课件45张PPT。人教版·选修3-201课前新知预习 02课堂师生共研【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 第3节 楞次定律课后提升考能 新人教版选修3-2
知识点
基础
中档
稍难
楞次定律理解
1
楞次定律应用
2、3、4、5、6
7、9、10
左手定则
11
右手定则
8
12
1.关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
B．闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流
C．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化
答案 D
解析 电磁感应现象中，若磁通量减小，则感应电流的磁场与原磁场方向相同，选项A错误。若闭合线圈平面与磁场方向平行，则无论磁场强弱如何变化，穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电流，选项B错误。若线圈切割磁感线时，穿过线圈的磁通量不发生变化，则不能产生感应电流，选项C错误。只有选项D正确。
2．[2014·牡丹江高二检测](多选)如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是( )
A．向下运动 B．向上运动
C．向左平移 D．以上都不可能
答案 BC
解析 此题可通过逆向思维应用楞次定律来判定。由感应电流方向A→R→B，应用安培定则知感应电流在线圈内产生的磁场方向应是从上指向下，由楞次定律判得线圈内磁通量的变化应是向下减小或向上增加，由条形磁铁的磁感线分布知线圈内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、右平移，所以正确的答案是B、C。
3．[2015·宿州高二检测]某磁场磁感线如图，有一铜线圈自A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
A．始终顺时针
B．先顺时针再逆时针
C．始终逆时针
D．先逆时针再顺时针
答案 B
解析 由题图可知，磁场方向向上，线圈下落过程中，穿过线圈的磁通量先增加后减小，由楞次定律知，感应电流的磁场方向先向下后向上，所以线圈中感应电流的方向先沿顺时针再沿逆时针，B正确。
4．如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为 ( )
A．外环顺时针、内环逆时针
B．外环逆时针，内环顺时针
C．内、外环均为逆时针
D．内、外环均为顺时针
答案 B
解析 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且磁通量增加。由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由安培定则判断出感应电流的方向是在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项B正确。
5. [2015·大同高二检测]如图所示，直角导体滑轨MON固定在竖直平面内，该平面内有水平方向的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。导体棒两端被限制在滑轨上，可无摩擦地滑动。导体棒由图示位置(Oa＝Ob)释放，在下滑到水平位置的过程中，通过ab的感应电流方向是( )
A．始终由a→b B．始终由b→a
C．先由a→b，后由b→a D．先由b→a，后由a→b
答案 A
解析 ab棒由图示位置下滑到水平位置的过程中，穿过闭合回路aOb的磁通量逐渐减小到零。由楞次定律可知，ab中电流方向为a→b。选A。
6．[2015·邢台高二检测]如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时( )
①环A有缩小的趋势 ②环A有扩张的趋势 ③螺线管B有缩短的趋势 ④螺线管B有伸长的趋势
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
答案 C
解析 若电流I不变，要使A环中的磁通量增加，需使A环的面积减小。现在B中的电流I减小，穿过A环的磁通量减小，A环中产生的感应电流要起到“补偿”原磁通量的减小，环A的面积减小一些，即环A有缩小的趋势，故①正确。螺丝管B中每匝的电流方向相同，由于同向平行电流有相互吸引的作用力，而电流减小吸引力则减小，所以B有伸长的趋势，故④正确。
7．[2015·长春高二检测]绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示。线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起。若保持电键闭合，则( )
A．铝环不断升高
B．铝环停留在某一高度
C．铝环跳起到某一高度后将回落
D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
答案 D
解析 电键闭合的瞬间，回路中电流增大，穿过铝环的磁通量增大，根据楞次定律的广义表述，铝环受到向上的安培力以致向上跳起，从而阻碍磁通量的增加，这一现象与线圈中电流方向无关，D项正确。电键保持闭合时，线圈中电流不变，穿过铝环的磁通量不变，无上述现象发生，铝环停在原位置，A、B、C错误。
8．[2015·常州高二检测]如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑绝缘杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是( )
A．同时向左运动，间距增大
B．同时向左运动，间距不变
C．同时向左运动，间距变小
D．同时向右运动，间距增大
答案 C
解析 当将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，依据楞次定律可得：两个圆环皆阻碍条形磁铁的运动，对条形磁铁施加一个向右的作用力。依据牛顿第三定律可得：条形磁铁对两个圆环皆有一个反作用力，使两个圆环皆向左运动。依据磁场力的大小可知，右边的圆环受到的反作用力较大，运动的平均速度较大，而左边的圆环受到的反作用力较小，运动的平均速度较小，因此它们间的间距逐渐减小。另外，两个圆环产生的感应电流的方向相同，依据安培定则和左手定则可以判断，两个圆环之间是相互吸引的。
9．[2015·宁波高二检测]如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间作周期性变化的电流i，i-t图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在～时间内，矩形线框中感应电流的方向，下列判断正确的是( )
A．始终沿逆时针方向
B．始终沿顺时针方向
C．先沿逆时针方向然后沿顺时针方向
D．先沿顺时针方向然后沿逆时针方向
答案 B
解析 在～时间内，穿过线框的磁通量先向里减小后向外增加，由楞次定律可知感应电流的磁通量向里，故感应电流的方向始终沿顺时针方向，选B。
10．如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中的哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大( )
答案 B
