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2018_2019学年高中物理课时分层作业3楞次定律教科版选修3_2

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                      课时分层作业(三) 楞次定律

                                 [基础达标练]
                         (时间:15    分钟 分值:50      分)
    一、选择题(本题共        6 小题,每小题      6 分,共  36 分)
    1.(多选)关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是(  )
                                                          【导学号:24622022】
    A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化
    B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同
    C.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相反
    D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反
    AD [根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化,A                           项正确;感应电
流的磁场方向在原磁通量增加时与原磁场方向相反,在原磁通量减小时与原磁场方向相同,
B、C  项错误,D    项正确.]
    2.如选项图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的轴线
运动,使圆环内产生了感应电流.下列四幅图中,产生的感应电流方向与条形磁铁的运动
情况相吻合的是(  )


    D [选项   A,磁场向上减弱,由增反减同知感应电流为俯视逆时针,选项                          A 错误;选
项  B,磁场向上增强,由增反减同知感应电流为俯视顺时针,选项                          B 错误;选项    C,磁场向
下减弱,由增反减同知感应电流为俯视顺时针,选项                      C 错误;选项     D,磁场向下增强,由
增反减同知感应电流为俯视逆时针,选项                  D 正确.]
    3.如图  1­4­12 所示,通电导线       MN 与单匝矩形线圈      abcd 共面,位置靠近       ab 且相互绝
缘.当   MN 中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向(  )


                                    图  1­4­12
    A.向左                               B.向右
    C.垂直纸面向外                           D.垂直纸面向里
    B [当  MN 中电流突然减小时,单匝矩形线圈              abcd 垂直纸面向里的磁通量减小,根据
楞次定律,单匝矩形线圈           abcd 中产生的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可知,线
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圈所受安培力的合力方向向右,选项                B 正确.]
    4.如图   1­4­13 所示,当磁场的磁感应强度           B 增强时,内、外金属环上的感应电流的
方向应为(  )


                                    图  1­4­13
    A.内环顺时针,外环逆时针
    B.内环逆时针,外环顺时针
    C.内、外环均为顺时针
    D.内、外环均为逆时针
    A [磁场增强,则穿过回路的磁通量增大,故感应电流的磁场向外,由安培定则知电
流对整个电路而言应沿逆时针方向,即外环逆时针,内环顺时针,选项                              A 正确.]
    5.某实验小组用如图        1­4­14 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(  ) 
                                                          【导学号:24622023】


                                    图  1­4­14
    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
    D [(1)确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下.
    (2)明确回路中磁通量变化的情况:向下的磁通量增加.
    (3)由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中感应电流产生的磁场方向向上.
    (4)应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视),即从                         b→G→a.
    同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中,向下的磁通量减小,由楞次定律可得:线
圈中将产生顺时针的感应电流(俯视),电流从                   a→G→b.]
    6.如图   1­4­15 所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻                         R.金属棒
ab 与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向
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下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab                 始终保持静止,下列说法正确的是(  )


                                    图  1­4­15
    A.ab 中的感应电流方向由         b 到 a
    B.ab 中的感应电流逐渐减小
    C.ab 所受的安培力保持不变
    D.ab 所受的静摩擦力逐渐减小
    D [A 错:根据楞次定律,ab         中感应电流方向由        a 到 b.
                 ΔB         ΔB                          E
    B 错:根据    E= Δt ·S,因为   Δt 恒定,所以     E 恒定,根据    I=R+r知,回路中的感应电
流恒定.
    C 错:根据    F=BIl,由于    B 减小,安培力      F 减小.
    D 对:根据平衡条件,静摩擦力            f=F,故静摩擦力减小.]
    二、非选择题(14      分)
    7.如图   1­4­16 所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈                     A 和 B.将线圈   B 的
两端与漆包线      CD 相连,使    CD 平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上
开关的瞬间,小磁针         N 极的偏转情况.线圈         A 中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?


