楞次定律的測試題目

楞次定律的測試題目

　　楞次 定律（40分鐘 50分）

　　一、選擇題（本題共6小題，每小題5分，共30分）

　　1.（多選）磁場垂直穿過一個圓形線框，由於磁場的變化，線上框中產生順時針方向的感應電流，如圖所示，則以下說法正確的是（ ）

　　A.若磁場方向垂直線框向裡，則此磁場的磁感應強度是在增強

　　B.若磁場方向垂直線框向裡，則此磁場的磁感應強度是在減弱

　　C.若磁場方向垂直線框向外，則此磁場的磁感應 強度是在增強

　　D.若磁場方向垂直線框向外，則此磁場的磁感應強度是在減弱

　　2.（多選）（2013臨沂高二檢測）如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構成的閉合迴路中就會產生感應電流，各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況，其中表示正確的是（ ）

　　3.如圖所示，導線框abcd與通電直導線在同一平面內，直導線通有恆定電流並透過ad和bc的中點，當導線框向右運動的瞬間，則（ ）

　　A.線框中有感應電流，且按順時針方向

　　B.線框中有感應電流， 且按逆時針方向

　　C.線框中有感應電流，但方向難以 判斷

　　D.由於穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應電流

　　4.（多選）如圖所示，A、B為大小、形狀、匝數、粗細均相同，但用不同材料製成的線圈，兩線圈平面位於豎直方向且高度相同。勻強磁場方向位於水平方向並與線圈平面垂直。同時釋放A、B線圈，穿過勻強磁場後兩線圈都落到水平地面，但A線圈比B線圈先到達地面。下面對兩線圈的`描述中可能正確的是（ ）

　　A.A線圈是用塑膠製成的，B線圈是用銅製成的

　　B. A線圈是用鋁製成的，B線圈是用膠木製成的

　　C.A線圈是用銅製成的，B線圈是用塑膠製成的

　　D.A線圈是用膠木製成的，B線圈是用鋁製成的

　　5.（2013台州高二檢測）如圖所示，在載流直導線近旁固定有兩平行光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內，在導軌上有兩條可自由滑動的導體棒ab和cd。當載流直導線中的電流逐漸增強時，導體棒ab和cd的運動情況是（ ）

　　A.一起向左運動

　　B.一起向右運動

　　C.ab和cd相向運動，相互靠近

　　D.ab和cd相背運動，相互遠離

　　6.（多選）如圖所示，閉合螺線管固定在置於光滑水平面上的小車上，現將一條形磁鐵從左向右插入螺線管中，則（ ）

　　A.車將向右運動

　　B.使條形磁鐵向 右插入時外力所做的功全部由螺線管轉變為電能，最終轉化為螺線管的內能

　　C.條形磁鐵會受到向左的力

　　D.車會受到向左的力

　　二、非選擇題（本題共2小題，共20分。需寫出規範的解題步驟）

　　7.（8分）如圖所示，試探究在以下四種情況中小磁針N極的偏轉方向。

　　（1）開關S閉合時；

　　（2）開關S閉合後；

　　（3）開關S閉合後，調節滑動變阻器使電流增強；

　　（4）開關S斷開時。

　　8.（12分）（能力挑戰題）磁感應強度為B的勻強磁場僅存在於邊長為2l的正方形範圍內，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd，沿垂直於磁感線方向，以速度v勻速透過磁場，如圖所示，從ab進入磁場時開始計時。

　　（1）畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的影象；

　　（2）判斷線框中有無感應電流。若有，請判斷出感應電流的方向；若無，請說明理由。

　　答案解析

　　1.【解析】選B、C。所產生的感應電流為順時針方向，由安培定則知感應電流的磁場垂直紙面向裡，由楞次定律中的“增反減同”可知，原因可能是方向垂直紙面向裡的磁場正在減弱或是方向垂直紙面向外的磁場正在增強，正確答案應選B、C。

　　2.【解析】選C、D。先根據楞次定律“來拒去留”判斷線圈的N極和S極。A中線圈上端應為N極，B中線圈上端應為N極，C中線圈上端應為S極，D中線圈上端應為S極，再根據安培定則確定感應電流的方向，A、B錯誤，C、D正確。

　　3.【解析】選B。方法一：首先由安培定則判斷通電直導線周圍的磁 場方向（如圖所示），因ab邊向右做切割磁感線運動，由右手定則判斷感應電流方向由a→b，同理可判斷cd導線中的感應電流方向由c→d，ad、bc兩邊不做切割磁感線運動，所以整個導線框中的感應電流是逆時針方向的，故B選項正確。

　　方法二：首先由安培定則判斷通電直導線周圍的磁場方向（如圖所示），由對稱性可知合磁通量Φ=0；其次當導線框向右運動時，穿過線框的磁通量增大（方向垂直向裡），由楞次定律可知，感應電流的磁場方向垂直紙面向外，最後由安培定則判斷感應電流按逆時針方向，故B選項正確。

