高中物理 4.3 楞次定律每课一练 新人教版选修3-2

用心 爱心 专心1 4 34 3 楞次定律楞次定律 每课一练 人教版选修每课一练 人教版选修 3 23 2 例 1 如图所示 一个 U 形金属导轨水平放置 其上放有一个金属导体棒 ab 有一个磁 感应强度为 B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面 且与竖直方向的夹角为 在下列各过程 中 一定能在轨道回路里产生感应电流的是 A ab 向右运动 同时使 减小 B 使磁感应强度 B 减小 角同时也减小 C ab 向左运动 同时增大磁感应强度 B D ab 向右运动 同时增大磁感应强度 B 和 角 0 c F b F B c F d F b F d F D c F b F d F 答案 D 线圈从 a 到 b 做自由落体运动 在 b 点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力 b F 用心 爱心 专心6 由于线圈的上下边的距离很短 所以经历很短的变速运动而进入磁场 以后线圈中磁通量 不变不产生感应电流 在 c 处不受安培力 但线圈在重力作用下依然加速 因此从 d 处切 割磁感线所受安培力必然大于 b 处 答案 D 命题意图与考点定位 线圈切割磁感线的竖直运动 应用法拉第电磁感应定律求解 7 7 09 09 浙江浙江 17 17 如图所示 在磁感应强度大小为 B 方向竖直向上的 匀强磁场中 有一质量为m 阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘 轻质细杆悬挂在O点 并可绕O点摆动 金属线框从右侧某一位置静止 开始释放 在摆动到左侧最高点的过程中 细杆和金属线框平面始终处于 同一平面 且垂直纸面 则线框中感应电流的方向是 B A adcba B dabcd C 先是dabcd 后是adcba D 先是adcba 后是dabcd 解析解析 由楞次定律 一开始磁通量减小 后来磁通量增大 由 增反 减同 可知电流 方向是dabcd 8 8 09 09 上海物理上海物理 13 13 如图 金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑 导轨上 在 ef 右侧存在有界匀强磁场B 磁场方向垂直导轨平面向 下 在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L 圆环与导轨在同一平面内 当金属棒 ab 在水平恒力F作用下从磁 场左边界 ef 处由静止开始向右运动后 圆环 L 有 填收缩 扩张 趋势 圆 环内产生的感应电流 填变大 变小 不变 答案 收缩 变小 解析解析 由于金属棒 ab 在恒力 F 的作用下向右运动 则 abcd 回路中产生逆时针方向的感应 电流 则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场 随着金属棒向右加速运动 圆环的磁通量 将增大 依据楞次定律可知 圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大 又由于金 属棒向右运动的加速度减小 单位时间内磁通量的变化率减小 所以在圆环中产生的感应 电流不断减小 考点模拟演练考点模拟演练 用心 爱心 专心7 1 2011 韶关模拟 如图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 其中表示正确的是 答案 选 C D 详解 先根据楞次定律 来拒去留 判断线圈的 N 极和 S 极 A 中线圈上端为 N 极 B 中 线圈上端为 N 极 C 中线圈上端为 S 极 D 中线圈上端为 S 极 再根据安培定则确定感应电 流的方向 A B 错误 C D 正确 2 一平面线圈用细杆悬于 P 点 开始时细杆处于水平位置 释放后让它在如图所示的匀强 磁场中运动 已知线圈平面始终与纸面垂直 当线圈第一次通过位置 和位置 时 顺着 磁场的方向看去 线圈中的感应电流的方向分别为 位置 位置 A 逆时针方向 逆时针方向 B 逆时针方向 顺时针方向 C 顺时针方向 