解析 由“导体圆环对桌面的压力增大”分析可知螺线管对圆环有斥力作用。故螺线管中的电流应该增加(等效磁铁的磁性增强)，则要求磁通量的变化率逐渐增加，结合B－t图象分析，B对。
11．某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后，自己制作了一个手动手电筒。下图是手电筒的简单结构示意图，左右两端是两块完全相同的条形磁铁，中间是一根绝缘直杆，由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动，线圈两端接一灯泡，晃动手电筒时线圈也来回滑动，灯泡就会发光，其中O点是两磁极连线的中点，a、b两点关于O点对称。
(1)试分析其工作原理。
(2)灯泡中的电流方向是否变化。
答案 (1)见解析 (2)变化
解析 (1)线圈来回滑动时，穿过线圈的磁通量不断变化，线圈中产生感应电流，灯泡发光。
(2)线圈由a滑至b过程中，磁场方向向左，穿过线圈的磁通量先减小后增加，根据楞次定律，灯泡中电流方向先由右向左，后由左向右。
同样可判断线圈由b滑至a过程中，灯泡中电流方向先由右向左，后由左向右。所以线圈中电流方向不断变化。
12．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按图乙所示，将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)S闭合后，将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中，电流表的指针将如何偏转？
(2)线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？
(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？
(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针又将如何偏转？
答案 (1)向右偏转 (2)不偏转 (3)向右偏转 (4)向左偏转
解析 由图甲可知当电流从电表的正接线柱进入时，电流表指针左偏，即电流从哪一个接线柱进入电流表，其指针就会向哪个方向偏转。由图乙可知，当开关S闭合时，原线圈A中磁场的方向向上。(1)将螺线管A插入螺线管B的过程中，B中磁场方向向上且磁通量增加，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向应该向下，所以产生的感应电流从电流表负接线柱流入电表，故电流表的指针将向右偏转。(2)线圈A放在B中不动时，磁场不变，磁通量不变，无感应电流产生，电流表指针不偏转。(3)将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，A中电流增强，B中磁场方向向上且增强，情况同(1)。(4)突然断开S，B中磁场方向向上减弱，磁通量减少，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向应向上，所以产生的感应电流从电流表正接线柱流入电表，故电流表的指针将向左偏转。
【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 第3节 楞次定律随堂对点练 新人教版选修3-2
知识点一 对楞次定律的理解
1．关于楞次定律，可以理解为( )
A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场
B．感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动
C．若原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场同向；若原磁通量减少，感应电流的磁场跟原磁场反向
D．感应电流的磁场总是与原磁场反向
答案 B
解析 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，但阻碍不等于反向，楞次定律的另一种表述为“感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动”。
知识点二 楞次定律应用
2．[2015·杭州高二检测](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
答案 BC
解析 选取A环为研究对象，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，B环中感应电流的方向应为逆时针方向，故A错误、B正确；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C正确、D错误。
3．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，环中的感应电流方向相反
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的
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的
D．环在磁场中运动时，就已经有感应电流了
答案 B
解析 将环拉出时，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律即可判断出感应电流的方向。将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是沿顺时针方向的，选项B正确，选项A、C错误；另外，圆环在磁场中运动时，穿过圆环的磁通量没有改变，该情况无感应电流，故选项D错误。
知识点三 楞次定律、左手定则
4．[2015·黄冈高二检测](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
答案 BD
解析 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对，由楞次定律可知B逐渐减小，D对。
5. (多选)如图所示，导体AB、CD可在处于匀强磁场的两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
答案 AD
解析 “因动而生电”类问题用右手定则，“因电而受力”类问题用左手定则。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。
6. 如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左
B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右
D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右
答案 D
解析 从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动趋势，可理解为“来拒去留”。当条形磁铁移近矩形线圈时，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁铁的靠近，对磁铁产生一个斜向左上方向的作用力，根据牛顿第三定律，磁铁给线圈一个斜向右下方向的作用力，这个作用力的竖直分量使线圈受到的支持力FN大于mg，水平分量使线圈有向右运动的趋势。当磁铁移离线圈时，磁铁对线圈的作用力是指向右上方的，这个作用力的竖直分量使FN小于mg，水平分量使线圈有向右运动的趋势。综合所述，D正确。
