人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律精品练习

2.1楞次定律

基础导学

要点一、探究感应电流的方向

1．实验探究

将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下

(1)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格．

(2)整理器材．

四、实验结果分析

根据上表记录，得到下述结果：

甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少．

实验结论：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

五、注意事项

1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表．

2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计．

3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．

4．按照控制变量的思想进行实验．

5．进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作．

要点二、楞次定律

1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

2．从能量角度理解楞次定律

感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能．

要点三、右手定则

伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．

要点突破

突破一：正确理解楞次定律中的“阻碍”一词

1．弄清“阻碍”的几个层次

2.阻碍的几种表现

(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．

(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”．

(3)回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化．

3．弄清阻碍与“阻止”、“相反”的区别

(1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”．

(2)阻碍不等同相反，当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同(增反减同)．

(3)阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动．

突破二：楞次定律与右手定则的区别及联系

突破三：右手定则与左手定则的比较

典例精析

题型一：利用楞次定律判断感应电流方向

例一．如右图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是(　　)

A．a→b→c→d→a

B．d→c→b→a→d

C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a

D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

变式迁移1：如图所示，AOC是光滑的金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属棒，立在导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在OA上，直到完全落在OC上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则ab棒在上述过程中(　　)

A．感应电流方向是b→a

B．感应电流方向是a→b

C．感应电流方向先是b→a，后是a→b

D．感应电流方向先是a→b，后是b→a

题型二：右手定则的应用

例二．如右图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)

A．圆环中磁通量不变，环中无感应电流产生

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

变式迁移2：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.则(　　)

A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a

B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a

C．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

题型三：楞次定律的本质及推广

例三．如右图所示，A为水平放置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷，在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B(丝线在B上面未画出)，使B的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘A的轴线O1O2重合．在橡胶盘A绕其轴线O1O2按图中箭头方向减速转动的过程中，金属圆环B有(　　)

A．扩大半径的趋势，丝线受到的拉力增大

B．扩大半径的趋势，丝线受到的拉力减小

C．缩小半径的趋势，丝线受到的拉力减小

D．缩小半径的趋势，丝线受到的拉力增大

变式迁移3：如图，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．

强化训练

一、选择题

1、如下图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中(　　)

A．始终有感应电流自a向b流过电流表G

B．始终有感应电流自b向a流过电流表G

C．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流

D．将不会产生感应电流

2、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(　　)

A．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

3．如下图所示，绕在铁芯上的线圈M与电源、滑动变阻器和开关组成了一个闭合回路，在铁芯的右端，线圈P与电流表连成闭合电路．下列各种情况中说法正确的是(　　)

A．开关S闭合后，线圈P中有感应电流，M、P相互排斥

B．开关S闭合后，使变阻器滑片向左匀速移动，线圈P中有感应电流，M、P相互排斥

C．开关S闭合后，使变阻器滑片向右匀速移动，线圈P中有感应电流，M、P相互排斥

D．开关S闭合瞬间，线圈P中有感应电流，M、P相互吸引

4、如图所示，A、B都是铝环，A环闭合，B环有缺口，两者固定在横梁两端，横梁可绕中间支点转动。某同学用条形磁铁的一个磁极靠近或远离静止的A、B环，观察到不同现象。下列推断正确的是（　　）

A．N极远离A环时，A环被吸引是由于A环被磁化

B．S极靠近A环时，A环产生顺时针方向的电流

C．N极靠近B环时，B环不动，是因为B环内磁通量不发生变化

D．S极远离B环时，B环不动，是因为B环没有产生感应电动势

5、如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（　　）

A． t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右

B．t2到t3时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左

C．0到t2时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向也不变

D．t1到t3时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向改变

6．如图所示，在上下无边界的匀强磁场中放一矩形金属线框，且磁场的方向与矩形金属线框垂直，其中为中轴线，矩形金属线框开始有一半在匀强磁场中，要使矩形金属线框中产生感应电流，下列措施可行的是（       ）

A．将矩形金属线框沿垂直纸面方向向外平移

B．以边为轴转动，且转过的角度小于60°

C．将矩形金属线框在纸面内向上平移

D．矩形金属线框以为轴转动

7．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示方式连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（　　）

A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转

B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转

C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央

D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

8．如图所示，在某节实验课上，李老师把一个带有长铁芯的导电线圈L、开关S和电源用导线连接起来，并将一金属套环套过线圈L的铁芯后放在线圈上方。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再做此实验。他连接好电路，经重复试验，导电线圈上的套环均未动。对比李老师演示的实验，下列四个说法中，导致套环未动的原因可能是（       ）

A．导电线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高

C．所选导电线圈的匝数太多 D．所用套环的材料与李老师的不同

9．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A。线圈BC。电流计及电键按如图所示连接，已知电路接通时A中电流方向如图中箭头所示。关于实验现象，下列判断正确的是（　　）

A．将线圈A迅速插入下面线圈时，通过电流计的电流方向是B→G→C

B．将线圈A插入下面线圈稳定后，通过电流计的电流方向是C→G→B

C．线圈A插入下面线圈稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时电流计指针不偏转

D．将线圈A从下面线圈中拔出时，快速拔比慢慢拔过程中电流计的最大偏转角度大

10．如图所示，一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B．线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　）

A．线圈B不闭合，仍会产生延时效应

B．将衔铁D换成铜片，延时效果更好

C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零

D．断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向

11．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈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，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在这个过程中，线圈中感应电流（　　）

A．沿abcda流动

B．沿adcba流动

C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流动

D．由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动

12．如图，金属圆形线圈a套在条形磁铁上，条形磁铁与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心，若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状，则穿过线圈的磁通量变化情况是（　　）

A．增大 B．不变

C．减小 D．不能确定

13．如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极向下。将磁铁托起到某一高度（弹簧处于压缩状态）后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环（如右图所示），仍将磁铁托起到同一高度后放开，磁铁就会很快地停下来。针对这个现象下列解释正确的是（　　）

A．磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒

B．若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长

C．磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流

D．金属圆环的制作材料一定不是铝，因为磁铁对铝不会产生力的作用