高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-2

《高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第1節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-2（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

感應(yīng)電流的方向 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定(　　) A．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向 C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同 【解析】　 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙磁通量，它和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可以同向，也可以反向． 【答案】　C 2．如圖218所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下．當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(但未插入線圈內(nèi)部)(　　) 圖218 A．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 C．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 D．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 【解析】　當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以線圈上端為N極．根據(jù)安培定則，判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同． 【答案】　B 3．(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖219所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870023】 圖219 A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→C B．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→D C．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左 D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右 【解析】　AB棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則知，感應(yīng)電流的方向由B→A，故在CD中電流由C→D，A錯(cuò)，B對(duì)．再由左手定則判CD所受安培力為向右，C錯(cuò)，D對(duì)． 【答案】　BD 4．如圖2110所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的．若用磁鐵分別靠近這兩個(gè)圓環(huán)，則下面說法正確的是(　　) 圖2110 A．圖中磁鐵N極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)被吸引，而后被推開 B．圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運(yùn)動(dòng) C．用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí)，B環(huán)被推斥，遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動(dòng) D．用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)均被排斥 【解析】　根據(jù)楞次定律的推廣含義，用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)均被排斥，遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)被吸引，A、B錯(cuò)誤，D正確；用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí)，B環(huán)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B環(huán)不動(dòng)，C錯(cuò)誤． 【答案】　D 5．如圖2111所示，導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I，當(dāng)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中，線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870024】 圖2111 A．先abcd，后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba C．始終dcba D．先dcba，后abcd，再dcba 【解析】　線框在直導(dǎo)線左側(cè)時(shí)，隨著線框向右運(yùn)動(dòng)，磁通量增加，根據(jù)楞次定律線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba.在線框的cd邊跨過直導(dǎo)線后，如圖所示，根據(jù)右手定則ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閏→d.線框全部跨過直導(dǎo)線后，隨著向右運(yùn)動(dòng)，磁通量減少，根據(jù)楞次定律知線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba.故選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 6．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖2112所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律．當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流表的感應(yīng)電流方向是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870025】 圖2112 A．a(chǎn)→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b 【解析】　條形磁鐵自上而下穿入線圈時(shí)，磁場(chǎng)方向向下，由楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，再應(yīng)用安培定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)，即b→G→a.同理可以判斷出條形磁鐵穿出線圈的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(俯視)，即a→G→b. 【答案】　D 7．如圖2113所示，一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎成如圖中abcd的形狀，在導(dǎo)線框中通以直流電，在框的正中間用絕緣的橡皮筋懸掛一個(gè)金屬環(huán)P，環(huán)與導(dǎo)線框處于同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)電流I增大時(shí)，下列說法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870026】 圖2113 A．金屬環(huán)P中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流 B．橡皮筋的長(zhǎng)度增大 C．橡皮筋的長(zhǎng)度不變 D．橡皮筋的長(zhǎng)度減小 【解析】　導(dǎo)線框中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于紙面向里，當(dāng)電流I增大時(shí)，金屬環(huán)P中的磁通量增大，由楞次定律和安培定則可知金屬環(huán)P中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)對(duì)稱性及左手定則可知金屬環(huán)P所受安培力的合力方向向下，并且隨電流I的增大而增大，所以橡皮筋會(huì)被拉長(zhǎng)，故B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)． 