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(chǎng)垂直穿過(guò)一個(gè)圓形線(xiàn)框，由于磁場(chǎng)的變化，在線(xiàn)框中產(chǎn)生順時(shí)針?lè )较虻母袘�電流，如圖所示，則以下說(shuō)法正確的是（ ）

　　A.若磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)框向里，則此磁場(chǎng)的磁感應強度是在增強

　　B.若磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)框向里，則此磁場(chǎng)的磁感應強度是在減弱

　　C.若磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)框向外，則此磁場(chǎng)的磁感應 強度是在增強

　　D.若磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)框向外，則此磁場(chǎng)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(shí)驗的示意圖，豎直放置的線(xiàn)圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線(xiàn)圈上方插入或拔出，線(xiàn)圈和電流表構成的閉合回路中就會(huì )產(chǎn)生感應電流，各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線(xiàn)圈的運動(dòng)方向以及線(xiàn)圈中產(chǎn)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(xiàn)框abcd與通電直導線(xiàn)在同一平面內，直導線(xiàn)通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn)，當導線(xiàn)框向右運動(dòng)的瞬間，則（ ）

　　A.線(xiàn)框中有感應電流，且按順時(shí)針?lè )较?/p>

　　B.線(xiàn)框中有感應電流， 且按逆時(shí)針?lè )较?/p>

　　C.線(xiàn)框中有感應電流，但方向難以 判斷

　　D.由于穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零，所以線(xiàn)框中沒(méi)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，但用不同材料制成的線(xiàn)圈，兩線(xiàn)圈平面位于豎直方向且高度相同。勻強磁場(chǎng)方向位于水平方向并與線(xiàn)圈平面垂直。同時(shí)釋放A、B線(xiàn)圈，穿過(guò)勻強磁場(chǎng)后兩線(xiàn)圈都落到水平地面，但A線(xiàn)圈比B線(xiàn)圈先到達地面。下面對兩線(xiàn)圈的描述中可能正確的是（ ）

　　A.A線(xiàn)圈是用塑料制成的，B線(xiàn)圈是用銅制成的

　　B. A線(xiàn)圈是用鋁制成的，B線(xiàn)圈是用膠木制成的

　　C.A線(xiàn)圈是用銅制成的，B線(xiàn)圈是用塑料制成的

　　D.A線(xiàn)圈是用膠木制成的，B線(xiàn)圈是用鋁制成的

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

　　A.一起向左運動(dòng)

　　B.一起向右運動(dòng)

　　C.ab和cd相向運動(dòng)，相互靠近

　　D.ab和cd相背運動(dòng)，相互遠離

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

　　A.車(chē)將向右運動(dòng)

　　B.使條形磁鐵向 右插入時(shí)外力所做的功全部由螺線(xiàn)管轉變?yōu)殡娔�，最終轉化為螺線(xiàn)管的內能

　　C.條形磁鐵會(huì )受到向左的力

　　D.車(chē)會(huì )受到向左的.力

　　二、非選擇題（本題共2小題，共20分。需寫(xiě)出規范的解題步驟）

　　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(kāi)關(guān)S閉合時(shí)；

　�。�2）開(kāi)關(guān)S閉合后；

　�。�3）開(kāi)關(guān)S閉合后，調節滑動(dòng)變阻器使電流增強；

　�。�4）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)。

　　8.（12分）（能力挑戰題）磁感應強度為B的勻強磁場(chǎng)僅存在于邊長(cháng)為2l的正方形范圍內，有一個(gè)電阻為R、邊長(cháng)為l的正方形導線(xiàn)框abcd，沿垂直于磁感線(xiàn)方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計時(shí)。

　�。�1）畫(huà)出穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量隨時(shí)間變化的圖像；

　�。�2）判斷線(xiàn)框中有無(wú)感應電流。若有，請判斷出感應電流的方向；若無(wú)，請說(shuō)明理由。

　　答案解析

　　1.【解析】選B、C。所產(chǎn)生的感應電流為順時(shí)針?lè )较�，由安培定則知感應電流的磁場(chǎng)垂直紙面向里，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里的磁場(chǎng)正在減弱或是方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)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(lái)拒去留”判斷線(xiàn)圈的N極和S極。A中線(xiàn)圈上端應為N極，B中線(xiàn)圈上端應為N極，C中線(xiàn)圈上端應為S極，D中線(xiàn)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(xiàn)周?chē)�的�?場(chǎng)方向（如圖所示），因ab邊向右做切割磁感線(xiàn)運動(dòng)，由右手定則判斷感應電流方向由a→b，同理可判斷cd導線(xiàn)中的感應電流方向由c→d，ad、bc兩邊不做切割磁感線(xiàn)運動(dòng)，所以整個(gè)導線(xiàn)框中的感應電流是逆時(shí)針?lè )较虻�，故B選項正確。

