课时跟踪训练（六） 楞次定律

课时跟踪训练（六）  楞次定律A级—双基达标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]磁场垂直穿过一个圆形线框，由于磁场的变化，在线框中产生顺时针方向的感应电流，如图所示，则以下说法正确的是(　　)A．若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在增强B．若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱C．若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在增强D．若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱解析：选BC　线框所产生的感应电流为顺时针方向，由安培定则知感应电流的磁场垂直线框向里，由楞次定律中的“增反减同”可知，原因可能是方向垂直线框向里的磁场正在减弱或是方向垂直线框向外的磁场正在增强，故B、C正确。3．[多选]如图所示，有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一椭圆形导体框平放在桌面上。使导体框从左端进入磁场，从右端穿出磁场，下列说法正确的是(　　)A．导体框进入磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向B．导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向C．导体框全部在磁场中运动时，感应电流的方向为顺时针方向D．导体框全部在磁场中运动时，无感应电流产生解析：选BD　根据楞次定律，导体框进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向，导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向，导体框全部在磁场中运动时，穿过导体框的磁通量不变，没有感应电流产生，故选项A、C错误，B、D正确。4.航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是(　　)A．闭合开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势C．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去D．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射解析：选A　在闭合开关S的瞬间，线圈产生向右的磁场，穿过金属环的磁通量向右增大，则由楞次定律可知，金属环的感应电流从右侧看为顺时针方向，且金属环的面积有缩小的趋势，故A正确、B错误；若金属环放在线圈右侧，根据楞次定律可得，环将向右运动，故C错误；电池正负极调换后，根据楞次定律可得，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出，故D错误。5.如图所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是(　　)A．始终是沿顺时针方向B．始终是沿逆时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向解析：选D　带电微粒靠近圆形金属环的过程中，穿过圆形金属环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆形金属环中将产生逆时针方向的感应电流，当带电微粒远离圆形金属环时，圆形金属环中产生顺时针方向的感应电流。6．为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视，轨道平面磁场垂直地面向下，如图乙所示。则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈Ⅰ的电流方向为(　　)A．始终逆时针方向　　　　 B．始终顺时针方向C．先逆时针、再顺时针方向   D．先顺时针、再逆时针方向解析：选C　在列车经过线圈的上方时，由于列车上磁场的方向垂直地面向下，所以线圈内的磁通量方向垂直地面向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针、再顺时针方向，故C正确。7.如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的条形磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。在这个过程中，线圈中感应电流(　　)A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动解析：选A　矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中，穿过线圈的磁感线方向相反。由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少(为零)，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减小，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律可知感应电流的方向是沿abcd流动，故A正确。8．为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了一系列必备的实验仪器。请用导线将没有连接好的仪器正确连接成实验电路(用笔画线表示导线)。连接好电路后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，小线圈迅速插入到大线圈时，灵敏电流计指针将________。(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)解析：将电源、开关、滑动变阻器、小线圈串联成一个回路，再将灵敏电流计与大线圈串联成另一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，电路图如图所示。闭合开关时，穿过大线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏；闭合开关后，将小线圈迅速插入到大线圈的过程中，磁场方向不变，磁通量变大，电流计指针将向右偏转。答案：见解析图　向右偏9.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闭合后，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方向如图所示。(1)S闭合时，穿过右边线圈的磁通量Φ增大，由楞次定律可知，感应电流方向为b→a，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Φ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B级—选考提能10.如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下面说法中正确的是(　　)A．穿过线圈a的磁通量变大B．线圈a有收缩的趋势C．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大解析：选C　当滑动触头P向上滑动时接入电路的电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知通过线圈b的电流减小，b线圈产生的磁场减弱，故穿过线圈a的磁通量变小，故A错误；由楞次定律可知线圈a应有扩张的趋势，故B错误；根据b中的电流方向和安培定则可知b产生的磁场方向向下穿过线圈a，根据楞次定律，a中的感应电流的磁场要阻碍原来磁通量的减小，故a的感应电流的磁场方向也向下，根据安培定则可知线圈a中感应电流方向俯视时应为顺时针方向，故C正确；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑片P向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a对水平桌面的压力将减小，故D错误。11.[多选]如图所示，矩形闭合铜线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁置于薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)。当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生的感应电流的方向(从上向下看)是(　　)A．摩擦力方向一直向左B．摩擦力方向先向左、后向右C．感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针D．感应电流的方向为顺时针→逆时针解析：选AC　在磁铁刚运动至线圈下方到线圈处在磁铁中间的过程中，穿过线圈的磁通量向上，且先增大后减小，当线圈处在磁铁中间以后，穿过线圈的磁通量向下，且先增大后减小，所以感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针，故C正确，D错误；根据楞次定律可知，磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以摩擦力方向始终向左，故A正确，B错误。12.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，如图所示，从ab边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像。(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；若无，请说明理由。解析：导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)。(1)①导线框进入磁场阶段：t为0～，导线框进入磁场中的面积与时间成正比，S＝lvt，最后为Φ＝BS＝Bl2。②导线框在磁场中运动阶段：t为～，导线框磁通量为Φ＝Bl2，保持不变。③导线框离开磁场阶段：t为～，导线框磁通量线性减小，最后为0。磁通量随时间变化的图像如图所示。(2)导线框进入磁场阶段，穿过导线框的磁通量增大，导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。导线框在磁场中运动阶段，穿过导线框的磁通量保持不变，无感应电流产生。导线框离开磁场阶段，穿过导线框的磁通量减小，导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。答案：(1)见解析图(2)导线框进入磁场阶段，感应电流方向为逆时针方向；导线框在磁场中运动阶段，无感应电流；导线框离开磁场阶段，感应电流方向为顺时针方向。