　　4.【解析】選A、D。線圈如果是用塑膠或膠木製成的，線圈透過磁場時沒有感應電流，磁場對線圈無阻礙作用；如果線圈是鋁或銅製成的，則線圈透過磁場時，磁場對線圈有阻礙作用，由此可見A、D符合題意。

　　【變式備選】某同學設計瞭如圖所示的裝置驗證楞次定律，其中ab是一個可繞垂直於紙面的軸O轉動的閉合矩形線框，當滑動變阻器的滑片P自左向右滑動時，從紙外向紙內看，線框ab將（ ）

　　A.保持靜止不動

　　B .逆時針轉動

　　C.順時針轉動

　　D.發生轉動，但因電源極性不明，無法確定轉動方向

　　【解析】選C。滑動變阻器的滑片P向右滑動時，接入電路的電阻變大，電流強度變小，由這個電流產生的磁場減弱，穿過線框磁通量變小。根據楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，所以線框ab應順時針方向轉動，增大其垂直於磁感線方向的投影面積，才能阻礙線框的磁通量減小。C項正確。

　　5.【解析】選C。方法一：電流增強時，電流在abdc迴路中產生的垂直向裡的磁場增強，迴路磁通量增大，根據楞次定律可知，迴路產生逆時針方向電流；ab邊電流方向向下，所受安培力向右，cd邊電流方向向上，所受安培力向左，故ab和cd相向運動，C項正確。

　　方法二：電流增強時，電流在abdc迴路中產生的垂直向裡的磁場增強，迴路磁通量增大，根據楞次定律可知，迴路要減小面積以阻礙磁通量的增加，因此，兩導體棒要相向運動，相互靠攏，C項正確。

　　【總結提升】安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應用比較

　　1.適用現象：

　　基本現象 應用的定則或定律

　　運動電荷、電流產生磁場 安培定則

　　磁場對運動電荷、電流有作用力 左手定則

　　電磁感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則

　　閉合迴路磁通量變化 楞次定律

　　2.應用區別：

　　（1）因電而生磁（I→B）→安培定則；

　　（2）因動而生 電（v、B→I安）→右手定則；

　　（3）因電而受力（I、B→F安）→左手定則。

　　6.【解析】選A、C。磁鐵向右插入螺線管中，根據楞次定律的擴充套件含義“來拒去留”，磁鐵與小車相互排斥，小車在光滑水平面上受力向右運動，所以A、C正確，D錯誤；電磁感應現象中滿足能量守恆，由於小車動能增加，外力做的功轉化為小車動能和螺線管中的內能，所以B錯誤。

　　7.【解析】開關S閉合時，左邊線圈的電流及磁場情況和穿過右邊線圈磁通量方向如圖所示。

　　（1）S閉合時，穿過右邊線圈的磁通量Φ增強，由楞次定律可知，感應電流b→a，再由安培定則可知，N極指向垂直紙面向外的方向。

　　（2）S閉合後，穿過右邊線圈的磁通量Φ不 變，不產生感應電流，小磁針不偏轉。

　　（3）此種情況同（1）現象相同，即N極指向垂直紙面向外的方向。

　　（4）此種情況與（1）現象相反，即N極指向垂直紙面向裡的方向。

　　答案：見解析

　　8.【解題指南】（1）磁通量隨時間變化可用Φ=BS計算分析，注意分階段的S變化。

　　（2）感應電流的方向用楞次定律進行判斷。

　　【解析】線框穿過磁場的過程可分為三個階段：進入磁場階段（只有ab邊在磁場中）、在磁場中運動階段（ab、cd兩邊都在磁場中）、離開磁場階段（只有cd邊在磁場中）。

　　（1）①線框進入磁場階段：t為0～ ， 線框進入磁場中的面積與時間成正 比，S=lvt，最後為Φ=BS=Bl2。

　　②線框在磁場中運動階段：t為 ～

　　線框磁通量為Φ=Bl2，保持不變。

　　③線框離開磁場階段：t為 ～ ，線框磁通量線性減小，最後為零。

　　磁通量隨時間變化的影象如圖所示：

　　（2）線框進入磁場階段，穿過線框的磁通量增 加，線框中將產生感應電流。由右手定則可知，感應電流方向為逆時針方向。

　　線框在磁場中運動階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應電流產生。

　　線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減小，線框中將產生感應電流。由右手定則可知，感應電流方向為順時針方向。

　　答案：（1）見解析

　　（2）線框進入磁場階段，感應電流方向為逆時針方向；線框在磁場中運動階段，無感應電流；線框離開磁場階段，感應電流方向為順時針方向。