2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业（3）楞次定律

2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业（3）
楞次定律
1.如图所示，一金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是(?? )
A.使匀强磁场均匀增大
B.使圆环绕水平轴ab如图转动30°
C.使圆环绕水平轴cd如图转动30°
D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动
2.如图所示，铜盘水平放置，磁场竖直向下穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，从上往下看铜盘沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是(?? )
A.回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘
B.回路中电流方向不变，且b从导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘
C.回路中有方向周期性变化的电流
D.回路中没有磁通量变化，没有电流
3.著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘圆盘上中部安一个线圈，并接有电源，圆盘的四周固定有许多带负电的小球，将整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是( )
A.圆盘将逆时针转动(俯视) B.圆盘将顺时针转动(俯视)
C.圆盘不会转动 D.圆盘先逆时针转再顺时针转(俯视)
4.如图所示，一根长导线弯曲成“n”形，通以电流I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中，下列判断正确的是( )
A.金属环中无感应电流产生
B.金属环中有顺时针方向的感应电流
C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力
D.悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力
5.在水平面内有一固定的形裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示.下列说法中正确的是(? ?)
A.只有当磁场方向向上且增强， 杆才可能向左移动
B.只有当磁场方向向下且减弱， 杆才可能向右移动
C.无论磁场方向如何，只要磁场减弱， 杆就可能向右移动
D.当磁场变化时， 杆中一定有电流产生，且一定会移动
6.现代汽车中有一种防抱死系统(简称ABS)，该系统有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右侧紧靠有一个绕有线圈的条形磁体，磁体的左端是S极，右端是N极，M是一个电流检测器.当车轮带动齿轮转动时，这时由于铁齿靠近或离开线圈时，使穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生了感应电流.这个脉冲电流信号经放大后去控制制动系统，可有效地防止车轮制动时被抱死.在齿A从图示位置顺时针转到虚线位置过程中，M中的感应电流方向为( )
A.一直从右向左 B.一直从左向右
C.先从右向左，后从左向右 D.先从左向右，后从右向左
7.根据外媒某军事杂志一篇关于中国航母的报道，其猜测中国自行设计建造的第三艘国产航母将采用电磁弹射装置，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.金属环向左运动过程中将有扩张趋势
B.若将金属环置于线圈的右侧，环将不能被弹射出去
C.若将电源正、负极调换，金属环不能被向左弹射
D.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
8.关于楞次定律，下列说法正确的是(?? )
A.感应电流的磁场总是和引起感应电流的磁场方向相反
B.感应电流的磁场总是和引起感应电流的磁场方向相同
C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场总是和引起电磁感应的磁场方向相同
9.如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线骑行，该处地磁场的水平分量方向由南向北，竖直分量方向竖直向下.自行车车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象， 下列结论正确的是(? ?)
A.图示位置中辐条A点电势比B点电势低
B.图示位置中辐条A点电势比B点电势高
C.自行车左车把的电势比右车把的电势高
D.自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车右车把电势高
10.如图所示，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间( )
A.两小线圈会有相互靠拢的趋势
B.两小线圈会有相互远离的趋势
C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向
D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向
11.如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴转动.从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )
A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C.线圈转动时将产生变化的电流 D.线圈转动时感应电流的方向始终是
12.一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转.现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出，如图所示.请完成下列填空:
(1)图(甲)中灵敏电流计指针的偏转方向为_____.(填“偏向正极”或“偏向负极”)
(2)图(乙)中磁铁下方的极性是________.(填“N极”或“S极”)
(3)图(丙)中磁铁的运动方向是_________.(填“向上”或“向下”)
(4)图(丁)中线圈从上向下看的电流方向是__________.(填“顺时针”或“逆时针”)
答案以及解析
1.答案：A
解析：若圆环中存在题干中要求的感应电流，则根据右手螺旋定则知圆环中感应电流的磁场方向竖直向下，与原磁场的方向相反，说明磁通量在增加，只有A正确
2.答案：B
解析：根据右手定则判断，回路中电流方向不变，从b导线流进灯泡，再从a导线流进旋转的铜盘，故B正确.
