2021-2022学年物理沪科版选修3-2作业：1-2　探究感应电流的方向 WORD版含解析.docx

1、课后篇巩固提升A组1.(多选)下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相反B.感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相同C.感应电流的磁场方向可能和回路中原磁场方向相反D.感应电流的磁场方向可能和回路中原磁场方向相同解析:根据楞次定律:“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”可知,当引起感应电流的原磁通量增加时,感应电流的磁场要阻碍该磁通量的增加,感应电流的磁场方向只能与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向必须与原磁场方向相同,可简单地记为“增反减同”,所以感应电流的磁场方向并不是总与原磁场方向相同,也

2、并不是总与原磁场方向相反,一定要正确理解“阻碍”的含义。所以选项C、D正确,选项A、B错误。答案:CD2.飞机在一定高度水平飞行时,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的两端点之间会有一定的电势差。若飞机在北半球水平飞行,且地磁场的竖直分量方向竖直向下,则从飞行员的角度看()A.机翼左端的电势比右端的电势低B.机翼左端的电势比右端的电势高C.机翼左端的电势与右端的电势相等D.以上情况都有可能解析:地磁场的竖直分量方向竖直向下,运用右手定则,手心向上且大拇指向前,则四指指向左端,所以左端电势比右端电势高。答案:B3.如图所示,两个大小相等互相绝缘的导体环,B环与A环有部分面积重叠,当开

3、关S断开时()A.B环内有顺时针方向的感应电流B.B环内有逆时针方向的感应电流C.B环内没有感应电流D.条件不足,无法判定解析:由右手定则可知穿过B环的磁通量向里,当S断开时,磁通量减少。由楞次定律可知B中产生顺时针方向的感应电流,选项A正确。答案:A4.如图,MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图所示。I表示回路中的电流,则()A.当AB不动而CD向右滑动时,I0且沿顺时针方向B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时,I=0C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I=0D.当AB、CD都向右滑动,且AB速度大

4、于CD时,I0且沿逆时针方向解析:当AB不动而CD向右滑动时,I0,电流方向沿逆时针,故选项A错误;当AB向左、CD向右滑动时,磁通量变化,故I0,选项B错误;当AB、CD都向右滑动,且速度大小相等时,磁通量无变化,故I=0,即选项C正确;当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I0,方向沿顺时针,故选项D错误。答案:C5.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)()A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反

5、,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥答案:B6.如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到()A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动解析:开关S无论拨至M端还是N端,螺线管中的磁通量都变大,则右边金属圆环中的磁通量变大,根据楞次定律,为了阻碍磁通量变大,圆环都向右运动,选项B正确。答案:B7.如图所示,两个闭合圆形线圈A、B

6、的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如下面右图所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在t1t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是()A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势答案:A8.如下图所示,和是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒,ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时,cd棒受到向下的磁场力。由此可知是极,是极,a、b、c、d四点的电势由高到低依次排列的顺序是。解析:由左手定则可知cd中电流

7、方向是由c到d,可知ab中电流方向是由b到a,又由右手定则可知、间磁场方向是由下向上的,所以是S极,是N极,a、b、c、d四点电势高低为acdb。答案:SNacdb9.如右图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨,位于磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd,质量均为m,电阻均为R。若要使cd静止不动,则ab杆应向方向运动。解析:根据右手定则、左手定则知,ab向上运动时金属杆cd受到的安培力方向才向上,与重力平衡保持静止状态。答案:上B组1.闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个

8、位置时,感应电流的方向判断正确的是()A.经过时,adcbaB.经过时,abcdaC.经过时,adcbaD.经过时,adcba解析:经过时,向里的磁通量增加,根据楞次定律知感应电流的磁场方向向外,由右手定则判断感应电流方向为逆时针,故A错误;经过时,磁通量不变,则感应电流为0,故B、C错误;经过时,向里的磁通量减少,根据楞次定律知感应电流的磁场方向向里,由右手定则判断感应电流方向为顺时针,故D正确。答案:D2.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是(

9、)A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势,当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右。答案:D3.如图所

10、示,用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0L,先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是()A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcdaB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为adcbaC.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D.向左摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向右;向右摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向左解析:当线框进入磁场时,dc边切割磁感线,由楞次定律可判断,感

