《高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應電流的方向學業(yè)分層測評 魯科版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應電流的方向學業(yè)分層測評 魯科版選修3-2（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

感應電流的方向 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．根據楞次定律可知感應電流的磁場一定(　　) A．阻礙引起感應電流的磁通量 B．與引起感應電流的磁場反向 C．阻礙引起感應電流的磁通量的變化 D．與引起感應電流的磁場方向相同 【解析】　 感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化，而不是阻礙磁通量，它和引起感應電流的磁場可以同向，也可以反向． 【答案】　C 2．如圖218所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下．當磁鐵向下運動時(但未插入線圈內部)(　　) 圖218 A．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 B．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 C．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 D．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 【解析】　當磁鐵向下運動時，感應電流產生的磁場阻礙磁鐵的相對運動，所以線圈上端為N極．根據安培定則，判斷感應電流的方向與圖中箭頭方向相同． 【答案】　B 3．(多選)兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖219所示的勻強磁場中，與導軌接觸良好的導體棒AB和CD可以在導軌上自由滑動，當AB在外力F作用下向右運動時，下列說法正確的是(　　) 【導學號：78870023】 圖219 A．導體棒CD內有電流通過，方向是D→C B．導體棒CD內有電流通過，方向是C→D C．磁場對導體棒CD的作用力向左 D．磁場對導體棒CD的作用力向右 【解析】　AB棒向右運動時，由右手定則知，感應電流的方向由B→A，故在CD中電流由C→D，A錯，B對．再由左手定則判CD所受安培力為向右，C錯，D對． 【答案】　BD 4．如圖2110所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內轉動，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的．若用磁鐵分別靠近這兩個圓環(huán)，則下面說法正確的是(　　) 圖2110 A．圖中磁鐵N極接近A環(huán)時，A環(huán)被吸引，而后被推開 B．圖中磁鐵N極遠離A環(huán)時，A環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運動 C．用磁鐵N極接近B環(huán)時，B環(huán)被推斥，遠離磁鐵運動 D．用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時，A環(huán)均被排斥 【解析】　根據楞次定律的推廣含義，用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時，A環(huán)均被排斥，遠離A環(huán)時，A環(huán)被吸引，A、B錯誤，D正確；用磁鐵N極接近B環(huán)時，B環(huán)不會產生感應電流，B環(huán)不動，C錯誤． 【答案】　D 5．如圖2111所示，導線框abcd與直導線在同一平面內，直導線通有恒定電流I，當線框由左向右勻速通過直導線的過程中，線框中感應電流的方向是(　　) 【導學號：78870024】 圖2111 A．先abcd，后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba C．始終dcba D．先dcba，后abcd，再dcba 【解析】　線框在直導線左側時，隨著線框向右運動，磁通量增加，根據楞次定律線框中感應電流的方向為dcba.在線框的cd邊跨過直導線后，如圖所示，根據右手定則ab邊產生的感應電流方向為a→b，cd邊產生的感應電流方向為c→d.線框全部跨過直導線后，隨著向右運動，磁通量減少，根據楞次定律知線框中感應電流的方向為dcba.故選項D正確． 【答案】　D 6．某實驗小組用如圖2112所示的實驗裝置來驗證楞次定律．當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流表的感應電流方向是(　　) 【導學號：78870025】 圖2112 A．a→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】　條形磁鐵自上而下穿入線圈時，磁場方向向下，由楞次定律可知線圈中感應電流產生的磁場方向向上，再應用安培定則可以判斷感應電流的方向為逆時針(俯視)，即b→G→a.同理可以判斷出條形磁鐵穿出線圈的過程中，感應電流的方向為順時針(俯視)，即a→G→b. 【答案】　D 7．如圖2113所示，一根長導線彎成如圖中abcd的形狀，在導線框中通以直流電，在框的正中間用絕緣的橡皮筋懸掛一個金屬環(huán)P，環(huán)與導線框處于同一豎直平面內，當電流I增大時，下列說法中正確的是(　　) 【導學號：78870026】 圖2113 A．