3.答案：A
解析：当电源接通的瞬间，由安培定则可知，线圈内的磁场方向向上，线圈中的电流增大将产生增强的磁场，则穿过绝缘圆盘的磁通量增加，根据电磁场理论可知，变化的磁场会产生电场，根据楞次定律可知，线圈周围产生顺时针方向的电场，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则带负电的小球会受到逆时针方向的电场力，故圆盘将逆时针转动(俯视)，A选项正确，B、C、D选项错误.
4.答案：C
解析：根据安培定则可知，“n”形导线中电流在金属环C处的磁场方向为垂直于纸面向里且增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向，故A，B错误；根据左手定则可知，金属环任一点受安培力的方向指向圆心，由于导线弯曲成“n”形，所以金属环C下边圆弧受到的向上安培力小于上边圆弧受到的向下安培力，总的安培力向下，因此悬挂金属环的竖直线拉力增大，故C正确，D错误.
5.答案：C
解析：根据楞次定律中“增缩减扩”的原理，无论磁场方向如何，只要磁场增强，导体棒就可能向左移动，只要磁场减弱，导体棒就可能向右移动，A、B错误，C正确.当磁场变化时， 杆中一定有电流产生， 杆也一定受安培力，但如果安培力小于金属杆与框架间的最大静摩擦力，则杆不会移动，D错误.?
6.答案：D
解析：当铁齿靠近磁铁时被磁化，产生的磁场方向向右，齿轮从图示位置按顺时针方向转动的过程中，先是A下面的齿离开，穿过线圈的磁通量向右减小，接着A齿靠近，穿过线圈的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，M中感应电流方向先从左向右，后从右向左，A、B、C错误，D正确.
7.答案：D
解析：当固定线圈上突然通过直流电流时，穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知，金属环被向左弹射的瞬间，还有收缩的趋势，故A错误；若金属环放在线圈右侧，根据“来拒去留”可知，金属环将向右运动，故B错误；根据“来拒去留“可知，当固定线圈上突然通过直流电流时，金属环会受到向左的力的作用，与电源的正、负极无关，故C错误；线圈中电流从左侧流入，根据右手螺旋定则可知，环内磁场方向向右，在闭合开关S的瞬间，磁场变强，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，故D正确.
8.答案：CD
解析：当引起感应电流的磁通量增大时.感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相反，而当引起感应电流磁通量减小时.感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故AB错，CD对.
9.答案：AC
解析：自行车从东往西行驶时，辐条切割地磁场水平分量的磁感线，根据右手定则判断可知，图示位置中辐条A点电势比点电势低，故A正确，B错误；自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则知，左车把的电势比右车把的电势高，故C正确；自行车左拐改为南北骑向，自行车车把仍切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则可知左车把的电势仍然高于右车把的电势，D错误.
10.答案：BC
解析：根据右手螺旋定则可知，通电瞬间，因矩形金属框内部的磁场比外部强，所以左边小线圈内有向外的磁通量且增大；同理，右边小线圈也一样，因此左、右小线圈内的磁通量均增大，根据楞次定律可知，两小线圈中感应电流方向都沿顺时针方向，再由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知，两小线圈会有相互远离的趋势，故B、C正确，A、D错误.
11.答案：BC
解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生大小和方向都变化的电流，故C正确，D错误；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度，故A错误，B正确.
12.答案：(1)偏向正极
(2)S极
(3)向上
(4)顺时针
解析：(1)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向(从上向下看)为逆时针方向，即电流从正接线柱流入电流计，指针偏向正极.
(2)由题图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，又知穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为S极.
(3)原磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁通量减小，磁铁向上运动.
(4)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律可知，感应电流方向(从上向下看)为顺时针方向.
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