【答案】　B 8．(多選)如圖2114所示，一用絕緣材料做的玩偶兩腳固定在矩形閉合線圈兩個(gè)邊上，現(xiàn)將其放置在水平薄板上，有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度)，當(dāng)磁鐵勻速向右通過線圈時(shí)，玩偶卻靜止不動(dòng)，那么下列說法正確的是(　　) 圖2114 A．線圈受摩擦力方向一直向左 B．線圈受摩擦力方向先向左、后向右 C．感應(yīng)電流的方向順時(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針(從上向下看) D．感應(yīng)電流的方向順時(shí)針→逆時(shí)針(從上向下看) 【解析】　根據(jù)楞次定律“阻礙”的效果，阻礙導(dǎo)體、磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．當(dāng)蹄形磁鐵接近線圈時(shí)，線圈有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力方向向左，當(dāng)蹄形磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，兩者吸引，線圈仍有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力方向仍向左，A對(duì)，B錯(cuò)．穿過線圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的減少．由楞次定律知，從上往下看，感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針，再逆時(shí)針，最后順時(shí)針，C對(duì)，D錯(cuò)． 【答案】　AC [能力提升] 9．如圖2115所示，MN是一根固定的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€左邊，兩者彼此絕緣．當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時(shí)，線框整體受力情況為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870027】 圖2115 A．受力向右 B．受力向左 C．受力向上 D．受力為零 【解析】　本題可用兩種解法： 解法一：根據(jù)安培定則可知通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布如圖所示．當(dāng)直導(dǎo)線上電流突然增大時(shí)，穿過矩形回路的合磁通量(方向向外)增大，回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，因ad、bc兩邊對(duì)稱分布，所受的安培力合力為零．而ab、cd兩邊雖然通過的電流方向相反，但它們所在處的磁場(chǎng)方向也相反，由左手定則可知它們所受的安培力均向右，所以線框整體受力向右，A正確． 解法二：從楞次定律的另一表述分析可知當(dāng)MN中電流突然增大時(shí)，穿過線框的磁通量增大，感應(yīng)電流引起的結(jié)果必是阻礙磁通量的增大，即線框向右移動(dòng)，故線框整體受力向右，A正確． 【答案】　A 10．如圖2116所示，在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自東向西穩(wěn)定、強(qiáng)大的直流電流．現(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線圈(線圈中串聯(lián)有靈敏電流計(jì)，圖中未畫出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置．不考慮地磁場(chǎng)的影響，且檢測(cè)線圈位于水平面內(nèi)．現(xiàn)使線圈從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過直導(dǎo)線的上方并繼續(xù)移動(dòng)至距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處，在此過程中，俯視檢測(cè)線圈，其中的感應(yīng)電流的方向是(　　) 圖2116 A．先順時(shí)針后逆時(shí)針 B．先逆時(shí)針后順時(shí)針 C．先逆時(shí)針后順時(shí)針，再逆時(shí)針 D．先順時(shí)針后逆時(shí)針，再順時(shí)針 【解析】　根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍的磁感線的分布特點(diǎn)，檢測(cè)線圈由遠(yuǎn)處移至直導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)有向下的分量，磁通量先增大后減小，由楞次定律和安培定則可知，線圈中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，當(dāng)檢測(cè)線圈由直導(dǎo)線正上方移至遠(yuǎn)處時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)有向上的分量，磁通量先增大后減小，由楞次定律和安培定則可知，線圈中的電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針，所以C正確． 【答案】　C 11.如圖2117所示，水平平行的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)＝1 m，左端接有定值電阻R＝2 Ω，金屬棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，PQ的電阻為r＝0.5 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下運(yùn)動(dòng)，求： 圖2117 (1)棒PQ中感應(yīng)電流的方向； (2)棒PQ中哪端電勢(shì)高； (3)棒PQ所受安培力的方向； (4)棒PQ的最大速度. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870028】 【解析】　(1)根據(jù)右手定則可知電流方向由Q→P. (2)棒PQ相當(dāng)于電源，電流在PQ上由負(fù)極流向正極，故P端電勢(shì)高． (3)由左手定則知，PQ棒所受安培力方向水平向左． (4)由于向左的安培力增大，故PQ棒做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F安＝F時(shí)，PQ棒的速度最大，設(shè)為v，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝BLv，回路電流：I＝.由F＝F安知F＝BIL，得：v＝＝5 m/s，方向水平向右． 【答案】　(1)Q→P　(2)P端　(3)水平向左 (4)5 m/s，方向水平向右 12.如圖2118所示，水平的平行虛線間距為d＝50 cm，其間有B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為l＝10 cm，線圈質(zhì)量m＝100 g，電阻為R＝0.20 Ω.開始時(shí)，線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣距離為h＝80 cm.將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等．(g取10 m/s2)，求： 圖2118 (1)線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生電流的大小和方向； (2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱Q. 【解析】　(1)線圈由1位置到2位置做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)在2位置時(shí)速度為v0 v＝2gh E＝Blv0 I＝ 由以上三式可得：I＝2 A 方向：逆時(shí)針． (2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2位置到3位置產(chǎn)生的電熱，而2、3位置動(dòng)能相同，由能量守恒Q＝mgd＝0.50 J. 【答案】　(1)2 A　逆時(shí)針　(2)0.50 J