金屬環(huán)P中產生順時針方向的電流 B．橡皮筋的長度增大 C．橡皮筋的長度不變 D．橡皮筋的長度減小 【解析】　導線框中的電流產生的磁場垂直于紙面向里，當電流I增大時，金屬環(huán)P中的磁通量增大，由楞次定律和安培定則可知金屬環(huán)P中產生逆時針方向的感應電流，故A項錯；根據對稱性及左手定則可知金屬環(huán)P所受安培力的合力方向向下，并且隨電流I的增大而增大，所以橡皮筋會被拉長，故B項正確，C、D項錯． 【答案】　B 8．(多選)如圖2114所示，一用絕緣材料做的玩偶兩腳固定在矩形閉合線圈兩個邊上，現(xiàn)將其放置在水平薄板上，有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度)，當磁鐵勻速向右通過線圈時，玩偶卻靜止不動，那么下列說法正確的是(　　) 圖2114 A．線圈受摩擦力方向一直向左 B．線圈受摩擦力方向先向左、后向右 C．感應電流的方向順時針→逆時針→順時針(從上向下看) D．感應電流的方向順時針→逆時針(從上向下看) 【解析】　根據楞次定律“阻礙”的效果，阻礙導體、磁體間的相對運動．當蹄形磁鐵接近線圈時，線圈有向右的運動趨勢，所受靜摩擦力方向向左，當蹄形磁鐵遠離線圈時，兩者吸引，線圈仍有向右的運動趨勢，所受靜摩擦力方向仍向左，A對，B錯．穿過線圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的減少．由楞次定律知，從上往下看，感應電流的方向先順時針，再逆時針，最后順時針，C對，D錯． 【答案】　AC [能力提升] 9．如圖2115所示，MN是一根固定的通電長直導線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導線上，讓線框的位置偏向導線左邊，兩者彼此絕緣．當導線中的電流突然增大時，線框整體受力情況為(　　) 【導學號：78870027】 圖2115 A．受力向右 B．受力向左 C．受力向上 D．受力為零 【解析】　本題可用兩種解法： 解法一：根據安培定則可知通電直導線周圍的磁場分布如圖所示．當直導線上電流突然增大時，穿過矩形回路的合磁通量(方向向外)增大，回路中產生順時針方向的感應電流，因ad、bc兩邊對稱分布，所受的安培力合力為零．而ab、cd兩邊雖然通過的電流方向相反，但它們所在處的磁場方向也相反，由左手定則可知它們所受的安培力均向右，所以線框整體受力向右，A正確． 解法二：從楞次定律的另一表述分析可知當MN中電流突然增大時，穿過線框的磁通量增大，感應電流引起的結果必是阻礙磁通量的增大，即線框向右移動，故線框整體受力向右，A正確． 【答案】　A 10．如圖2116所示，在水平地面下有一條沿東西方向鋪設的水平直導線，導線中通有自東向西穩(wěn)定、強大的直流電流．現(xiàn)用一閉合的檢測線圈(線圈中串聯(lián)有靈敏電流計，圖中未畫出)檢測此通電直導線的位置．不考慮地磁場的影響，且檢測線圈位于水平面內．現(xiàn)使線圈從距直導線很遠處由北向南沿水平地面通過直導線的上方并繼續(xù)移動至距直導線很遠處，在此過程中，俯視檢測線圈，其中的感應電流的方向是(　　) 圖2116 A．先順時針后逆時針 B．先逆時針后順時針 C．先逆時針后順時針，再逆時針 D．先順時針后逆時針，再順時針 【解析】　根據通電直導線周圍的磁感線的分布特點，檢測線圈由遠處移至直導線正上方時，穿過線圈的磁場有向下的分量，磁通量先增大后減小，由楞次定律和安培定則可知，線圈中的電流方向先逆時針后順時針，當檢測線圈由直導線正上方移至遠處時，穿過線圈的磁場有向上的分量，磁通量先增大后減小，由楞次定律和安培定則可知，線圈中的電流方向先順時針后逆時針，所以C正確． 【答案】　C 11.如圖2117所示，水平平行的光滑導軌，導軌間距離為L＝1 m，左端接有定值電阻R＝2 Ω，金屬棒PQ與導軌接觸良好，PQ的電阻為r＝0.5 Ω，導軌電阻不計，整個裝置處于磁感應強度為B＝1 T的勻強磁場中，現(xiàn)使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下運動，求： 圖2117 (1)棒PQ中感應電流的方向； (2)棒PQ中哪端電勢高； (3)棒PQ所受安培力的方向； (4)棒PQ的最大速度. 【導學號：78870028】 【解析】　(1)根據右手定則可知電流方向由Q→P. (2)棒PQ相當于電源，電流在PQ上由負極流向正極，故P端電勢高． (3)由左手定則知，PQ棒所受安培力方向水平向左． (4)由于向左的安培力增大，故PQ棒做加速度越來越小的加速運動，當F安＝F時，PQ棒的速度最大，設為v，此時感應電動勢：E＝BLv，回路電流：I＝.由F＝F安知F＝BIL，得：v＝＝5 m/s，方向水平向右． 【答案】　(1)Q→P　(2)P端　(3)水平向左 (4)5 m/s，方向水平向右 12.如圖2118所示，水平的平行虛線間距為d＝50 cm，其間有B＝1.0T的勻強磁場．一個正方形線圈邊長為l＝10 cm，線圈質量m＝100 g，電阻為R＝0.20 Ω.開始時，線圈的下邊緣到磁場上邊緣距離為h＝80 cm.將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等．(g取10 m/s2)，求： 圖2118 (1)線圈下邊緣剛進入磁場時，線圈中產生電流的大小和方向； (2)線圈進入磁場過程中產生的電熱Q. 【解析】　(1)線圈由1位置到2位置做自由落體運動，設在2位置時速度為v0 v＝2gh E＝Blv0 I＝ 由以上三式可得：I＝2 A 方向：逆時針． (2)線圈進入磁場過程中產生的電熱Q就是線圈從圖中2位置到3位置產生的電熱，而2、3位置動能相同，由能量守恒Q＝mgd＝0.50 J. 【答案】　(1)2 A　逆時針　(2)0.50 J