1、第四章 电磁感应第3节楞次定律随堂演练1(楞次定律的应用)电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图438所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是图438A从a到b，上极板带正电B从a到b，下极板带正电C从b到a，上极板带正电D从b到a，下极板带正电解析穿过线圈的磁场方向向下，磁铁接近时，线圈中磁通量增加，由楞次定律知，产生感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，流过R的电流方向是从a到b，a电势高于b，对电容器充电，故电容器下极板带正电，B正确。答案B2(楞次定律的应用)(2018全国卷)(多选)如图
2、439(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势图439A在t时为零B在t时改变方向C在t时最大，且沿顺时针方向D在tT时最大，且沿顺时针方向解析因通电导线的磁感应强度大小正比于电流的大小，故导线框R中磁感应强度与时间的变化关系类似于题图(b)，感应电动势正比于磁感应强度的变化率，即题图(b)中的切线斜率，斜率的正负反映电动势的方向，斜率的绝对值反映电动势的大小。由题图(b)可知，电流为零时，电动势最大，电流最大时电动势为零，A正确，B错误。再由楞次定律可判断在一个周
3、期内，内电动势的方向沿顺时针，时刻最大，C正确，其余时间段电动势沿逆时针方向，D错误。答案AC3(右手定则的应用)如图4310所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时图4310A圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B整个环中有顺时针方向的电流C整个环中有逆时针方向的电流D环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流解析由右手定则知ef上的电流由ef，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D。答案D4(右手定则左手定则的综合应用)如图4311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
4、甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则图4311A导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaB导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaC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解析由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为adcba，导线框离开磁场时，感应电流方向为abcda。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左，导线框离开磁场时，受到的安培力水平向左，因此选项D正确。答案D限时检测题组一对楞次定律的理解和应用1(2019全国卷)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？A电阻定律 B库仑定律C欧姆定律 D能量守恒定律
5、解析楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能，所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程。答案D2现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表、开关如图4312所示连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流表指针向右偏转，由此可以判断图4312A线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动都能引起电流表指针向左偏转B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流表指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端P匀速向右或向左滑动都能使电流表指针静止在中央D因线圈
6、A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流表指针偏转的方向解析将滑动变阻器的滑动端P向左滑动时，线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向右偏转。线圈A向上移动或线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能使穿过线圈B的磁通量减少，引起电流表指针向右偏转，选项A错误、B正确；滑动变阻器的滑动端P匀速向右或向左滑动使穿过线圈B的磁通量减少或增多，使电流表指针向右偏转或向左偏转，选项C错误、D错误。答案B3如图4313所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为线圈，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是图4313A有顺时针方向的感应电流B有逆时针方向的感应电流C先逆时针后顺时针方向
7、的感应电流D无感应电流解析穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分，总磁通量是向上的。当线圈突然缩小时总磁通量增加，原因是磁体外向下穿线圈的磁通量减少。故由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向。答案A4物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图4314所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是图4314A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多
8、D所用套环的材料与老师的不同解析闭合开关S，金属套环跳起，是因为S闭合瞬间，穿过套环的磁通量发生变化，环中产生感应电流的缘故。产生感应电流要具备两个条件：回路闭合和穿过回路的磁通量发生变化。只要连接电路正确，闭合S瞬间，就会造成穿过套环磁通量变化，与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关。该同学实验失败，可能是套环选用了非导电材料的缘故，故D选项正确。答案D5如图4315所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中图4315A通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向由a到b，
9、线圈与磁铁相互吸引C通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥D通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引解析穿过线圈的原磁场方向向上，磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下，根据右手螺旋定则判断出通过电阻的感应电流的方向由b到a，并且根据楞次定律可知感应电流的磁场阻碍相对运动，所以线圈与磁铁相互排斥。答案C6如图4316所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef 右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始
10、向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是图4316A圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势解析根据右手定则，当金属棒ab在恒力F的作用下向右运动时，abdc回路中会产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，abdc回路中的感应电流逐渐增大，穿过圆环的磁通量也逐渐增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增大；abdc回路中的感应电流I，感应电流的变化率，又由于金属棒向右运动的加速度a减小，所以感应电流
11、的变化率减小，圆环内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小，选项C正确。答案C7某实验小组用如图4317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图4317AaGbB先aGb，后bGaCbGaD先bGa，后aGb解析条形磁铁进入线圈的过程中：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，明确闭合回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加，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，应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：电流的方向从bGa。同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中
12、，向下的磁通量减少，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)，即：电流的方向从aGb。答案D81831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图4318所示。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验，下列说法正确的是图4318A闭合开关S的瞬间，电流表G中有ab的感应电流B闭合开关S的瞬间，电流表G中有ba的感应电流C闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有ab的感应电流D闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有ba的感应电流解析在滑片不动的情况下，A线圈中通过的是恒
13、定电流，产生的磁场是恒定的，所以B线圈中不产生感应电流，所以选项A、B错误；在滑片移动增大电阻R的过程中，A线圈中通过的是逐渐减弱的电流，即线圈B处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律可判断知，电流表中的电流从ba，故选项C错误，D正确。答案D9(多选)闭合线圈abcd在磁场中运动到如图4319所示位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是图4319A向右进入磁场B向左移出磁场C以ab为轴转动D以cd为轴转动答案BCD题组二右手定则的应用10两根相互平行的金属导轨水平放置于图4320所示的匀强磁场中，在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下
14、向右运动时，下列说法中正确的是图4320A导体棒CD内有电流通过，方向是DCB导体棒CD内有电流通过，方向是CDC磁场对导体棒CD的作用力水平向左D磁场对导体棒AB的作用力水平向右解析当导体棒AB向右运动时，由右手定则可以判断回路中感应电流方向为ACDBA，再根据左手定则进一步确定导体棒CD的受力方向水平向右，导体棒AB受力方向水平向左。答案B11(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度B的方向跟导体运动速度方向间关系的是解析图A中导体不切割磁感线，导体中无电流；由右手定则可以判断B、C正确；D图中感应电流方向应垂直纸面向外。答案B
15、C12如图4321所示，MN、PQ为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场(图中未画出)，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动，当导体ab沿轨道向右滑动时，则图4321Acd向右滑Bcd不动Ccd向左滑 D无法确定解析对ab应用右手定则确定回路中电流方向，应用左手定则确定cd受力后的运动方向，与磁场的方向无关，本题也可用“来拒去留”直接判断。答案A13如图4322所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触。若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是图4322A电阻R中有QRP方向的感应电流B电阻R中有PRQ方向的感应电流C穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻R中无感应电流D调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变解析根据右手定则可判断出R中有PRQ方向的感应电流，B正确，A、C错。D选项中流过R的感应电流方向不变，D错。答案B
