高中物理选择性必修第二册课后习题 第2章 电磁感应及其应用 1.楞次定律.docVIP

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1.楞次定律

课后训练巩固提升

一、基础巩固

1.闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线可以产生感应电流,下图中B、v、I方向均正确的是()

答案:D

解析:A、C两项中不产生感应电流,A、C错误。由右手定则可知B中的感应电流方向应向外,B错误。只有选项D正确。

2.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法正确的是()

A.向左拉出和向右拉出时,环中感应电流方向相反

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

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

D.将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生

答案:B

解析:圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向。圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流。选项B正确。

3.如图所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。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.外环顺时针、内环逆时针

B.外环逆时针,内环顺时针

C.内、外环均为逆时针

D.内、外环均为顺时针

答案:B

解析:首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场方向垂直于纸面向里且内、外环之间的磁通量增加。由楞次定律可知两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,再由安培定则判断出感应电流的方向是在外环沿逆时针方向,在内环沿顺时针方向,故选项B正确。

4.如图所示,AOC是同一竖直平面内光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆,立在导轨上,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由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

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项正确,A项错误。再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D项错误。

5.矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN中通入如图所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是()

A.导线框abcd中没有感应电流

B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流

C.导线框所受的安培力的合力方向水平向左

D.导线框所受的安培力的合力方向水平向右

答案:D

解析:直导线中通有向上且增大的电流,根据安培定则知,通过线框的磁场方向垂直纸面向里,且增大,根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向,故A、B错误。根据左手定则知,ab边所受安培力方向水平向右,cd边所受安培力方向水平向左,离导线越近,磁感应强度越大,所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力,则线框所受安培力的合力方向水平向右,故C错误,D正确。

二、能力提升

1.(多选)北半球地磁场的竖直分量向下。如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置一个边长为L的正方形闭合导体线框abcd,线框的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向。下列说法正确的是()

A.若使线框向东平动,则a点的电势比b点的电势低

B.若使线框向北平动,则a点的电势比b点的电势低

C.若以ab为轴将线框向上翻转,则线框中感应电流方向为a→b→c→d→a

D.若以ab为轴将线框向上翻转,则线框中感应电流方向为a→d→c→b→a

答案:AC

解析:线框向东平动时,ba和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A正确。同理,线框向北平动,则a、b电势相等,高于c、d两点电势,B错误。以ab为轴将线框向上翻转,向下的磁通量减少了,感应电流的磁场方向应该向下,再由安培定则知,感应电流的方向为a→b→c→d→a,则C正确,D错误。

2.如图所示,光滑的金属导轨置于水平面内,匀强磁场方向垂直于导轨平面向上,磁场区域足够大。导线ab、cd平行放置在导轨上,且都能自由滑动。当导线ab在拉力F作用下向左运动时,下列判断错误的是 ()

A.导线cd也向左运动

B.导线cd内有