顺时针方向 D 顺时针方向 逆时针方向 答案 选 B 详解 线圈第一次经过位置 时 穿过线圈的磁通量增加 由楞次定律 线圈中感应电 流的磁场方向向左 根据安培定则 顺着磁场看去 感应电流的方向为逆时针方向 当线圈 第一次通过位置 时 穿过线圈的磁通量减小 可判断出感应电流为顺时针方向 故选项 B 正确 3 2011 江门模拟 如图是某电磁冲击钻的原理图 若突然发现钻头 M 向右运动 则可能 是 用心 爱心 专心8 A 开关 S 闭合瞬间 B 开关 S 由闭合到断开的瞬间 C 开关 S 已经是闭合的 变阻器滑片 P 向左迅速滑动 D 开关 S 已经是闭合的 变阻器滑片 P 向右迅速滑动 答案 选 A C 详解 M 向右运动是阻碍磁通量的增加 原因是左边螺线管中电流的磁场增强 所以有两 种情况 一是 S 闭合 二是滑片 P 向左滑动 故 A C 对 4 2011 福州模拟 如图所示 绝缘水平面上有两个离得很近的导体环 a b 将条形磁铁沿 它们的正中向下移动 不到达该平面 a b 将如何移动 A a b 将相互远离 B a b 将相互靠近 C a b 将不动 D 无法判断 答案 选 A 详解 根据 BS 磁铁向下移动过程中 B 增大 所以穿过每个环中的磁通量都有增大的 趋势 由于 S 不可改变 为阻碍磁通量增大 导体环应该尽量远离磁铁 所以 a b 将相互远 离 5 电阻 R 电容器 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 图所示 现使磁铁开始下落 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 用心 爱心 专心9 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 答案 选 D 详解 在 N 极接近线圈上端的过程中 通过线圈的磁感线方向向下 磁通量增大 由楞次 定律可判定流过线圈的电流方向向下 外电路电流由 b 流向 a 同时线圈作为电源 下端 应为正极 则电容器下极板电势高 带正电 6 2011 杭州模拟 如图所示 一根长导线弯成如图 abcd 的形状 在导线框中通以直流电 在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环 P 环与导线框处于同一竖直平面内 当电 流 I 增大时 下列说法中正确的是 A 金属环 P 中产生顺时针方向的电流 B 橡皮筋的长度增大 C 橡皮筋的长度不变 D 橡皮筋的长度减小 答案 选 B 详解 导线框中的电流所产生的磁场在金属环 P 内的磁通量方向垂直于纸面向里 当电 流 I 增大时 金属环 P 中的磁通量向里且增大 由楞次定律和安培定则可知金属环 P 中产 生逆时针方向的感应电流 故 A 错 根据对称性及左手定则可知金属环 P 所受安培力的合力 方向向下 并且随电流 I 的增大而增大 所以橡皮筋会被拉长 故 B 正确 C D 错 用心 爱心 专心10 7 如图所示 水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ MN 当 PQ 在外力作 用下运动时 MN 在磁场力作用下向右运动 则 PQ 所做的运动可能是 A 向右加速运动 B 向左加速运动 C 向右减速运动 D 向左减速运动 答案 选 B C 详解 设 PQ 向右运动 用右手定则和安培定则判定可知穿过 L1的磁感线方向向上 若 PQ 向右加速运动 则穿过 L1的磁通量增加 用楞次定律判定可知通过 MN 的感应电流方向是 N M 对 MN 用左手定则判定可知 MN 向左运动 可见 A 选项不正确 若 PQ 向右减速运动 则穿过 L1的磁通量减少 用楞次定律判定可知通过 MN 的感应电流方向是 M N 用左手定 则判定可知 MN 向右运动 可见 C 正确 同理设 PQ 向左运动 用上述类似方法可判定 B 正确 而 D 错误 8 2011 皖南八校联考 如右图所示 一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中 场中 各点的磁感应强度为By y为该点到地面的距离 c为常数 B0为一定值 铝框平 B0 y