                                    图  1­4­16
    【解析】 在开关合上的瞬间,线圈                A 内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断
出此时线圈     A 在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈                             B 内感
应电流的磁场应该阻碍线圈            B 内的磁通量的增加,即线圈           B 内感应电流的磁场方向是向左
的.由安培定则可判断出线圈             B 内感应电流流经      CD 时的方向是由      C 到 D.再由安培定则可
以知道直导线      CD 内电流所产生的磁场在其正下方是垂直于纸面向里,因此,小磁针                            N 极应
该向纸内偏转.线圈         A 内电流稳定后,CD       内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来的
位置.
    【答案】 见解析
                                 [能力提升练]
                         (时间:25    分钟 分值:50      分)
    一、选择题(本题共        5 小题,每小题      6 分,共  30 分)
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    1.如图   1­4­17 所示,ab   是一个可绕垂直于纸面的轴转动的闭合矩形导线框,当滑动
变阻器的滑片      P 自左向右滑动时,从纸外向纸内看,线框                 ab 将(  )


                                    图  1­4­17
    A.保持静止不动
    B.逆时针转动
    C.顺时针转动
    D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向
    C [无论电源极性如何,两电磁铁中间的区域内均产生水平方向的匀强磁场,当滑片
P 自左向右滑动时,电流减小,穿过导线框                 ab 的磁通量减少,由楞次定律的“动态规律”
知,线框    ab 应顺时针转动.故选项          C 正确.]
    2. (多选)如图    1­4­18 所示,金属导轨上的导体棒           ab 在匀强磁场中沿导轨做下列运动
时,铜制线圈      c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引的是   (  )
                                                          【导学号:24622024】


                                    图  1­4­18
    A.向右做匀速运动                          B.向左做减速运动 
    C.向右做减速运动                          D.向右做加速运动
    BC [当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,无感应电
流出现,A    项错误;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判定回路中出现从                             b→a  的感
应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知                                   c 中出
现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B                    项正确;同理可判定         C 项正确,D    项错
误.]
    3.如图   1­4­19 所示,A   为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在
A 的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环                B,使   B 的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶
木盘   A 的轴线  OO′重合,现使胶木盘         A 由静止开始绕其轴线         OO′按箭头所示方向加速转动,
则  (  )
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                                    图  1­4­19
    A.金属环    B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大
    B.金属环    B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小
    C.金属环    B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小
    D.金属环    B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大
    B [胶木圆盘     A 由静止开始绕其轴线         OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,
环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过                     B 的磁通量向下,且增大,根据楞次定
律,感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上
的运动趋势,所以丝线的拉力减小.故                 B 项正确,A、C、D     项错误.]
    4.(多选)如图     1­4­20 所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流电                   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(  )


                                    图  1­4­20
    A.金属环中无感应电流产生
    B.金属环中有逆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 的坚直线的拉力小于环的重力
    BC [Φ=BS,S    不变,I   增大,B    增大,所以有感应电流产生,A            项错误.由楞次定律
得,感应电流方向沿逆时针,B             正确.由圆的上半部分          B 大于下半部分,所以安培力以上

半圆为主,I     方向向左,B      垂直纸面向里,F       安方向向下,所以       F 拉=mg+F  安,拉力大于重
力,C   项正确,D    项错误.]
    5.如图   1­4­21 甲所示为放在同一水平面内的两个闭合同心圆形线圈                      A、B,线圈    A 中
通入如图    1­4­21 乙所示的电流,t=0        时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),则下列说
法中不正确的是(  )
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                              甲         乙
                                    图  1­4­21

    A.在  t1~t2 时间段内,线圈       B 内有顺时针方向的电流,线圈            B 有扩张的趋势

    B.在  t1~t2 时间段内,线圈       B 内感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里

    C.在  0~t1 时间段内,线圈       B 内有逆时针方向的电流

    D.在  0~t1 时间段内,线圈       B 有收缩的趋势

    C [在  t1~t2 时间段内,线圈       A 中的电流为逆时针方向,产生的磁场垂直纸面向外且
是增大的,由此可判定线圈            B 中的电流为顺时针方向,产生的磁场方向垂直纸面向里,线

圈  A、B 中电流方向相反,相互排斥,线圈               B 有扩张趋势,故      A、B  项正确;在     0~t1 时间
段内,线圈     A 中的电流为顺时针方向,产生的磁场垂直纸面向里且是减小的,线圈                             B 内有
顺时针方向的感应电流,线圈             A、B 相互吸引,线圈       B 有收缩的趋势,C       项错误,D    项正
确.]
    二、非选择题(20      分)
    6.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.如图
1­4­22 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.


                                    图  1­4­22
    (1)试分析其工作原理;
    (2)灯泡中的电流方向是否变化?
    【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
灯泡中电流方向不断变化.
    【答案】 见解析
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