2019-2020年高中物理第四章電磁感應(yīng)3楞次定律課時(shí)訓(xùn)練新人教版題組一楞次定律1.根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定()A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化D.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同解析:根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D均是對(duì)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化的片面理解。答案:C2.(多選題)如圖所示,當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí),通過(guò)電阻的電流由A經(jīng)R流向B。則磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A.向下運(yùn)動(dòng)B.向上運(yùn)動(dòng)C.向左平移D.向右平移解析:(1)感應(yīng)電流方向?yàn)锳RB,應(yīng)用右手定則得知感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下。(2)由楞次定律判知,螺線管內(nèi)的磁通量變化情況應(yīng)是向下減少或向上增加。(3)由條形磁鐵的磁感線分布可知,螺線管內(nèi)原磁場(chǎng)方向是向下的,故應(yīng)是磁通量向下減少。磁鐵的向上運(yùn)動(dòng)、向左或向右平移均會(huì)導(dǎo)致通過(guò)螺線管內(nèi)向下的磁通量減少,故選項(xiàng)B、C、D正確。答案:BCD3.如圖所示,一水平放置的圓形通電線圈1固定,另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落,在下落過(guò)程中兩線圈平面始終保持平行共軸,則線圈2從正上方下落至1的正下方過(guò)程中,從上往下看,線圈2中的感應(yīng)電流為()A.無(wú)感應(yīng)電流B.有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.先是順時(shí)針?lè)较?后是逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D.先是逆時(shí)針?lè)较?后是順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流解析:線圈1中環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向由安培定則可判定為向上,線圈2從正上方下落到與線圈1共面的過(guò)程中穿過(guò)線圈2的磁通量增加,感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加,故感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)方向與線圈1的磁場(chǎng)方向相反,再根據(jù)安培定則可知線圈2中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針。在線圈2從與1共面到落到正下方的過(guò)程中,穿過(guò)線圈2的磁通量減少,感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的減少,故感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)與線圈1的磁場(chǎng)方向相同,再根據(jù)安培定則判斷可知,線圈2中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故選項(xiàng)C正確。答案:C題組二右手定則4.(多選題)閉合電路的一部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),如圖所示,能正確表示感應(yīng)電流I的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度的方向關(guān)系的是()解析:根據(jù)右手定則進(jìn)行判斷可知B、C正確。答案:BC5.如圖所示,導(dǎo)線框abcd和通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn),當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間,則()A.線框中有感應(yīng)電流,方向?yàn)轫槙r(shí)針B.線框中有感應(yīng)電流,方向?yàn)槟鏁r(shí)針C.線框中有感應(yīng)電流,但方向難以判斷D.由于穿過(guò)線框的磁通量為零,所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電流解析:首先由安培定則判斷通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)方向(如圖所示),因ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng),由右手定則判斷感應(yīng)電流由ab。同理可判斷cd導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向由cd,ad、bc兩邊不做切割磁感線運(yùn)動(dòng),所以整個(gè)線框中的感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針,選項(xiàng)B正確。答案:B6.(多選題)如圖所示,導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動(dòng),且兩水平軌道在中央交叉處互不相通。當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)()A.AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BB.AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到AC.CD向左移動(dòng)D.CD向右移動(dòng)解析:由右手定則可判斷導(dǎo)體AB中感應(yīng)電流方向?yàn)锳B,由左手定則可判斷導(dǎo)體CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、D正確。答案:AD題組三感應(yīng)電流的安培力7.(多選題)如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面,由于磁場(chǎng)發(fā)生變化,回路變?yōu)閳A形。則該磁場(chǎng)可能()A.逐漸增強(qiáng),方向向外B.逐漸增強(qiáng),方向向里C.逐漸減弱,方向向外D.逐漸減弱,方向向里解析:由于磁場(chǎng)變化,線圈變?yōu)閳A形,面積變大,根據(jù)楞次定律可知,磁場(chǎng)逐漸減弱,方向可以是向里也可以是向外,C、D兩項(xiàng)正確。答案:CD8.(多選題)如圖,在水平光滑桌面上,兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上,且每個(gè)小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)。在金屬框通入逆時(shí)針?lè)较螂娏鞯乃查g()A.兩小線圈會(huì)有相互靠攏的趨勢(shì)B.兩小線圈會(huì)有相互遠(yuǎn)離的趨勢(shì)C.兩小線圈中感應(yīng)電流都沿順時(shí)針?lè)较駾.左邊小線圈中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?右邊小線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较蚪馕?金屬框通入電流的瞬間,兩個(gè)小線圈向外的磁通量均增大,根據(jù)楞次定律,為了阻礙磁通量的增大,左邊小線圈向左運(yùn)動(dòng),右邊小線圈向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由環(huán)形電流的磁場(chǎng)分布規(guī)律知兩小線圈感應(yīng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,由安培定則可知感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?C正確,D錯(cuò)誤。