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2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習冊：4.3　楞次定律含答案 知識點一　楞次定律 1．(多選)下列說法正確的是(　　) A．感應(yīng)電流的磁場方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反 B．感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向可能相同，也可能相反 C．楞次定律只能判定閉合回路中感應(yīng)電流的方向 D．楞次定律可以判定不閉合的回路中感應(yīng)電動勢的方向 2．如圖L431所示，一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中(始終在金屬環(huán)左側(cè))，環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)(　　) 圖L431 A．沿順時針方向 B．先沿順時針方向后沿逆時針方向 C．沿逆時針方向 D．先沿逆時針方向后沿順時針方向 3．如圖L432所示，一線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強磁場中運動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(位置Ⅱ正好是細桿豎直時線圈所處的位置)，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向(順著磁場方向看去)是(　　) 圖L432 A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是順時針方向 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆時針方向 C．Ⅰ位置是順時針方向，Ⅱ位置為零，Ⅲ位置是逆時針方向 D．Ⅰ位置是逆時針方向，Ⅱ位置為零，Ⅲ位置是順時針方向 4．如圖L433所示，一均勻的扁平條形磁鐵的軸線與圓形線圈在同一平面內(nèi)，磁鐵中心與圓心重合，為了在磁鐵開始運動時線圈中能得到逆時針方向的感應(yīng)電流，磁鐵的運動方式應(yīng)是(　　) 圖L433 A．N極向紙內(nèi)，S極向紙外，使磁鐵繞O點轉(zhuǎn)動 B．N極向紙外，S極向紙內(nèi)，使磁鐵繞O點轉(zhuǎn)動 C．磁鐵在線圈平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)動 D．磁鐵在線圈平面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動 知識點二　右手定則 5．(多選)兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖L434所示的勻強磁場中，與導軌上接觸良好的導體棒AB和CD可以在導軌上自由滑動．當導體棒AB在外力F的作用下向右運動時，下列說法中正確的是(　　) 圖L434 A．導體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→C B．導體棒CD內(nèi)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AB的作用力向左 6．如圖L435所示，導線框abcd與通電直導線在同一平面內(nèi)，直導線通有恒定電流并通過ad和bc的中點，當線框向右運動的瞬間，則(　　) 圖L435 A．線框中有感應(yīng)電流，且按順時針方向 B．線框中有感應(yīng)電流，且按逆時針方向 C．線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷 D．由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應(yīng)電流 7．某磁場磁感線如圖L436所示，有一銅線圈自圖中A處落至B處，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應(yīng)電流方向是(　　) 圖L436 A．始終順時針 B．始終逆時針 C．先順時針再逆時針 D．先逆時針再順時針 8．如圖L437所示，一個圓環(huán)形導體，圓心為O，有一個帶正電的粒子沿如圖所示的直線從圓環(huán)表面勻速飛過，則環(huán)中的感應(yīng)電流情況是(　　) 圖L437 A．沿逆時針方向 B．沿順時針方向 C．先沿逆時針方向后沿順時針方向 D．先沿順時針方向后沿逆時針方向 9．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L438所示，現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) 圖L438 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 10．如圖L439所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上．在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180的過程中，線圈中電流方向(　　) 圖L439 A．始終為A→B→C→A B．始終為A→C→B→A C．先為A→C→B→A再為A→B→C→A D．先為A→B→C→A再為A→C→B→A 11．如圖L4310所示，在一根較長的鐵釘上，用漆包線繞兩個線圈A和B.將線圈B的兩端與漆包線CD相連，使CD平放在靜止的小磁針的正上方，與小磁針平行．試判斷合上開關(guān)的瞬間，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)情況．線圈A中電流穩(wěn)定后，小磁針又怎樣偏轉(zhuǎn)？ 圖L4310 12．某同學在學習了法拉第電磁感應(yīng)定律之后，自己制作了一個手動手電筒．圖L4311是手電筒的簡單結(jié)構(gòu)示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈可在直桿上自由滑動，線圈兩端接一燈泡，晃動手電筒時線圈也來回滑動，燈泡就會發(fā)光，其中O點是兩磁極連線的中點，a、b兩點關(guān)于O點對稱． (1)試分析其工作原理． (2)燈泡中的電流方向是否變化？ 圖L4311 3　楞次定律 1．BD　[解析] 本題的關(guān)鍵是理解楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．