　　方法二：首先由安培定則判斷通電直導線(xiàn)周?chē)�的磁�?chǎng)方向（如圖所示），由對稱(chēng)性可知合磁通量Φ=0；其次當導線(xiàn)框向右運動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增大（方向垂直向里），由楞次定律可知，感應電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，最后由安培定則判斷感應電流按逆時(shí)針?lè )较�，故B選項正確。

　　4.【解析】選A、D。線(xiàn)圈如果是用塑料或膠木制成的，線(xiàn)圈通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)沒(méi)有感應電流，磁場(chǎng)對線(xiàn)圈無(wú)阻礙作用；如果線(xiàn)圈是鋁或銅制成的，則線(xiàn)圈通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)對線(xiàn)圈有阻礙作用，由此可見(jiàn)A、D符合題意。

　　【變式備選】某同學(xué)設計了如圖所示的裝置驗證楞次定律，其中ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉動(dòng)的閉合矩形線(xiàn)框，當滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí)，從紙外向紙內看，線(xiàn)框ab將（ ）

　　A.保持靜止不動(dòng)

　　B .逆時(shí)針轉動(dòng)

　　C.順時(shí)針轉動(dòng)

　　D.發(fā)生轉動(dòng)，但因電源極性不明，無(wú)法確定轉動(dòng)方向

　　【解析】選C�；瑒�(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，電流強度變小，由這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，穿過(guò)線(xiàn)框磁通量變小。根據楞次定律，感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，所以線(xiàn)框ab應順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)，增大其垂直于磁感線(xiàn)方向的投影面積，才能阻礙線(xiàn)框的磁通量減小。C項正確。

　　5.【解析】選C。方法一：電流增強時(shí)，電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直向里的磁場(chǎng)增強，回路磁通量增大，根據楞次定律可知，回路產(chǎn)生逆時(shí)針?lè )较螂娏�；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(dòng)，C項正確。

　　方法二：電流增強時(shí)，電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直向里的磁場(chǎng)增強，回路磁通量增大，根據楞次定律可知，回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(dòng)，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(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng) 安培定則

　　磁場(chǎng)對運動(dòng)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(xiàn)運動(dòng) 右手定則

　　閉合回路磁通量變化 楞次定律

　　2.應用區別：

　�。�1）因電而生磁（I→B）→安培定則；

　�。�2）因動(dòng)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(xiàn)管中，根據楞次定律的擴展含義“來(lái)拒去留”，磁鐵與小車(chē)相互排斥，小車(chē)在光滑水平面上受力向右運動(dòng)，所以A、C正確，D錯誤；電磁感應現象中滿(mǎn)足能量守恒，由于小車(chē)動(dòng)能增加，外力做的功轉化為小車(chē)動(dòng)能和螺線(xiàn)管中的內能，所以B錯誤。

　　7.【解析】開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，左邊線(xiàn)圈的電流及磁場(chǎng)情況和穿過(guò)右邊線(xiàn)圈磁通量方向如圖所示。

　�。�1）S閉合時(shí)，穿過(guò)右邊線(xiàn)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閉合后，穿過(guò)右邊線(xiàn)圈的磁通量Φ不 變，不產(chǎn)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極指向垂直紙面向里的方向。

　　答案：見(jiàn)解析

　　8.【解題指南】（1）磁通量隨時(shí)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(jìn)行判斷。

　　【解析】線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段（只有ab邊在磁場(chǎng)中）、在磁場(chǎng)中運動(dòng)階段（ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中）、離開(kāi)磁場(chǎng)階段（只有cd邊在磁場(chǎng)中）。

　�。�1）①線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0～ ， 線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正 比，S=lvt，最后為Φ=BS=Bl2。

　�、诰�(xiàn)框在磁場(chǎng)中運動(dòng)階段：t為 ～

　　線(xiàn)框磁通量為Φ=Bl2，保持不變。

　�、劬�(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)階段：t為 ～ ，線(xiàn)框磁通量線(xiàn)性減小，最后為零。

　　磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示：

　�。�2）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增 加，線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應電流。由右手定則可知，感應電流方向為逆時(shí)針?lè )较颉?/p>

　　線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運動(dòng)階段，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量保持不變，無(wú)感應電流產(chǎn)生。

　　線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減小，線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應電流。由右手定則可知，感應電流方向為順時(shí)針?lè )较颉?/p>

　　答案：（1）見(jiàn)解析

　�。�2）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，感應電流方向為逆時(shí)針?lè )较�；線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運動(dòng)階段，無(wú)感應電流；線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，感應電流方向為順時(shí)針?lè )较颉?/p>

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