答案:BC9.老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們觀察:一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán),橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán),后又取出插向另一個(gè)小環(huán),同學(xué)們看到的現(xiàn)象是()A.磁鐵插向左環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B.磁鐵插向右環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C.無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán),橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D.無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán),橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)解析:左環(huán)沒(méi)有閉合,在磁鐵插入過(guò)程中,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,不受安培力,故橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。右環(huán)閉合,在磁鐵插入過(guò)程中,產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力障礙與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),橫桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。答案:B10.如圖所示,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是()A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右解析:當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí),線圈中向下的磁通量先增加后減小,由楞次定律可知,線圈中先產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,后產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流。線圈的感應(yīng)電流磁場(chǎng)阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng),故靠近時(shí)磁鐵與線圈相互排斥,線圈受排斥力向右下方,FN大于mg,線圈有水平向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì);離開(kāi)時(shí)磁鐵與線圈相互吸引,線圈受到吸引力向右上方,FN小于mg,線圈有水平向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故選項(xiàng)D正確。答案:D(建議用時(shí):30分鐘)1.在赤道上空,一根沿東西方向的水平導(dǎo)線自由落下,則導(dǎo)線兩端的電勢(shì)()A.東端高 B.西端高C.一樣高D.無(wú)法判斷解析:切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源,在電源內(nèi)部電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì),在赤道上空,地磁場(chǎng)由南向北,導(dǎo)線自由下落切割磁感線,根據(jù)右手定則可知導(dǎo)線東端電勢(shì)高,故選項(xiàng)A正確。答案:A2.閉合線框abcd自某高度自由下落時(shí)穿過(guò)一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),當(dāng)它經(jīng)過(guò)如圖所示的三個(gè)位置時(shí),感應(yīng)電流的方向是()A.經(jīng)過(guò)時(shí),adcbaB.經(jīng)過(guò)時(shí),abcdaC.經(jīng)過(guò)時(shí),無(wú)感應(yīng)電流D.經(jīng)過(guò)時(shí),abcda解析:經(jīng)過(guò)時(shí),由右手定則可判斷出,通過(guò)線框的感應(yīng)電流的方向是a bcda,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)時(shí),穿過(guò)閉合線框的磁通量不變,閉合線框中無(wú)感應(yīng)電流,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;經(jīng)過(guò)時(shí),由右手定則可判斷出,通過(guò)線框的感應(yīng)電流的方向是adcba,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C3.如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()解析:由右手定則可判定A中ab中電流由a向b,B、C、D中由b向a,故選項(xiàng)A正確。答案:A4.如圖所示,同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)電阻R和r,導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好;勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由b到aB.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由b到aC.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由a到bD.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由a到b解析:根據(jù)右手定則,可判斷PQ作為電源,Q端電勢(shì)高,在PQcd回路中,電流為逆時(shí)針?lè)较?即流過(guò)R的電流為由c到d,在電阻r的回路中,電流為順時(shí)針?lè)较?即流過(guò)r的電流為由b到a。當(dāng)然也可以用楞次定律,通過(guò)回路的磁通量的變化,判斷電流方向。故選項(xiàng)B正確。答案:B5.如圖所示,矩形線框與長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),當(dāng)矩形線框從長(zhǎng)直導(dǎo)線的左側(cè)運(yùn)動(dòng)到右側(cè)的過(guò)程中線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A.先順時(shí)針,后逆時(shí)針B.先逆時(shí)針,后順時(shí)針C.先順時(shí)針,后逆時(shí)針,再順時(shí)針D.先逆時(shí)針,后順時(shí)針,再逆時(shí)針解析:直線電流的磁場(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),根據(jù)右手螺旋定則,在線框所在平面上,直線電流的右側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向里,左側(cè)垂直紙面向外,線框從左向右運(yùn)動(dòng)至長(zhǎng)直導(dǎo)線中間時(shí),磁通量是從垂直紙面向外的磁場(chǎng)從增強(qiáng)到減弱,當(dāng)線框位于長(zhǎng)直導(dǎo)線中間時(shí),磁通量為零。繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量從垂直紙面向里的磁場(chǎng)從增強(qiáng)又到減弱,根據(jù)楞次定律和右手螺旋定則,感應(yīng)電流的方向?yàn)橄软槙r(shí)針,后逆時(shí)針,再順時(shí)針,選項(xiàng)C正確。