如果是因磁通量的減小而引起的感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同，阻礙磁通量的減小；如果是因磁通量的增大而引起的感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反，阻礙磁通量的增大，故A項錯誤，B項正確；楞次定律既可以判定閉合回路中感應(yīng)電流的方向，還可以判定不閉合回路中感應(yīng)電動勢的方向，C項錯誤，D項正確． 2．C　[解析] 條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，向右的磁通量一直增加，根據(jù)楞次定律，環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)為逆時針方向，C對． 3．D　[解析] 線圈由初始位置向Ⅰ位置運動過程中，沿磁場方向的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，從右向左穿過線圈，根據(jù)安培定則，Ⅰ位置時感應(yīng)電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時針方向；在Ⅱ位置時由左向右穿過線圈的磁通量最大，由Ⅱ位置向Ⅲ位置運動時，向右穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向向右，根據(jù)安培定則可判定Ⅲ位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時針方向，且Ⅱ位置時感應(yīng)電流為零．故選D. 4．A　[解析] 當N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁場由無到有且向里，感應(yīng)電流的磁場應(yīng)向外，感應(yīng)電流方向為逆時針，A選項正確；當N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁場向外且增加，感應(yīng)電流方向為順時針，B選項錯誤；當磁鐵在線圈平面內(nèi)繞O點轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量始終為零，因而不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D選項錯誤． 5．BD　[解析] 兩根導體棒與兩根金屬導軌構(gòu)成閉合回路，由右手定則可判斷導體棒AB中感應(yīng)電流的方向是B→A，則導體棒CD中電流的方向是C→D，根據(jù)左手定則可判斷，磁場對導體棒AB的作用力向左，對導體棒CD的作用力向右． 6．B　[解析] 此題可用兩種方法求解，借此感受右手定則和楞次定律分別在哪種情況下更便捷． 方法一：首先由安培定則判斷通電直導線周圍的磁場方向(如圖所示)，因ab向右做切割磁感線運動，由右手定則判斷感應(yīng)電流方向為a→b，同理可判斷cd中的感應(yīng)電流方向為c→d，ad、bc兩邊不切割磁感線，所以整個線框中的感應(yīng)電流是逆時針方向的． 方法二：首先由安培定則判斷通電直導線周圍的磁場方向(如圖所示)，由對稱性可知合磁通量Φ＝0；其次當導線框向右運動時，穿過線框的磁通量增大(方向垂直紙面向里)，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向外，最后由安培定則判斷感應(yīng)電流按逆時針方向，故B選項正確． 7．C　[解析] 自A處落至圖示位置時，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流方向為順時針，自圖示位置落至B處時，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流方向為逆時針，C項正確． 8．D　[解析] 由于帶正電的粒子沒有沿圓環(huán)的直徑運動，所以穿過圓環(huán)的磁通量開始時向外增加，然后向外減少，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是先沿順時針方向，后沿逆時針方向，故D正確． 9．D　[解析] 在N極接近線圈上端的過程中，穿過線圈的磁通量向下增加，則感應(yīng)電流的磁場方向向上．由安培定則可判定電路中的電流為順時針方向(從下向上看)，故通過R的電流由b到a，電容器下極板帶正電． 10．A　[解析] 在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向為A→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90～180的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→B→C→A，A正確． 11．在開關(guān)合上的瞬間，小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)　當線圈A內(nèi)的電流穩(wěn)定以后，小磁針又回到原來的位置 [解析] 在開關(guān)合上的瞬間，線圈A內(nèi)有了由小變大的電流，根據(jù)安培定則可判斷出此時線圈A在鐵釘內(nèi)產(chǎn)生了一個由小變大的向右的磁場．由楞次定律可知，線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該阻礙線圈B內(nèi)的磁通量的增加，即線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場方向是向左的．由安培定則可判斷出線圈B內(nèi)感應(yīng)電流流經(jīng)CD時的方向是由C到D.再由安培定則可以知道直導線CD內(nèi)電流所產(chǎn)生的磁場在其正下方是垂直于紙面向里，因此，小磁針N極應(yīng)該向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)．線圈A內(nèi)電流穩(wěn)定后，CD內(nèi)不再有感應(yīng)電流，所以，小磁針又回到原來位置． 12．(1)略　(2)變化 [解析] (1)線圈來回滑動時，穿過線圈的磁通量不斷變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，燈泡發(fā)光． (2)線圈由a滑至b過程中，磁場方向向左，穿過線圈的磁通量先減小后增加，根據(jù)楞次定律，燈泡中電流方向先由右向左，后由左向右． 同樣可判斷線圈由b滑至a過程中，燈泡中電流方向先由右向左，后由左向右．所以燈泡中電流方向不斷變化．