内容正文:
2.1 楞次定律
同步课时练
问:楞次定律为啥总 “拦着” 磁通量变化?答:它主打 “不增不减”,增了反着来、减了陪着来,坚决不让变化顺顺利利~
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考点1·感应电流
1.下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,竖直放置的导线中通有竖直向上的电流,闭合圆线圈放置于导线上且彼此绝缘,线圈的圆心落在导线上。下列做法能使线圈中产生感应电流的是( )
A.增大导线中的电流
B.使线圈以导线为轴转动
C.将线圈竖直向上移动
D.将线圈水平向右移动
3.下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
考点2·楞次定律
4.楞次定律中“阻碍”的含义是指( )
A.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反
B.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的增强
C.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的减弱
D.当引起感应电流的磁场增强时,感应电流的磁场方向与其相反,当引起感应电流的磁场减弱时,感应电流的磁场方向与其相同
5.如图,通有恒定电流的直导线右侧有一矩形线圈abcd,导线与线圈共面。如果线圈运动时产生方向为abcda的感应电流,线圈可能的运动是( )
A.向上平移 B.向下平移
C.向左平移 D.向右平移
6.包头市某高中教室墙上有一扇朝南的钢窗,当把钢窗向内拉开的过程中(不考虑地磁偏角),下列说法正确的是( )
A.穿过钢窗的地磁场的磁通量变大
B.穿过钢窗的地磁场的磁通量不变
C.从开窗人的角度看,钢窗中的感应电流方向是逆时针
D.从开窗人的角度看,钢窗中的感应电流方向是顺时针
7.某新能源汽车充电系统采用电磁感应式无线充电技术制成,其主要部件由连接家庭电路的地面供电线圈与电池系统相连的受电线圈组成,如图所示。当两线圈正对且均静止时,从上往下看,为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流,则供电线圈中的电流应沿( )
A.顺时针方向且逐渐减小
B.顺时针方向且逐渐增大
C.逆时针方向且逐渐减小
D.逆时针方向且保持不变
考点3·右手定则
8.如图所示,一闭合线圈从通电螺线管左侧某一位置开始向右运动,依次穿过螺线管左端、中部和右端。从左往右看,线圈中感应电流方向( )
A.一直顺时针
B.一直逆时针
C.先顺时针再逆时针
D.先逆时针再顺时针
9.如图所示,光滑金属导轨上有两导体棒cd和ef,匀强磁场垂直于导轨平面。由于ef受外力沿导轨运动,从而使cd向右运动起来,
产生感应电流的条件:闭合回路 + 磁通量变化。楞次定律的 “阻碍” 体现在阻磁通量变、阻相对运动、阻原电流变化三方面。
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则cd上感应电流的方向及ef的运动方向为( )
A.c→d,向右 B.c→d,向左
C.d→c,向右 D.d→c,向左
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10.如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流i,电流随时间变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.时刻,P有扩张的趋势
B.时刻,穿过P的磁通量最大
C.时刻,P中无感应电流
D.时刻,穿过P的磁通量最小
楞次定律核心是阻碍:原磁通量增,感应磁场与原磁场反向;原磁通量减,二者同向。右手定则可快速判断切割磁感线的电流方向。
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答案以及解析
错题记录:
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1.答案:B
解析:A.根据感应电流产生的条件:闭合回路的磁通量发生变化才会产生感应电流,A图中线圈不闭合,所以不能产生感应电流,A错误;
B.金属框向右匀速运动的过程中,穿过该闭合金属框的磁通量减少,能产生感应电流,B正确;C.该图中两金属棒以相同的速度运动,则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化,不满足感应电流产生的条件,所以C中回路不能产生感应电流,C错误;
D.该图中直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零,增大通入的电流时,穿过线框的磁通量总为零,则圆形线框中不会产生感应电流,D错误。
故选B。
2.答案:D
解析:ABC.由通电导线产生磁场的对称性可知,增大导线中的电流、使线圈以导线为轴转动和将线圈竖直向上移动,三种情况下通过线圈的磁通量始终为零,不能产生感应电流,故ABC错误;
D.将线圈水平向右移动,通过线圈的磁通量会发生变化,能产生感应电流,故D正确。
故选D。
3.答案:A
解析:A.圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A正确;
B.圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;
C.离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;
D.根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。
故选A。
4.答案:D
解析:楞次定律中“阻碍”的含义是指感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的变化,即当引起感应电流的磁场增强时,感应电流的磁场方向与其相反;当引起感应电流的磁场减弱时,感应电流的磁场方向与其相同。
5.答案:C
解析:导线中电流强度不变时,产生的磁场不变,导线周围的磁感应强度不变,则穿过线框的磁通量不变,即不会产生感应电流,故AB错误;线框向左运动时,线框中的磁感应强度增大,穿过线框的磁通量增大,可以产生感应电流,根据楞次定律可知电流方向为abcda,故C正确;线框向右运动时,线框中的磁感应强度减小,穿过线框的磁通量减小,可以产生感应电流,根据楞次定律可知电流方向为adcba,故D错误。所以C正确,ABD错误。
6.答案:C
解析:AB.根据
其中为把钢窗向内拉开过程中钢窗初、末位置的夹角,即增大,穿过钢窗的地磁场的磁通量变小,故AB错误;
CD.因地球等效于条形磁铁,其南北极与地理的南北极相反,故地磁场方向是进来的,当增大,减小,根据楞次定律的增反减同,感应电流的磁场方向也是进来的,再据右手螺旋定则知从开窗人的角度看,钢窗中的感应电流方向是逆时针,故C正确,D错误。
故选C。
7.答案:A
解析:从上往下看,为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流,则受电线圈的感应电流产生的磁场方向向下,根据楞次定律可知,供电线圈的磁场方向向下减小或向上增大,根据安培定则可知,供电线圈中的电流应沿顺时针方向且逐渐减小或沿逆时针方向且逐渐增大,故选A。
8.答案:D
解析:通电螺线管内部磁场向右,且内部磁场强度远大于外部。左→中:线圈磁通量"向右增加"。根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量增加,因此感应电流产生的磁场向左,从左往右看,电流为逆时针。中 右:线圈磁通量"向右减小"。同理,从左往右看,电流为顺时针。故选D。通电螺线管内部磁场向右,且内部磁场强度远大于外部。左→中:线圈磁通量"向右增加"。根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量增加,因此感应电流产生的磁场向左,从左往右看,电流为逆时针。中 右:线圈磁通量"向右减小"。同理,从左往右看,电流为顺时针。故选D。
9.答案:A
解析:ef受外力沿导轨运动,回路中产生感应电流,cd受安培力后,向右运动,根据左手定则可得,cd中电流方向由c→d,ef中电流方向由f→e,由右手定则可知,ef的运动方向向右。故A项正确,BCD三项错误。
10.答案:B
解析:A.当螺线管中电流增大时,螺线管形成的磁场不断增强,因此线圈P中的磁通量增大,根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量增大,故线圈P有远离和收缩的趋势,则时刻,P有收缩的趋势,选项A错误;
B.当螺线管中电流最大时,螺线管形成的磁场最强,故时刻,穿过线圈P的磁通量最大,选项B正确;
CD.时刻,螺线管中电流为零,穿过线圈P的磁通量为零最小,但穿过线圈P的磁通量是变化的,因此此时线圈P中有感应电流,选项CD错误。
故选B。
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