c 面与磁场垂直 直径ab水平 空气阻力不计 铝框由静止释放下落的过程中 A 铝框回路磁通量不变 感应电动势为 0 B 回路中感应电流沿顺时针方向 直径ab两点间电势差为 0 C 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D 直径ab受安培力向上 半圆弧ab受安培力向下 铝框下落加速度大小可能等于g 答案 C 详解 由题意知 y越小 By越大 下落过程中 磁通量逐渐增加 A 错误 由楞次定 律判断 铝框中电流沿顺时针方向 但Uab 0 B 错误 直径ab受安培力向上 半圆弧ab 受安培力向下 但直径ab处在磁场较强的位置 所受安培力较大 半圆弧ab的等效水平 长度与直径相等 但处在磁场较弱的位置 所受安培力较小 这样整个铝框受安培力的合 力向上 故 C 正确 D 错误 用心 爱心 专心11 9 一长直铁芯上绕有一固定线圈M 铁芯右端与一木质圆柱密接 木质圆柱上套有一闭合 金属环N N可在木质圆柱上无摩擦移动 M连接在如右图所示的电路中 其中R为滑动变 阻器 E1和E2为直流电源 S 为单刀双掷开关 下列情况中 可观测到N向左运动的是 A 在 S 断开的情况下 S 向a闭合的瞬间 B 在 S 断开的情况下 S 向b闭合的瞬间 C 在 S 已向a闭合的情况下 将R的滑动头向c端移动时 D 在 S 已向a闭合的情况下 将R的滑动头向d端移动时 答案 C 详解 由楞次定律及左手定则可知 只要线圈中电流增强 即穿过N的磁通量增加 则 N受排斥而向右 只要线圈中电流减弱 即穿过N的磁通量减少 则N受吸引而向左 故 C 选项正确 10 如右图所示 金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上 棒ab与框架接触良 好 从某一时刻开始 给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场 并且磁场均匀增加 ab棒 仍静止 在磁场均匀增加的过程中 关于ab棒受到的摩擦力 下列说法正确的是 A 摩擦力大小不变 方向向右 B 摩擦力变大 方向向右 C 摩擦力变大 方向向左 D 摩擦力变小 方向向左 答案 B 详解 本题考查电磁感应规律和平衡条件 由法拉第电磁感应定律 ab中产生的电流 的大小恒定 方向由b到a 由左手定则 ab受到的安培力方向向左下方 F BIL 由于 B均匀变大 F变大 F的水平分量Fx变大 静摩擦力Ff Fx变大 方向向右 B 正确 本 题难度中等 11 磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为 2l的正方形范围内 有一个电阻为R 边 长为l的正方形导线框abcd 沿垂直于磁感线方向 以速度v匀速通过磁场 如图 28 所 示 从ab进入磁场时开始计时 1 画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象 2 判断线框中有无感应电流 若有 请判断出感应电流的方向 用心 爱心 专心12 解析 线框穿过磁场的过程可分为三个阶段 进入磁场阶段 只有ab边在磁场中 在磁场 中运动阶段 ab cd两边都在磁场中 离开磁场阶段 只有cd边在磁场中 答案 1 如图 29 所示 2 线框进入磁场阶段 电流方向逆时针 线框在磁场中运动阶段 无电流 线框离开磁场 阶段 电流方向顺时针 详解 1 线框进入磁场阶段 t为 0 线框进入磁场中的面积随时间成正比 l v S lvt 最后为 BS Bl2 线框在磁场中运动阶段 t为 l v 2l v 线框磁通量为 Bl2 保持不变 线框离开磁场阶段 t为 线框磁通量线性减小 最后为零 2l v 3l v 2 线框进入磁场阶段 穿过线框的磁通量增加 线框中将产生感应电流 由右手定则可知 感应电流方向为逆时针方向 线框在磁场中运动阶段 穿过线框的磁通量保持不变 无感应电流产生 线框离开磁场阶段 穿过线框的磁通量减小 线框中将产生感应电流 由右手定则可知 感应电流方向 为顺时针方向 12 17 分 如图所示 固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中