2016-2017学年高二物理人教版选修3-2 第1-3 楞次定律 Word版含解析

2016-2017学年高二物理人教版选修3-2 第1-3 楞次定律 Word版含解析

绝密★启用前 ‎3.楞次定律 第Ⅰ部分 选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1．如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)‎ A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B．整个环中有顺时针方向的电流 C．整个环中有逆时针方向的电流 D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 ‎2．我国高温超导磁悬浮高速列车的车速已达到500 km/h，如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B放在磁铁A上，它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A上方的空中，则下列说法正确的是()‎ A．在B放入磁场过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失 B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在 C．如果A的N极朝上，B中感应电流的方向如图所示 D．如果A的N极朝上，B中感应电流的方向与图示方向相反 ‎3．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是(　　)‎ A．a→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b ‎4.如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆立在轨道上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是 (　　)‎ A．感应电流的方向始终是P→Q B．感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．PQ受磁场力的方向垂直于杆向左 D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左 ‎5．如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是(　　)‎ A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．减速向右运动D．加速向左运动 ‎6．如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直。若要在线圈中产生abcda方向的感应电流，可行的做法是(　　)‎ A．AB中电流I逐渐增大 B．AB中电流I先增大后减小 C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈 D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)‎ ‎7．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I减小时(　　)‎ A．环A有缩小的趋势 B．环A有扩张的趋势 C．螺线管B有缩短的趋势 D．螺线管B有伸长的趋势 ‎8．图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里。若电流计G中有电流通过，则ab棒的运动可能是(　　)‎ A．向左匀速运动 B．向右匀速运动 C．向左匀加速运动 D．向右匀减速运动 第Ⅱ部分非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。‎ ‎(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ‎ ‎(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向＿＿＿＿偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向　　　　＿＿＿＿＿＿偏转。(均选填“左”或“右”) ‎ ‎10．某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：‎ 探究Ⅰ：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路。然后进行如下操作：‎ ‎①ab与磁场保持相对静止；‎ ‎②让导轨与ab一起平行于磁感线运动；‎ ‎③让ab做切割磁感线运动。‎ 探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路。然后进行如下操作：‎ ‎①把条形磁铁放在螺线管内不动；‎ ‎②把条形磁铁插入螺线管过程中；‎ ‎③把条形磁铁拔出螺线管过程中。‎ 探究Ⅲ：如图丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路。然后进行如下操作：‎ ‎①闭合和断开开关瞬间；‎ ‎②闭合开关，A中电流稳定后；‎ ‎③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值。‎ 可以观察到：（请在（1）（2）（3）中填写探究中的序号）‎ ‎（1）在探究Ⅰ中，＿＿＿＿＿＿闭合回路会产生感应电流；‎ ‎（2）在探究Ⅱ中，＿＿＿＿＿＿闭合回路会产生感应电流；‎ ‎（3）在探究Ⅲ中，＿＿＿＿＿＿闭合回路会产生感应电流；‎ ‎（4）从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路的＿＿＿＿＿＿，闭合回路中就会产生感应电流。‎ ‎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？‎ ‎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，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是怎样的？‎ ‎3.楞次定律 参考答案与解析 ‎1.【答案】D ‎【解析】导体棒切割磁感线，由右手定则可知导体棒中电流方向由e流向f，所以环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流，D正确。‎ ‎2.【答案】BD ‎【解析】B进入磁场时，磁通量增加，将产生感应电流，这一电流在超导体中不会消失，B正确；根据楞次定律可确定D正确。‎ ‎3.【答案】D ‎【解析】当磁铁自上而下穿入线圈时，原磁场方向向下，磁通量增大，由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流从b→G→a；当磁铁向下离开线圈时，原磁场方向向下，磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流从a→G→b，D正确。‎ ‎4.【答案】B ‎【解析】在PQ杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形POQ内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断B正确，A错误；再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D错误。‎ ‎5.【答案】CD ‎【解析】N中产生顺时针方向的感应电流， M中必须是顺时针方向的电流减小，或逆时针方向的电流增大，故选项C、D。‎ ‎6.【答案】D ‎【解析】选项A、B、C的做法，通电直导线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量始终为零，不会产生感应电流；D项中线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)，穿过线圈的磁通量增大，线圈中会产生abcda方向的感应电流，选项D正确。‎ ‎7.【答案】AD ‎【解析】当B中通过的电流逐渐减小时，穿过A线圈中向右的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知，在线圈A中产生顺时针的感应电流(从左向右看)，A、B两环之间的作用力使A有缩小的趋势，故选项A正确；又因为B中电流减小，螺线管环与环之间作用的引力减小，螺线管B有伸长的趋势，故选项D正确。‎ ‎8.【答案】CD ‎【解析】当电流计中有电流通过时，说明流过电流计的电流是从上向下的，由右手螺旋定则可得出此感应电流的磁场方向为从上向下，若ab匀速运动，右边线圈中产生的感应电流是恒定的，则左边线圈中不会产生感应电流，A、B错误；若ab 向右匀减速运动，右边线圈中的电产生的磁通量在从下向上减小，故穿过左边线圈的磁通量在从上向下减小，该线圈中会产生从上向下的磁场，D正确；当ab向左匀加速运动，同样会在左边的线圈中产生从上向下的磁场，故C正确。‎ ‎9.【答案】(1)电流从正(负)接线柱流入时，电流表指针的偏转方向　(2)右　左 ‎【解析】(1)电流表没有电流通过时，指针在中央位置，要探究线圈中电流的方向，必须知道电流从正(负)接线柱流入时，指针的偏转方向。‎ ‎(2)闭合开关时，线圈A中的磁场增强，线圈B中产生的感应电流使电流表向右偏，则当向左移滑片时，会使线圈A中的磁场增强，电流表指针将向右偏；当线圈A抽出，在线圈B处的磁场减弱，线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏。‎ ‎10.【答案】（1）③（2）②③（3）①③（4）磁通量发生变化 ‎【解析】（1）在探究Ⅰ中，①ab与磁场保持相对静止，导体棒不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动，导体棒不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流；③让ab做切割磁感线运动，穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流，故选③；‎ ‎（2）在探究Ⅱ中，①把条形磁铁放在螺线管内不动，穿过螺线管的磁通量不变，不产生感应电流；②把条形磁铁插入螺线管过程中，穿过螺线管的磁通量发生变化，产生感应电流；③把条形磁铁拔出螺线管过程中，穿过螺线管的磁通量发生变化，产生感应电流，故选②③；‎ ‎（3）在探究Ⅲ中，①闭合和断开开关瞬间，穿过B螺线管的磁通量变化，产生感应电流；②闭合开关，A中电流稳定后，磁通量不变，不产生感应电流；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值，回路的电流强度发生变化，穿过B螺线管的磁通量变化，产生感应电流，故选①③；‎ ‎（4）从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。‎ ‎11.【答案】(1)压力变大　(2)收缩趋势 ‎【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。‎ ‎12.【答案】始终是abcd ‎【解析】如图所示，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向外，线框左移，磁通量变小，为阻碍这个方向的磁通量减小，感应电流的磁场方向也垂直纸面向外，所以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进，且合磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即垂直纸面向外，所以感应电流还是abcd。‎