人教版 (新课标)选修33 楞次定律同步达标检测题

2013-2014学年高中物理 第四章第三节 楞次定律知能演练轻松闯关 新人教版选修3-2

1．(2013·宁夏银川一中高二检测)在电磁感应现象中，下列说法中错误的是(　　)

A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化

B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流

C．闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流

D．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反

解析：选BCD.由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化，并不一定与原磁场方向相反，故选项A正确、选项D错误；若闭合线框平行于磁场放置，则无论是磁场变化，还是线框做切割磁感线的运动，穿过闭合线框的磁通量都不变，都不会有感应电流产生．所以选项B、C均错误．故选BCD.

2.

老师做了一个物理小实验让学生观察：如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)

A．磁铁插向左环，横杆发生转动

B．磁铁插向右环，横杆发生转动

C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动

D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

解析：选B.左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动．右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动．故选B.

3.

(2013·河北省冀州中学高二上学期期末)电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，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(　　)

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.在磁体自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针绕向(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电，故选D.

4.

如图所示，导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通．当导体棒AB向左移动时(　　)

A．AB中感应电流的方向为A到B

B．AB中感应电流的方向为B到A

C．CD向左移动

D．CD向右移动

解析：选AD.由右手定则可判断AB中感应电流方向为A到B，从而CD中电流方向为C到D.导体CD所受安培力方向由左手定则判断知向右，所以CD向右移动．故选AD.

5．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________(选填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．

解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abdc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纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，穿过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．

答案：收缩　变小

一、选择题

1．(单选)如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是(　　)

A．向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反

B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向

C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向

D．将圆环拉出磁场过程中，环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生

解析：选B.圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量变化的情况，不论向左或向右将圆环拉出磁场，圆环中垂直纸面向里的磁感线都要减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用安培定则可以判断出感应电流方向沿顺时针方向．圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变，只有圆环离开磁场，环的一部分在磁场中，另一部分在磁场外时，环中磁通量才发生变化，环中才有感应电流．故选B.

2.

(多选)如图所示，光滑U形金属框架放在水平面内，上面放置一导体棒，有匀强磁场B垂直框架所在平面，当B发生变化时，发现导体棒向右运动，下列判断正确的是(　　)

A．棒中电流从b→a　　　　　 B．棒中电流从a→b

C．B逐渐增大   D．B逐渐减小

解析：选BD.ab棒是因“电”而“动”，所以ab棒受到的安培力向右，由左手定则可知电流方向a→b，故B正确，由楞次定律可知B逐渐减小，D正确．故选BD.

3．(单选)一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导电回路，如图所示．当磁铁运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向分别是(　　)

A．顺时针，逆时针

B．逆时针，顺时针

C．顺时针，顺时针

D．逆时针，逆时针

解析：选B.当磁铁接近线圈时，线圈中的磁通量向下增加，由“增反减同”，得知感应电流的磁场方向向上，再由安培定则知线圈中感应电流的方向为俯视逆时针；当磁铁从线圈中穿出时，原磁场方向不变仍向下，但穿过线圈的磁通量要减少，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流为俯视顺时针，故选B.

4．(单选)英国物理学家保罗·狄拉克在1931年利用数学公式预言磁单极子存在．如图所示，如果有一个磁单极子(单N极)从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过．那么(　　)

A．线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向

B．线圈中感应电流的方向是沿QMP方向

C．线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向

D．线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向

解析：选B.将磁单极子(单N极)，理解为其磁感线都是向外的，根据楞次定律和安培定则可知选项B正确．

5．(多选)两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则(　　)

A．A可能带正电且转速减小

B．A可能带正电且转速增大

C．A可能带负电且转速减小

D．A可能带负电且转速增大

解析：选BC.选取A环研究，若A环带正电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向里增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向外，故B正确，A错误；若A环带负电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向外增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向里，B环中感应电流的方向应为顺时针方向，故D错误，C正确．故选BC.

6．(多选)如图所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小时，则(　　)

A．环M有缩小的趋势

B．环M有扩张的趋势

C．螺线管N有缩短的趋势

D．螺线管N有伸长的趋势

解析：选AD.对通电螺线管，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以匝间距增大；对金属环，穿过的磁通量也随之减少，由于内外磁场从两方向穿过金属环，面积减小才能阻碍磁通量的减少，金属环有缩小的趋势，故选AD.

7．(单选)如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是(　　)

A．同时向左运动，间距变大

B．同时向左运动，间距变小

C．同时向右运动，间距变小

D．同时向右运动，间距变大

解析：选B.当条形磁铁向左运动靠近两环时，两环中的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动，又由于两环中的感应电流方向相同，两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力，因而两环间的距离要减小．故选B.

8．(单选)如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是(　　)

A．金属环在下落过程中的机械能守恒

B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量

C．金属环的机械能先减小后增大

D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力

解析：选B.金属环在穿越磁铁的过程中，环中产生感应电流，产生的安培力对环来讲是阻力，把机械能转化为电能，A、C错误，B正确；由牛顿第三定律知，环对磁铁的磁场力是向下的，但环到条形磁铁中间的瞬间无感应电流，此时相互作用力为0，故D错误．故选B.

☆9.(单选)如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是(　　)

A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

解析：选A.t1～t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外，线圈外部产生的磁场方向向里，线圈B的磁通量是穿出的．由于线圈A中的电流增加，故穿过线圈B的磁通量增加，因而根据楞次定律，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋势，故A正确，B、C、D都错误．

☆10.(多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是(　　)

A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点

B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势

C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点

D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点

解析：选BD.当金属棒ab向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒中产生恒定的感应电动势，由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点．又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与d点等电势．

当金属棒ab向右做加速运动时，由右手定则可推断φb＞φa，电流沿逆时针方向．由金属棒运动的速度增大，可知金属棒ab两端的电压不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所以右边的线圈中向上的磁通量不断增加．由楞次定律可判断右边电路中的感应电流的方向应沿逆时针方向，而在右线圈绕成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上．把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点．故选BD.

二、非选择题

11．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，当用一条形磁铁由上向下插向圆环时，试问：

(1)圆环对桌面的压力怎样变化？

(2)圆环有收缩的趋势还是扩张的趋势？

解析：(1)根据楞次定律的推广含义“来拒去留”，圆环与磁铁之间相互排斥，从而使圆环对桌面的压力变大．

(2)根据楞次定律的推广含义“增缩减扩”，磁铁插向圆环时，穿过圆环的磁通量增加，所以圆环有收缩的趋势．

答案：见解析

12．如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向同大小的电流I，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速运动，在移动过程中，线框中感应电流方向怎样？

解析：线框在两电流中线OO′的右侧时，穿过线框的合磁通量垂直纸面穿出，线框左移，合磁通量变小，为了阻碍这个方向的磁通量减小，感应电流的方向就是abcd.

当线框跨越两电流中线OO′时，线框的合磁通量由穿出变为穿入，感应电流还是abcd.

线框再左移，线框合磁通量穿入且增加，感应电流方向还是abcd.

所以线框中感应电流方向始终是abcd.

答案：始终是abcd