定感应电流方向的因素，以下说法中正确的是( ) A回路所包围的引起感应电流的磁场的方向 B回路外磁场的方向 C回路所包围的面积的磁通量的大小 D回路所包围的面积的磁通量的变化情况 答案 AD 解析 根据楞次定律可知感应电流的方向由回路所包围的引起感应电流的磁 场的方向，以及回路所包围的面积的磁通量的变化情况共同决定，故 A、D 正确； 回路以外的磁场方向，对回路中的感应电流方向没有影响，B 错误 ； 感应电流的方 向与回路所包围的面积的磁通量的大小没有关系，C 错误。 2(多选)如图所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的
2、线圈固定不动， 将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电 流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的 感应电流的方向，其中正确的是( ) 答案 CD 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：对 C 选项，当磁铁向下运动时： (1)闭合线圈原磁场的方向向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量增加；(3)感应电流产生 的磁场方向向下；(4)利用安培定则判断得感应电流的方向与图中箭头方向相同。 故 C 正确。同样的方法，根据楞次定律及安培定则可知 A、B 错误，D 正确。故 选 C、D。 3 闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时， bc边所受到的磁
3、场力的方向向下， 那么线圈的运动情况是( ) A向左平动进入磁场 B向右平动进入磁场 C向上平动 D向下平动 答案 A 解析 bc 边受到的磁场力的方向向下，由左手定则可知电流方向为：bc， 由右手定则判断可知，线框应向左运动，线框向左平动进入磁场，故 A 正确。 4. (多选)两圆环 A、 B 置于同一水平面上， 其中 A 为均匀带电绝缘环， B 为导体环。 当 A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向 的感应电流，则( ) AA 可能带正电且转速减小 BA 可能带正电且转速增大 CA 可能带负电且转速减小 DA 可能带负电且转速增大 答案 BC 解析 选取
4、A 环为研究对象，若 A 环带正电，且转速增大，则使穿过环面的 磁通量向里增加，由楞次定律知，B 环中感应电流的磁场方向向外，B 环中感应电 流的方向应为逆时针方向，故 A 错误、B 正确；若 A 环带负电，且转速减小，则 使穿过环面的磁通量向外减小， 由楞次定律知， B 环中感应电流的磁场方向向外， B 环中感应电流的方向应为逆时针方向，故 C 正确、D 错误。 5(多选)如图所示，通电螺线管 N 置于闭合金属环 M 的轴线上，当 N 中的电 流突然减小时，则( ) A环 M 有缩小的趋势 B环 M 有扩张的趋势 C螺线管 N 有缩短的趋势 D螺线管 N 有伸长的趋势 答案 AD 解析 当通
5、过通电螺线管N的电流突然减小时， 电流的磁场减弱， 对金属环M， 穿过金属环 M 的磁通量也随之减少，由于金属环包围通电螺线管的内外磁场，减 小面积能阻碍磁通量的减少，故金属环有缩小的趋势，A 正确，B 错误 ； 对螺线管， 螺线管每匝间的相互吸引力也减小， 所以螺线管 N 有伸长的趋势， C 错误， D 正确。 6如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框， 它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度 H 处同时释放(各 线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( ) A三者同时落地 B甲、乙同时落地，丙后落地 C甲、丙同时落地，乙后落地 D乙、丙同时落
6、地，甲后落地 答案 D 解析 将甲、乙、丙拿至相同高度 H 处同时释放，穿过甲线框的磁通量发生 变化，产生感应电流，铜线框在下落过程中受到向上的安培力作用，线框受到的 合外力小于重力，线框向下运动的加速度小于重力加速度；乙铜线框不闭合，线 框下落时产生感应电动势，但没有感应电流，线框不受安培力作用，线框做自由 落体运动，加速度等于重力加速度；丙是塑料线框，线框中不产生感应电流，线 框做自由落体运动，加速度等于重力加速度。因为甲、乙、丙的位移相等，初速 度都为零，甲的加速度小于乙、丙的加速度，乙、丙加速度相等，因此乙、丙同 时落地，甲后落地；故 D 正确。 7. (多选)如图所示，圆环形导体线圈
7、 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，下列说法中正确的是( ) 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 答案 AD 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，磁感应强 度增大， 根据安培定则， 穿过线圈 a 的磁通量向下变大， 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，线圈 a 有缩小的趋势，线圈 a 有远 离螺线
8、管的趋势，对水平桌面的压力 FN将增大，B、C 错误，A、D 正确。 8. (多选)如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁置于薄板 的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)。当磁铁匀速向右通过线圈正下方时， 线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生的感应电流的方 向(从上向下看)是( ) A摩擦力方向一直向左 B摩擦力方向先向左、后向右 C感应电流的方向为先顺时针再逆时针，接着再是顺时针 D感应电流的方向为先顺时针再逆时针 答案 AC 解析 根据楞次定律可知，磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培 力作用，所以摩擦力方向始终向左，故 A 正确，B 错误；从磁
9、铁向右开始匀速运 动到使线圈处在磁铁正中间位置时的过程中，穿过线圈的磁通量向上，且先增加 后减少；从线圈处在磁铁正中间位置到磁铁匀速向右完全通过线圈正下方时，穿 过线圈的磁通量向下，且先增加后减少，所以感应电流的方向为先顺时针再逆时 针接着再是顺时针，故 C 正确，D 错误。 9. (多选)用一根轻质细杆将圆形导体环悬挂在 O 点， 导体环可以在竖直平面内来 回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计。在如图所示的正方形区域内，有匀强磁场 垂直于圆环的摆动面指向纸内。下列说法中正确的是( ) A导体环在摆动过程中机械能守恒 B导体环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反 C导体环通过最低点时，环中
