人教版选修3-2 第四章 电磁感应 楞次定律 巩固作业

楞次定律
1.研究人员发现一种具有独特属性的新型合金,只要略微提高其温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使它旁边的线圈中产生感应电流。

如图,一圆形线圈放在圆柱形合金材料下方,现对合金材料进行加热,则( )
A.线圈中将产生逆时针方向的电流
B.线圈中将产生顺时针方向的电流
C.线圈将有收缩的趋势
D.线圈将有扩张的趋势
2.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中( )
A.始终有感应电流自a向b流过电流表
B.始终有感应电流自b向a流过电流表
C.先有a→→b方向的感应电流,后有b→→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
3.如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁从离地面高h处由静止开始下落,最后落在水平地面上。

磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触。

若不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A.在磁铁下落的整个过程中,从上向下看圆环,圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针
B.磁铁在整个下落过程中,圆环对它的作用力始终竖直向上
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于√2gℎ
4. 1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”。

1982年,美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验。

他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈将出现( )
A.先有逆时针方向的感应电流,然后有顺时针方向的感应电流
B.先有顺时针方向的感应电流,然后有逆时针方向的感应电流
C.始终有顺时针方向持续流动的感应电流
D.始终有逆时针方向持续流动的感应电流
5.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管横截面平行。

当开关S接通瞬间,两铜环的运动情况是( )
A.同时向两侧被推开
B.同时向螺线管靠拢
C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断
D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,因电源正负极未知,无法具体判断
6. (多选)2000年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的车速已达到500 km·h-1,可载5人。

如图所示是磁悬浮模型车的原理图,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导线圈,将超导线圈B水平放在磁铁A上方,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中。

以下说法正确的是( )
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当线圈悬浮稳定后,感应电流消失
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当线圈悬浮稳定后,感应电流仍存在
C.如A的N极朝上,B中感应电流的方向如图中所示
D.如A的N极朝上,B中感应电流的方向与图中所示相反
7.如图所示,1831年法拉第把两个线圈绕在同一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R 组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。

关于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
8.如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,在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( )
A.先abcd,后dcba,再abcd
B.先abcd,后dcba
C.始终沿dcba
D.先dcba,后abcd,再dcba
9.如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落到如图所示位置时( )
A.从上往下看产生了顺时针方向的感应电流
B.P棒受到的安培力方向水平向右
C.P棒对导轨的压力大于P棒的重力
D.磁铁的加速度等于g
10. (多选)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。

金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。

现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.ab中的感应电流方向由a到b
B.ab所受的安培力方向向左
C.ab中的感应电流方向由b到a
D.ab所受的安培力方向向右
11. (多选)竖直向下的匀强磁场中,有一个带铜轴的铜盘,用铜刷把盘缘和轴连接,外接一电流表,当铜盘按图示匀速转动时,则( )
A.中有a→b的电流
B.中有b→a的电流
C.盘面磁通量不变,不产生感应电流
D.有从盘缘向盘中心的电流
12. (多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,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( )
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
参考答案
1.C提高温度,这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金,穿过线圈的磁通量增大,从而在线圈中产生感应电流,由于原磁场的方向未知,所以不能判断出感应电流的方向,故A、B错误;当合金材料的磁场增大时,穿过线圈的磁通量增大,由“增缩减扩”知线圈面积有缩小的趋势,故C正确,D错误。

2.C当条形磁铁进入螺线管时,闭合线圈中的磁通量增加,产生的感应电流方向为a→→b;当条形磁铁穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,产生的感应电流方向为b→→a,选项C正确。

3.B当条形磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律结合安培定则可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看);当条形磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律结合安培定则可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看),故A错误;据楞次定律的推论“来拒去留”原则,可判断磁铁在整个下落过程中,受圆环对它的作用力始终竖直向上,故B正确;磁铁在整个下落过程中,由于受到磁场力的作用,机械能不守恒,故C错误;若磁铁从高度h处开始做自由落体运动,其落地时的速率v=√,但磁铁穿过圆环的过程中要产生感应电流,根据能量守恒定律可知,其落地速率一定小于√2gh,故D错误。

4.D在磁单极子运动的过程中,当磁单极子位于超导线圈上方时,原磁场的方向向下,磁通量增加,则感应电流的磁场方向向上,由安培定则可知,产生逆时针(俯视)方向的感应电流;当磁单极子位于超导线圈下方时,原磁场的方向向上,磁通量减小,则感应电流的磁场方向向上,由安培定则可知,产生逆时针(俯视)方向的感应电流。

故选项D正确。

5.A当开关S接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有,磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将向两侧运动,故A正确。

6.BD线圈B放入磁场的过程中,穿过B的磁通量从无到有,逐渐增加,故B中产生感应电流,由于B是超导线圈,不会出现功率损耗,故B中的感应电流持续存在。

如果明确
了A的N极朝上,可由楞次定律结合安培定则得出感应电流的方向与题图中所示的方向相反。

7.D闭合与断开开关S的瞬间,穿过线圈B的磁通量都不发生变化,电流表G中均无感应电流,故A、B错误;闭合开关S后,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流减小,则通过线圈B的磁通量减小,根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向,再根据楞次定律可得,电流表G中有b→a的感应电流,故C错误,D正确。

8.D先着重分析线框跨在直导线上时感应电流的方向。

如图所示为通电直导线的磁感线分布,用两种方法判定:
(1)用磁通量变化来判定。

在线框跨越导线过程中,线框左侧磁感线穿出,而右侧则穿入。

当跨在导线左边的线框面积大于右边面积时,合磁通量是向外的且逐渐减小,为阻碍磁通量减小,感应电流方向沿abcd;当跨在导线右边的线框面积大于左边面积时,合磁通量向内且逐渐增大,为阻碍磁通量增大,感应电流方向也为abcd。

(2)用切割磁感线来判定。

在线框跨越导线的过程中,用右手定则可得,cd边的感应电流方向向上,ab边的感应电流方向向下。

而ad、bc边不切割磁感线,没有感应电流产生,因此cd、ab边产生的感应电流叠加起来使线框的感应电流的方向沿abcd。

另由楞次定律和安培定则可判定线框未跨导线前的感应电流方向为dcba,离开导线后感应电流的方向也为dcba。

故本题选D。

9.C磁铁下落,导致穿过回路的磁通量增大,根据楞次定律的推论“增反减同”,那么从上往下看感应电流应该是沿逆时针方向的,故A错误;根据左手定则,可知P棒受到的
安培力方向斜向右下方(如图所示),故B错误;在磁铁下落过程中,由于棒P受到重力、导轨的支持力以及斜向右下方的安培力作用,所以竖直方向上P受到的支持力一定大于重力,则P棒对导轨的压力大于P棒的重力,故C正确;当条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知,磁铁将受到向上的磁场力作用,所以磁铁所受的合力小于重力,磁铁的加速度一定
小于g,故D错误。

10.AD磁感应强度随时间均匀减小,故回路磁通量减小,根据楞次定律判断,感应电
流的磁场方向向下,根据安培定则可判断ab中的感应电流方向由a到b,A正确C错误;因为ab中的感应电流方向由a到b,磁场方向竖直向下,根据左手定则可判断ab所受的安培力方向向右,B错误D正确。

11.BD铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线,由右手定则可判定选项B、D正确。

12.AD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起着电源的作用,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所受安培力向右,ab所受安培力向左,所以选项D是正确的。