2019-2020学年高中物理 课时跟踪检测（二）楞次定律 新人教版选修3-2

课时跟踪检测（二） 楞次定律一、选择题1多选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()解析：选cd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.多选如图所示，在直导线下方有一矩形线框(不考虑重力影响)，当直导线中通有方向如图所示的恒定电流，且直导线在矩形线框平面内远离矩形线框运动时，线框将()a有顺时针方向的电流b有逆时针方向的电流c靠近直导线d远离直导线解析：选ac根据安培定则，可知通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且磁通量减少。根据楞次定律，知感应电流的方向为顺时针方向，故b错误，a正确。根据左手定则，知线框上边所受安培力方向向上，下边所受安培力方向向下，离导线越近，磁感应强度越大，所以上边所受的安培力大于下边所受的安培力，则线框所受安培力的合力方向向上，将靠近直导线，故d错误，c正确。3.如图所示，当磁场的磁感应强度b增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为()a内环顺时针，外环逆时针b外环顺时针，内环逆时针c内、外环均为顺时针d内、外环均为逆时针解析：选a当磁场增强时，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强，其方向必然与正在增强的磁场方向相反，即垂直纸面向外，再应用安培定则可得，回路中的感应电流方向为：外环逆时针，内环顺时针，正确选项为a。4多选(2018全国卷)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是()a开关闭合后的瞬间，小磁针的n极朝垂直纸面向里的方向转动b开关闭合并保持一段时间后，小磁针的n极指向垂直纸面向里的方向c开关闭合并保持一段时间后，小磁针的n极指向垂直纸面向外的方向d开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的n极朝垂直纸面向外的方向转动解析：选ad根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的n极朝垂直纸面向里的方向转动，故a正确。同理d正确。开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的n极指北，故b、c错误。5.多选用一根轻质绝缘细杆将一导体环悬挂在o点，导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均不计。在如图所示的正方形区域内，有匀强磁场垂直于环的摆动面指向纸内。下列说法中正确的有()a环在摆动过程中机械能守恒b环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反c环通过最低点时，环中感应电流最大d最终环在匀强磁场中摆动时，机械能守恒解析：选bd环在进、出磁场阶段，穿过环的磁通量发生变化，有感应电流产生，且进、出磁场产生的感应电流方向相反，机械能转化为电能。环全部进入磁场后，穿过环的磁通量不变，无感应电流。因此，摆动过程中机械能不守恒。最终环在匀强磁场中摆动时，机械能守恒。综上所述，b、d正确。6.多选两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒ab和cd可以自由滑动。当ab在外力f作用下向右运动时，下列说法中正确的是()a导体棒cd内有电流通过，方向是dcb导体棒cd内有电流通过，方向是cdc磁场对导体棒cd的作用力向左d磁场对导体棒ab的作用力向左解析：选bd利用楞次定律，两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，ab向右运动时磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是bacdb。以此为基础，再根据左手定则进一步判定cd、ab的受力方向，经过比较可知b、d项正确。二、非选择题7.如图所示，试探究在以下四种情况中小磁针n极的偏转方向。(1)开关s闭合时；(2)开关s闭合后；(3)开关s闭合时，调节滑动变阻器使电流增强；(4)开关s断开时。解析：开关s闭合时，左边线圈的电流及磁场情况和穿过右边线圈磁通量的方向如图所示。(1)s闭合时，穿过右边线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流方向为ba，再由安培定则可知，n极指向垂直纸面向外的方向。(2)s闭合后，穿过右边线圈的磁通量不变，不产生感应电流，小磁针不偏转。(3)此种情况与(1)现象相同，即n极指向垂直纸面向外的方向。(4)此种情况与(1)现象相反，即n极指向垂直纸面向里的方向。答案：见解析一、选择题1.一个闭合金属线框的两边接有电阻r1、r2，线框上垂直放置一根金属棒ab，ab与线框接触良好，整个装置放在匀强磁场中，如图所示。当用外力使ab右移时，下列判断中正确的是()a穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流b框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行c框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行d框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行解析：选dab右移时，切割磁感线，根据右手定则，ab中的感应电流方向从a流向b，此时ab起着电源的作用，分别对两边电阻供电，如图所示，所以流过r1、r2的电流都由上而下地绕行，可知d正确。2.电阻r、电容器c与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，n极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在n极接近线圈上端过程中，流过r的电流方向和电容器极板的带电情况是()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：选d磁铁n极接近线圈的过程中，线圈中有向下的磁场，并且磁通量增加，由楞次定律可得，感应电流的方向为bra，故电容器下极板带正电，上极板带负电，d正确。3多选信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区如图所示。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是()aa、b、c三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生ba、b、c三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生ca、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同da、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反解析：选ada、b、c三位置处于磁性过渡区，经过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，a对b错。a、c两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反，感应电流方向相反，c错d对。4如图所示，四组同学分别作做探究电磁感应现象的实验装置，在一根较长的铁钉上用漆包线绕了两线圈a和b，将与线圈b相连的cd段漆包线水平置于小磁针的正上方，小磁针静止放在水平桌面上。若某一组同学在闭合开关s瞬间，从上向下俯视看，小磁针n极顺时针偏转，那么该组同学是用了下面哪组装置()解析：选b对于选项a、c，线圈b中没有电源，当开关闭合时，线圈b中磁通量不变，线圈b中没有电流，因此均不导致小磁针n极转动，故a、c错误；对于b项，电源通电的瞬间，线圈a中产生电流，根据安培定则，结合楞次定律，cd中电流的方向由c到d，cd导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针n极向纸内偏转，s极向纸外偏转，那么从上向下俯视看，小磁针n极顺时针偏转，故b正确；同理对于d项，可判断小磁针n极向纸外偏转，s极向纸内偏转，那么从上向下俯视看，小磁针n极逆时针偏转，故d错误。5.多选如图所示，aoc是光滑的金属导轨，ao沿竖直方向，oc沿水平方向，pq是一根金属直杆，如图所示立在导轨上，pq从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中q端始终在oc上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在pq滑动的过程中，下列判断正确的是()a感应电流的方向始终是由pqb感应电流的方向先是由pq，后是由qpcpq受磁场力的方向垂直于杆向左dpq受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右解析：选bd由题图可知，pq滑动过程中，回路poq面积先增大，后减小，因此通过回路的磁通量向外且先增大，后减小。由楞次定律可判断出回路中感应电流方向先是顺时针，后是逆时针，选项b正确；pq所受磁场力方向可由左手定则判断，当回路中感应电流方向是顺时针时，pq受磁场力的方向垂直于杆向左，当回路中感应电流方向是逆时针时，pq受磁场力的方向垂直于杆向右，选项d正确。二、非选择题6某同学在“探究感应电流的方向”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈a通过电流表甲、高阻值的电阻r、滑动变阻器r和开关s连接到电源上，线圈b的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表完全相同，零刻度线在表盘中央。闭合开关后，当滑动变阻器r的滑片p不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。(1)当滑片p较快地向左滑动时，电流表甲的指针的偏转情况是_，电流表乙的指针的偏转情况是_(填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是_(填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。(3)从上述实验可以初步得出结论：_。解析：由题图可知，电流由哪一侧接线柱流入电流表，电流表的指针就向哪一侧偏转。(1)当滑片p较快地向左滑动时，通电回路中的电流增大，电流表甲的指针向左偏，穿过线圈b的磁通量增大且原磁场方向向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由安培定则得，电流表乙的指针向右偏。(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