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第2章楞次定律和自感现象[随堂检测]1．关于楞次定律，下列说法中正确的是()A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C．感应电流的磁场总是和原磁场方向相反D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析：选D.楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选D.第2章楞次定律和自感现象2．(多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了条形磁铁的极性、条形磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是()第2章楞次定律和自感现象解析：选CD.根据楞次定律可确定感应电流的方向：以选项C为例，当条形磁铁向下运动时，线圈原磁场的方向向上，穿过线圈的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向向下，利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同，线圈的上端为S极，条形磁铁与线圈相互排斥．运用以上分析方法可知，选项CD正确，选项AB错误．第2章楞次定律和自感现象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的方向是()A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b第2章楞次定律和自感现象解析：选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明确闭合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：线圈中的感应电流产生的磁场方向向上．④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：电流的方向为b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中，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)，即：电流的方向为a→G→b.第2章楞次定律和自感现象4.如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()A．Ua＞Uc，金属框中无电流B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a→b→c→aC．Ubc＝－12Bl2ω，金属框中无电流D．Uac＝12Bl2ω，金属框中电流方向沿a→c→b→a第2章楞次定律和自感现象解析：选C.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，金属框有两条边切割磁感线，其中一条为bc边，根据E＝Blv可得，感应电动势的大小为12Bl2ω；对于另一条切割磁感线的ac边，其有效切割长度为l，根据E＝Blv可得感应电动势的大小也为12Bl2ω；由于穿过金属框的磁通量始终为零，故金属框内无电流；由右手定则可知，感应电动势的方向为从b到c(或者说是从a到c)，故Uc＞Ub＝Ua，选项A、B错误；Ubc＝Uac＝－12Bl2ω，选项C正确，D错误．第2章楞次定律和自感现象5.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触．若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是()第2章楞次定律和自感现象A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D．磁铁落地时的速率一定等于2gh第2章楞次定律和自感现象解析：选A.根据楞次定律和安培定则可知，选项A正确；根据楞次定律可知，刚开始，磁铁靠近圆环，圆环中产生的感应电流的磁场会对磁铁施加竖直向上的以阻碍其靠近的作用力，磁铁穿过圆环，然后在穿出圆环的过程中，圆环中的感应电流产生的磁场会对磁铁施加竖直向上的以阻碍其远离的作用力，可见，磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力总是竖直向上的，选项B错误；因为在整个下落过程中，圆环中产生的感应电流做了功，所以磁铁的机械能减小，减小量等于电流做的功，选项C错误；因为磁铁在整个下落过程中机械能减小，磁铁落地时的速率一定小于2gh，选项D错误．第2章楞次定律和自感现象[课时作业]一、单项选择题1．关于楞次定律和感应电流，下列说法不正确的是()A．应用楞次定律时，需要明确两个磁场，即原磁场和感应电流的磁场，且感应电流的磁场总是要阻碍原磁场的变化B．应用楞次定律时，需要明确闭合回路中的磁通量是增加了还是减少了，进而判断感应电流的磁场方向C．楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律D．感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，经历足够长的时间最终会阻止磁通量的变化第2章楞次定律和自感现象解析：选D.楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律，选项C正确；在应用楞次定律时，需要明确两个磁场，即原磁场和感应电流的磁场，明确磁通量的变化情况，感应电流的磁场总是要阻碍原磁通量的变化，但不能阻止磁通量的变化，选项A、B正确，选项D错误．第2章楞次定律和自感现象2.如图所示，两个大小相等互相绝缘的导体环，B环与A环有一半面积重叠，当开关S断开时()A．B环内有顺时针方向的感应电流B．B环内有逆时针方向的感应电流C．B环内没有感应电流D．条件不足，无法判定解析：选A.由安培定则可知穿过环B的磁场方向垂直纸面向里，当开关S断开时，磁通量减少，由楞次定律和安培定则可知环B中产生顺时针方向的感应电流，选项A正确．第2章楞次定律和自感现象3.如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为()A．外金属环顺时针，内金属环逆时针B．外金属环逆时针，内金属环顺时针C．内、外金属环均为逆时针D．内、外金属环均为顺时针第2章楞次定律和自感现象解析：选B.回路由外金属环和内金属环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外金属环之间的磁通量增加，由楞次定律可知两金属环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，由安培定则可知，感应电流在外金属环沿逆时针方向，在内金属环沿顺时针方向，故选项B正确．第2章楞次定律和自感现象4．如图所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是()A．由A→BB．由B→AC．无感应电流D．无法确定解析：选A.由右手定则判断MN棒切割磁感线产生感应电流的方向为N到M，所以流经R的电流方向为A到B，A正确．第2章楞次定律和自感现象5．如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流()A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动第2章楞次定律和自感现象解析：选A.由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少，为零，故线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向是abcd.第2章楞次定律和自感现象6．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左第2章楞次定律和自感现象解析：选D.根据右手定则可知导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a，所以A、B均错误，再根据左手定则知，C错误，D正确．第2章楞次定律和自感现象二、多项选择题7．关于右手定则和楞次定律的关系，说法正确的是()A．右手定则和楞次定律都是用来判断感应电流的方向的，本质上没有任何区别，是并列关系B．右手定则的使用范围是判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向C．楞次定律可以用来判断任何情况下感应电流的方向D．能用右手定则判断感应电流方向的情况，一定能用楞次定律来判断，能用楞次定律判断感应电流方向的情况，也一定能用右手定则来判断第2章楞次定律和自感现象解析：选BC.右手定则是楞次定律的一个特例，用于判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向，与楞次定律的关系是包含关系，选项A、D错误，选项B、C正确．第2章楞次定律和自感现象8.如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁的运动可能是()A．向下运动B．向上运动C．向左运动D．以上都不可能第2章楞次定律和自感现象解析：选BC.此题可通过逆向应用楞次定律来判定．由感应电流方向A→R→B，应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下．运用楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减小或向上增大．由条形磁铁的磁感线分布知，螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、向右平移，所以正确的答案是B、C.第2章楞次定律和自感现象9.如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．p、q将互相靠拢B．p、q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g第2章楞次定律和自感现象解析：选AD.根据楞次定律，感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，p、q通过以下两种方式反抗磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行反抗，二是用远离磁铁的方式进行反抗(即相互排斥)．根据牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.第2章楞次定律和自感现象10.如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动第2章楞次定律和自感现象解析：选ABD.根据右手定则可判断靠近圆心处电势高，选项A正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，选项B正确；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，选项D正确．第2章楞次定律和自感现象11．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是()第2章楞次定律和自感现象A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D．将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，圆环中无感应电流第2章楞次定律和自感现象解析：选BD.将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的，选项B正确，A、C错误；另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流，D正确．第2章楞次定律和自感现象三、非选择题12．如图所示，水平的平行光滑导轨间距离为L＝1m，左端接有定值电阻R＝2Ω，金属棒PQ与导轨接触良好，PQ的电阻为r＝0.5Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度