高中物理选修3-2课时作业26：4.3楞次定律

第3节楞次定律
基础过关
1.根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是()
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
[解析]由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同，也可与原磁场方向相反，故选项C正确。

[答案] C
2.如图1所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)()
图1
A.沿顺时针方向
B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C.沿逆时针方向
D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向
[解析]条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根据楞次定律，环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向。

选项C正确。

[答案] C
3.某磁场磁感线如图2所示，有一铜线圈自图示a处落至b处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是()
图2
A.始终顺时针
B.始终逆时针
C.先顺时针再逆时针
D.先逆时针再顺时针
[解析]自a点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为顺时针，自图示位置落至b点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为逆时针，选项C正确。

[答案] C
4.(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图3所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。

当ab在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是()
图3
A.cd内有电流通过，方向是d→c
B.cd向左运动
C.磁场对cd作用力向左
D.磁场对ab作用力向左
[解析]为了判断cd内电流方向，首先判断ab内的电流方向，因为ab在外力F 作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是b→a，ab
起着电源作用，电流从a端流出，回路的电流方向是b→a→d→c→b，所以A是正确的；由左手定则可知，cd受安培力向右，ab受安培力向左，所以选项D是正确的。

[答案]AD
5.某实验小组用如图4所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是()
图4
A.a→→b
B.先a→→b，后b→→a
C.b→→a
D.先b→→a，后a→→b
[解析](1)条形磁铁在穿入线圈的过程中，原磁场方向向下。

(2)穿过线圈向下的磁通量增加。

(3)由楞次定律可知：感应电流的磁场方向向上。

(4)应用安培定则可判断：感应电流的方向为逆时针(俯视)，即b→→a。

同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即由a→→b。

[答案] D
6.(2017·金华高二检测)如图5所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()
图5
A.先abcd，后dcba，再abcd
B先abcd，后dcba
C.始终dcba
D.先dcba，后abcd，再dcba
[解析]线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，
根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。

当线框的cd边跨
过直导线后，如图所示，根据右手定则，ab边产生的感应电流方向
为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d。

线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。

故选项D正确。

[答案] D
7.如图6所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是()
图6
A.始终是沿顺时针方向
B.始终是沿逆时针方向
C.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
D.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向
[解析]带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，
由楞次定律如，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流，选项D正确。

[答案] D
能力提升
8.如图7所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上。

在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向()
图7
A.始终为A→B→C→A
B.始终为A→C→B→A
C.先为A→C→B→A再为A→B→C→A
D.先为A→B→C→A再为A→C→B→A
[解析]在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，选项A正确。

[答案] A
9.如图8所示，当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为“绳系卫星”。

现有一颗卫星在地球赤道上空运行，卫星位于航天飞机正上方，卫星所在位置地磁场方向由南向北。

下列说法正确的是()
图8
A.航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中B端电势高
B.航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中A端电势高
C.航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中B端电势高
D.航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中A端电势高
[解析]由题意知情景如图(注意电缆与磁场垂直)，若向东运动，
由右手定则知电流流向A点，对于电源外部来说，电流相当于从
A端流出，即A为电源正极，因此电势高，选项B正确；若向北运动，电缆没有切割磁感线，故选项A、C、D错误。

[答案] B
10.如图9所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ。

在这个过程中，线圈中感应电流()
图9
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
[解析]如图所示，从Ⅰ到Ⅱ向上的磁通量减少，据楞次定律可知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上，用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即沿abcd流动。

同理可以判断从Ⅱ到Ⅲ向下磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上，感应电流的方向沿abcd流动，故选项A正确。

[答案] A
11.如图10所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是()
图10
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向
[解析]根据图示电路，线框ab所处位置的磁场为水平方向的，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减小，则穿过闭合导线框ab的磁通量减少。

Φ＝BS sin θ，θ为线框平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原来磁场的磁通量变化，则线框ab只有顺时针旋转使θ角有增大的趋势，从而使穿过线框的磁通量增加，则选项C正确；注意此题并不需要明确电源的极性。

[答案] C
12.(多选)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图11所示，线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起。

则下列说法正确的是()
图11
A.若保持开关闭合，则铝环不断升高
B.若保持开关闭合，则铝环停留在跳起后的某一高度
C.若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落
D.如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
[解析]铝环跳起是开关闭合时铝环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，故选项C、D正确。

[答案]CD
13.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图12所示。

现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()
图12
A.从a到b，上极板带正电
B.从a到b，下极板带正电
C.从b到a，上极板带正电
D.从b到a，下极板带正电
[解析]穿过线圈的磁场方向向下，磁铁接近时，线圈中磁通量增加，由楞次定律知，产生感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，流过R的电流方向是从a到b，a电势高于b，对电容器充电，故电容器下极板带正电，选项B正确。

[答案] B。