11、应电流的方向为:adcba;当线框离开磁场时,同理可判其感应电流的方向为:abcda,选项A、B错误;线框dc边(或ab边)进入磁场或离开磁场时,都要切割磁感线产生感应电流,机械能转化为电能,故dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等,选项C错误;由“来拒去留”知,选项D正确。答案:D4.(多选)如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,直导线ab与M、N相连接,线圈A与直导线cd连接,线圈A内有随图乙所示变化的磁场,且规定向左为磁场B的正方向,则下列叙述正确的是()A.01 s内,ab、cd导线互相排斥B.12 s内,ab、cd导线互相吸引C.23 s内,

12、ab、cd导线互相吸引D.34 s内,ab、cd导线互相排斥解析:根据左手定则,可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转,负离子向下极板N偏转,所以ab中电流方向是a向b的。在01s内,线圈A中的磁场方向向右,磁感应强度减小,由楞次定律可知感应电流是c向d的,根据ab、cd内电流的流向关系可知两导线相互吸引,选项A错误;在12s内,线圈A内磁场方向向左,磁感应强度增强,由楞次定律可知,电流方向是c向d的,根据电流的流向关系可知两导线相互吸引,选项B正确;同理可以判定选项C错误,选项D正确。答案:BD5.(多选)如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的

13、速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是()A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈解析:若线圈闭合进入磁场时,由于产生电磁感应现象,根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,故选项A正确;若线圈不闭合,进入磁场时,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,故选项B错误。从图中可以看出,第3个线圈是不

14、合格线圈,选项C正确,选项D错误。答案:AC6.某同学制作了一个手动手电筒。下图是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称。(1)试分析其工作原理。(2)灯泡中的电流方向是否变化。解析:(1)线圈来回滑动时,穿过线圈的磁通量不断变化,线圈中产生感应电流,灯泡发光。(2)线圈由a滑至b过程中,磁场方向向左,穿过线圈的磁通量先减小后增加,根据楞次定律,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右同样可判断线圈

15、由b滑至a过程中,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右。所以线圈中电流方向有变化。答案:(1)见解析(2)有变化教学建议1.重难点分析(1)本节教学重点:楞次定律的发现及理解。应用楞次定律判断感应电流的方向。利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。(2)本节教学难点:楞次定律的理解及实际应用。2.教法建议(1)注意引导学生直接参与重现物理规律的发现过程,体验自然规律发现过程中的乐趣和美,并进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。(2)引导学生欣赏楞次定律的简洁美的同时,注意理解和领会楞次定律的丰富的内涵。3.学法建议同学们在学习本节过程中要把握好三点:一是理解判断感

16、应电流方向的两种方法,二是理解右手定则与楞次定律的联系,右手定则与左手定则的区别,三是充分理解楞次定律的推广含义,从而熟练解决有关感应电流的方向问题,为法拉第电磁感应定律的学习打好基础。参考资料寻找磁单极子在电现象里有电荷,而且正、负电荷可以单独存在。在磁现象里却没有发现磁荷,南北极也不能单独存在。一块磁体,无论把它分得多么小,总是有南极和北极。1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言存在着只有一个磁极的粒子磁单极子。根据磁单极子的理论,电和磁之间的相似将更加完美。理论的动人前景,吸引了一批物理学家,用各种方法,在岩石中,在宇宙射线(即从宇宙空间飞来的粒子)中,在加速器实验中,去寻找磁单极子

17、,但是到现在还没有找到,人们推测,磁单极子可能是在宇宙形成初期产生的,残存下来的为数较少,而且分散在广漠的宇宙之中,要找到它是很不容易的。美国的一位物理学家卡布雷拉用实验寻找磁单极子,实验依据的原理就是电磁感应现象。仪器的主要部分是由超导体做成的线圈。你知道他为什么要用超导体做成线圈吗?若有磁单极子通过线圈,会发生什么现象?1982年2月,这位物理学家发现在超导线圈中出现了稳定的电流,认定这是磁单极子穿过了超导线圈。不过以后没有重复观察到那次实验中观察到的现象,所以这一事例还不能证实磁单极子的存在。目前,寻找磁单极子的实验还在进行中,如果磁单极子确实存在,现在的电磁理论就要做重大的修改,将对整个物理学基础理论的发展产生重大影响。