人教版高中物理选修3-2楞次定律经典习题
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高中物理学习材料
(马鸣风萧萧** 整理制作)
楞次定律经典习题
一、选择题1.如下图所示是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,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等情况,其中正确的是( )
[ 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的变化——增加;(3) 感应电流产生的磁场方向——向下;(4) 利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同.故 C 项正确.同理分析可知 D 项正确.
2. 两个大小不同的绝缘金属圆环如下图所示叠放在一起,小圆环有一半面积在大圆环内,当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间,小圆环中感应电流的方向是( )
A.顺时针方向
B.逆时针方向
C.左半圆顺时针,右半圆逆时针
D.无感应电流
[ 解析 ] 根据安培定则,当大圆环中电流为顺时针方向时,圆环所在平面内的磁场是 垂直
于纸面向里的, 而环外的磁场方向垂直于纸面向外, 虽然小圆环在大圆环里外的面积一 样,但环里磁场比环外磁场要强,净磁通量还是垂直于纸面向里. 由楞次定律知, 感应电流 的磁场阻碍“×”方向的磁通量的增强,应垂直于纸面向外 感应电流的方向为逆时针方向, B 选项正确.
A .释放圆环,环下落时环的机械能守恒
B .释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大
C .给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑出时做减速运动
D .给磁铁水平向右的初速度,圆环产生向左运动的趋势
[ 解析 ] 由条形磁铁磁场分布特点可知,穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为 零,所
以在环下落的过程中,磁通量不变,没有感应电流,圆环只受重力,则环下落时机械 能守恒,
A 对,
B 错;给磁铁水平向右的初速度,由楞次定律可知,圆环的运动总是阻碍自 身磁通量的变
化, 所以环要受到向右的作用力, 由牛顿第三定律可知, 磁铁要受到向左的作 用力而做减速运动 (或据“总阻碍相对运动”的推论得出
),故 C 对 D 错.
5. 直导线 ab 放在如下图所示的水平导体框架上,构成一个闭合回路.长直线导线 cd 和框架
处在同一个平面内,且 cd 和 ab 平行 ,当 cd 中通有电流时,发现 ab 向左滑动.关
,再由安培定则得出小圆环中
3.如下图所示,闭合线圈 abcd 在磁场中运动到如图位置时, ab 边受到的磁场力竖直
向上,此线圈的运动情况可能是 (
A .向右进入磁场
B .向左移出磁场
C .以 ab 为轴转动
D .以 ad 为轴转动
[ 解析 ] ab 边受磁场力竖直 通
向上,由左手定则知,
由右手定则可知当线
圈向左移出磁场时, bc 边切割磁感线可产生顺时针方向的电流,当然也可以用楞次定律判 断当线圈向左移出磁场时,磁通量减小,产生顺时针的感应电流,故 B 正确,当以 ab 或 ad 为轴转动时,在图示位置,导线不切割磁感线无电流产生,故
C 、
D 错.
4.如下图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正
确的是 ( )
C .电流大小恒定,方向由 c 到 d
D .电流大小恒定,方向由 d 到 c
[ 解析] ab 向左滑动,说明通过回路的磁通量在减小, 通过回路的磁感应强度在减弱, 通
过 cd 的电流在减小,与电流方向无关.
6.如下图所示, ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导体线圈,当滑动
变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动过程中,线圈 ab 将(
)
A .静止不动
B .逆时针转动
C .顺时针转动
D .发生转动,但因电源的极性不明, [ 解析] 当 P 向右滑动时, 电路中 圈 ab 的
磁通量增加,根据楞次定律判 动.
7. 如下图所示是一种延时开关. S 2闭合,当 S 1闭合时,电磁铁 F 将衔铁 D 吸下,将 C
线路接通.当 S 1断开时,由于电磁感应作用, D 将延迟一段时间才被释放,则 ( )
于 cd 中的电流下列说法正确的是
A .
电流肯定在增大,不论电流是什么方向 B .
电流肯定在减小,不论电流是什么方向 B . C .
如果断开 B 线圈的电键 S 2, 无延时作用 D .
如果断开 B 线圈的电键 S 2, 延时将变长 无法确定转动的方向 电阻减小,电流增大,线 断,线圈 ab 将顺时针转
A
. 由于 B 线圈的电磁感应作用, 才产生延时释放 D 的作用
[ 解析] S 1断开时, A 线圈中电流消失,磁通量减少, B 线圈中产生感应电流,阻碍 线圈
中磁通量的减少, A 错,B 对;若断开 S 2,B 线圈无感应电流,磁通量立即减为零,不 会有延时作用, C 对, D 错.
8. 如下图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨
A 、
B ,导轨与直导线平行且
A .M 中的感应电流方向一直向左
B .M 中的感应电流方向一直向右
C . M 中先有自右向左、后有自左向右的感应电流
D .M 中先有自左向右、后有自右向左的感应电流
[ 解析 ] 由楞次定律知,感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”.由 于齿靠
近线圈时被磁化, 使磁场增强, 感应电流的磁场总要阻碍原磁场增强, 由安培定则可 知 M 中感应电流的方向为自左向右;齿离开线圈时磁场减弱,由楞次定律及安培定则知, M
中感应电流方向为自右向左, D 选项正确.
10.如下图甲所示, 长直导线与闭合线框位于同一平面内, 长直导线中的电流 i 随时间
在同一水平面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒 ab 和 cd. 当载流直导线中的电流逐
渐增强时,导体棒 ab 和 cd 的运动情况是 ( )
A .一起向左运动
B .一起向右运动
C . ab 和 cd 相向运动,相互靠近
D . ab 和 cd 相背运动,相互远离
[ 解析 ] 电流增强时,电流在 abdc 回路中产生 向
里的磁场增强,回路磁通量增大,根据楞次定律可
要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体棒要相向运动,相互靠拢.
9.(2011·庆阳模拟 ) 现代汽车中有一种先进的制动机构,可保证车轮在制动时不是完
全刹死滑行, 而是让车轮仍有一定的滚动. 经研究这种方法可以更有效地制动, 它有一个自 动检测车速的装置, 用来控制车轮的转动, 其原理如下图所示, 铁质齿轮 P 与车轮同步转动,
右端有一个绕有线圈的磁体, M 是一个电流检测器.当车轮带动齿轮转动时,线圈中会有电 流,这是由于齿靠近线圈时被磁化, 使磁场增强, 齿离开线圈时磁场减弱, 磁通量变化使圈中产生了感应电流. 将这个电流放大后去控制制动机构, 可有效地防止车轮被制动刹死. 在
齿 a 转过虚线位置的过程中,关于 M 中感应电流的说法正确的是 (
的垂直 知回路