10、感应电流最大 D最终导体环在匀强磁场中摆动时，机械能守恒 答案 BD 解析 导体环在进、出磁场阶段穿过环的磁通量发生变化，有感应电流产生， 且进、出磁场产生的感应电流方向相反，机械能转化为电能。环全部进入磁场后， 穿过环的磁通量不变，无感应电流。因此，导体环摆动过程中机械能不守恒。最 终导体环在磁场区域内摆动时，机械能守恒。故 B、D 正确，A、C 错误。 10(多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标 出。 左线圈连着平行导轨 M 和 N， 导轨电阻不计， 在导轨垂直方向上放着金属棒 ab， 金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是( ) A当金属棒
11、ab 向右匀速运动时，a 点电势高于 b 点电势，c 点电势高于 d 点 电势 B当金属棒 ab 向右匀速运动时，b 点电势高于 a 点电势，c 点与 d 点等电势 C当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点电势，c 点电势高于 d 点 电势 D当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点电势，d 点电势高于 c 点 电势 答案 BD 解析 当金属棒 ab 向右匀速运动时， 由于 ab 切割磁感线， 根据右手定则可知， 金属棒 ab 所在回路中产生由 a 指向 b 的感应电流，因为 ab 等效于电源，所以 b 点电势高于 a 点电势，又因为金属棒 ab 向右匀速运动，所
12、以左侧线圈感应电流大 小不变，感应电流产生的磁场大小不变，根据安培定则可知，通过右侧线圈的磁 通量不变，右侧线圈不能产生感应电流，c 点与 d 点等电势，故 A 错误，B 正确； 同理根据右手定则可知，当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点电势， 因为金属棒加速运动，所以左侧线圈中感应电流逐渐增大，感应电流产生的磁场 逐渐增大，根据安培定则可知，通过右侧线圈的磁通量逐渐变大，根据楞次定律 可知，右侧线圈所在回路的外部电路中电流方向为逆时针方向，d 点电势高于 c 点 电势，故 C 错误，D 正确。 11(多选)如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度 v0射入 M 和 N 两板间
13、 的匀强磁场中，ab 直导线与 M、N 相连接，直导线 cd 与线圈 A 在同一回路中，线 圈 A 内有如图乙所示变化的磁场，且在同一回路中规定向左为磁感应强度 B 的正 方向，则下列叙述正确的是( ) A01 s 内 ab、cd 导线互相排斥 B12 s 内 ab、cd 导线互相吸引 C23 s 内 ab、cd 导线互相吸引 D34 s 内 ab、cd 导线互相排斥 答案 BD 解析 根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板 M 偏转，负离 子向下极板 N 偏转，所以 ab 中电流方向是由 a 流向 b。在 02 s 内，线圈 A 内磁 感应强度方向向左，磁感应强度增大，则磁通量向左
14、增大，由楞次定律可知感应 电流的方向是由 c 流向 d， 根据 ab、 cd 中电流的方向关系， 可知两导线相互吸引， A 错误，B 正确；在 24 s 内，线圈 A 内磁感应强度方向向左，磁感应强度减小， 磁通量向左减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由 d 流向 c，根据 ab、cd 中 电流的方向关系，可知两导线相互排斥，C 错误，D 正确。 二、非选择题 12如图所示是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景， 则 A 图中感应电流的方向为_， B 图中感应电流的方向为_， C 图中感应电流的方向为_。 答案 ba acba ba 解析 题中各图中情景都属于闭合电路的一部分
15、导体做切割磁感线运动的情 况，应用右手定则判断可得 A 中电流由 ba，B 中电流沿 acba 方向，C 中 电流由 ba。 13如图所示，在图(1)中，G 为零刻度在中央的灵敏电流计连接在直流电路 中时指针的偏转情况。现保持灵敏电流计位置固定，使它与一线圈串联进行电磁 感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是_；图(3)中电流计的指针将 向_偏转；图(4)中的条形磁铁上端为_极。 答案 向下 右 N 解析 由图(1)可知，当电流从左侧流入灵敏电流计时，电流计的指针向左偏， 则当电流从右侧流入灵敏电流计，电流计指针向右偏；图(2)中灵敏电流计指针向 左偏，则感应电流从左侧流入灵敏电流计，线
16、圈中感应电流的磁场方向向下，而 磁铁在线圈处产生的磁场方向向上，由楞次定律知磁铁将向下运动；图(3)中，磁 铁在线圈处产生的磁场方向向下，磁铁向下运动，通过线圈的磁通量向下增大， 则由楞次定律可知线圈中感应电流的磁场向上，由安培定则知感应电流的方向， 感应电流从右侧流入灵敏电流计，故电流计的指针将向右偏；图(4)中电流计指针 向右偏，则感应电流从右侧流入灵敏电流计，线圈中感应电流的磁场向上，磁铁 正向上运动， 则磁铁在线圈处产生的磁场方向向上， 故磁铁下端为 S 极， 上端为 N 极。 14如图所示，金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在虚线 ef 右侧 存在有界匀强磁场 B，磁场
17、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且在达到平衡状态之前， 圆环 L 有_(选填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流_(选 填“变大”“变小”或“不变”)。 答案 收缩 变小 解析 由于金属棒 ab 在恒力 F 的作用下向右运动，则 abcd 回路中产生逆时 针方向的感应电流，则在圆环 L 处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右 加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻 碍圆环的磁通量的增大；又由于金属棒受到向左的安培力，向右运动的加速度减 小，单位时间内圆环内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断 减小。当金属棒受到的向左的安培力与水平恒力 F 平衡时，金属棒速度达到最大， 并以该速度向右匀速运动，abcd 回路中的感应电流大小不变，通过圆环的磁通量 保持不变，圆环内不再有感应电流产生，圆环也不再有收缩的趋势。