答案:C6.電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示?，F(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落,在N極接近線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A.從a到b,上極板帶正電B.從a到b,下極板帶正電C.從b到a,上極板帶正電D.從b到a,下極板帶正電解析:穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向下,磁鐵接近時(shí),線圈中磁通量增加,由楞次定律知,產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,由安培定則可知,流過(guò)R的電流方向是從b到a,b電勢(shì)高于a,故電容器下極板帶正電,選項(xiàng)D正確。答案:D7.如圖所示,一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn),開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置和位置時(shí),順著磁場(chǎng)方向看去,線圈中感應(yīng)電流的方向分別為()A.逆時(shí)針?lè)较?、逆時(shí)針?lè)较駼.逆時(shí)針?lè)较颉㈨槙r(shí)針?lè)较駽.順時(shí)針?lè)较?、順時(shí)針?lè)较駾.順時(shí)針?lè)较?、逆時(shí)針?lè)较蚪馕?由題圖可知,當(dāng)線圈從位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,線圈中感應(yīng)電流的方向,順著磁場(chǎng)方向看是逆時(shí)針?lè)较?當(dāng)線圈從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知,線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)是順時(shí)針?lè)较?所以當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置和位置時(shí),順著磁場(chǎng)的方向看去,線圈中感應(yīng)電流的方向分別是逆時(shí)針?lè)较?、順時(shí)針?lè)较?所以選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。答案:B8.(多選題)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌,它與大線圈M相連,要使線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒 ab 的運(yùn)動(dòng)情況可能是(兩線圈共面放置)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng)D.向右加速運(yùn)動(dòng)解析:欲使線圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)為垂直紙面向里,由楞次定律可知有兩種情況:一是M中有順時(shí)針?lè)较蛑饾u減小的電流,使其在N中的磁場(chǎng)方向向里,且磁通量在減小;二是M中有逆時(shí)針?lè)较蛑饾u增大的電流,使其在N中的磁場(chǎng)方向向外,且磁通量在增大。因此,對(duì)于前者,應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng);對(duì)于后者,則應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng)。故應(yīng)選B、C。(注意:金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)只能使線圈M中產(chǎn)生恒定電流,無(wú)法使線圈N感應(yīng)出電流)答案:BC9.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)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時(shí),發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)。俯視線圈,其繞向?yàn)?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)?選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)。解析:(1)由楞次定律知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,感應(yīng)電流由a經(jīng)G流向b,再由安培定則知線圈繞向?yàn)轫槙r(shí)針。(2)由楞次定律知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,感應(yīng)電流由b經(jīng)G流向a,再由安培定則知線圈繞向?yàn)槟鏁r(shí)針。答案:(1)順時(shí)針(2)逆時(shí)針10.我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律。以下是實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的一部分。(1)如圖甲所示,當(dāng)磁鐵的N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向,必須知道。(2)如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),電流表指針向右偏。電路穩(wěn)定后,若向左移動(dòng)滑片,此過(guò)程中電流表指針向偏轉(zhuǎn);若將線圈A抽出,此過(guò)程中電流表指針向偏轉(zhuǎn)。(均選填“左”或“右”)解析:(1)電流表沒(méi)有電流通過(guò)時(shí),指針在中央位置,要探究線圈中電流的方向,必須知道電流從正(負(fù))接線柱流入時(shí),指針的偏轉(zhuǎn)方向。(2)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),線圈A中的磁場(chǎng)增強(qiáng),線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流使電流表向右偏,則當(dāng)左移滑片時(shí),會(huì)使線圈A中的磁場(chǎng)增強(qiáng),電流表指針將向右偏;當(dāng)線圈A抽出,在線圈B處的磁場(chǎng)減弱,線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流將使電流表指針向左偏。答案:(1)電流從正(負(fù))接線柱流入時(shí),電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向(2)右左11.如圖所示,兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線間的距離為l,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l。t=0時(shí)刻,bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合。讓線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。請(qǐng)判斷當(dāng)bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈abcd中感應(yīng)電流的方向。解析:(方法一)右手定則利用右手定則可直接判定感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba。(方法二)楞次定律bc邊進(jìn)入磁場(chǎng),穿過(guò)線圈的磁通量增大,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將阻礙這一磁通量的增大,因此將產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流。答案:感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba