（通用版）2022-2023版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題1 楞次定律的應(yīng)用練習(xí) 滬科版選修3-2

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1、（通用版）2022-2023版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題1 楞次定律的應(yīng)用練習(xí) 滬科版選修3-2 考點(diǎn)一　楞次定律的重要結(jié)論 1.如圖1所示，老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是(　　) 圖1 A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) C.無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) D.無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　B 解析　左環(huán)沒(méi)有閉合，在磁鐵插入過(guò)程中，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故橫桿不發(fā)

2、生轉(zhuǎn)動(dòng).右環(huán)閉合，在磁鐵插入過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，橫桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確. 2.如圖2所示，將一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò).現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ，設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T(mén)1和T2，重力加速度大小為g，則 (　　) 圖2 A.T1＞mg，T2＞mg B.T1＜mg，T2＜mg C.T1＞mg，T2＜mg D.T1＜mg，T2＞mg 答案　A 解析　當(dāng)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端，穿過(guò)環(huán)的磁通量增加，圓環(huán)中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙其磁通量增加，所以磁鐵對(duì)環(huán)有向上的斥力作用，由牛頓第三定律，環(huán)對(duì)磁鐵有向下的斥力作用

3、，使得細(xì)線對(duì)磁鐵的拉力大于磁鐵的重力，即T1＞mg；同理，當(dāng)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵下端時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量減小，在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙其磁通量減小，所以磁鐵對(duì)環(huán)有向上的吸引力作用，由牛頓第三定律，則環(huán)對(duì)磁鐵有向下的吸引力作用，使得細(xì)線對(duì)磁鐵的拉力大于磁鐵的重力，即T2＞mg，選項(xiàng)A正確. 3.如圖3所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力N及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是 (　　) 圖3 A.N先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 B.N先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 C.N先小于

4、mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 D.N先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 答案　D 解析　條形磁鐵從線圈正上方由左向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律的第二種描述：“來(lái)拒去留”可知，線圈先有向下和向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，后有向上和向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右.故選D. 4.如圖4所示，兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí)，兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 (　　) 圖4 A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變大 B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變小 C.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距變小 D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距變大 答案　B 解析

5、　磁鐵向左運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)兩環(huán)的磁通量均增加.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將阻礙原磁通量增加，所以兩者都向左運(yùn)動(dòng).另外，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，依據(jù)安培定則和左手定則可以判斷兩個(gè)環(huán)之間是相互吸引的，所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確. 5.(多選)如圖5所示，在水平面上有一固定的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌為U形金屬框架，框架上放置一金屬桿ab，不計(jì)摩擦，在豎直方向上有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則(　　) 圖5 A.若磁場(chǎng)方向豎直向上并增強(qiáng)，桿ab將向右移動(dòng) B.若磁場(chǎng)方向豎直向上并減弱，桿ab將向右移動(dòng) C.若磁場(chǎng)方向豎直向下并增強(qiáng)，桿ab將向右移動(dòng) D.若磁場(chǎng)方向豎直向下并減弱，桿ab將向右移動(dòng) 答案　BD

6、解析　不管磁場(chǎng)方向豎直向上還是豎直向下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，回路中磁通量變大，由楞次定律知桿ab將向左移動(dòng)，反之，桿ab將向右移動(dòng)，選項(xiàng)B、D正確. 6.如圖6所示，光滑固定金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放在導(dǎo)軌上，形成閉合回路.當(dāng)一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時(shí)，可動(dòng)的兩導(dǎo)體棒P、Q將 (　　) 圖6 A.保持不動(dòng) B.相互遠(yuǎn)離 C.相互靠近 D.無(wú)法判斷 答案　C 解析　效果法：四根導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)磁鐵迅速接近回路時(shí)，不管是N極還是S極，穿過(guò)回路的磁通量都增加，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流將阻礙原磁通量的增加，怎樣來(lái)阻礙增加呢？可動(dòng)的兩根導(dǎo)體棒只能用

7、減小回路面積的方法來(lái)阻礙原磁通量的增加，得到的結(jié)論是P、Q相互靠近，選項(xiàng)C正確.還可以用常規(guī)法，根據(jù)導(dǎo)體棒受磁場(chǎng)力的方向來(lái)判斷. 7.如圖7所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一矩形金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，ab邊平行于MN，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣，當(dāng)導(dǎo)線上的電流突然增大時(shí)，線框整個(gè)受力為(　　) 圖7 A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力為零 答案　A 解析　金屬線框放在導(dǎo)線MN上，導(dǎo)線中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，根據(jù)安培定則判斷可知，線框左右兩側(cè)磁場(chǎng)方向相反，線框左側(cè)的磁通量大于線框右側(cè)的磁通量，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大

8、時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量增大，線框產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的變化，則線框?qū)⑾虼磐繙p小的方向運(yùn)動(dòng)，即向右移動(dòng)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤. 8.如圖8所示，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片自左向右滑動(dòng)時(shí)，線框ab的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖8 A.保持靜止不動(dòng) B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但電源極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)的方向 答案　C 解析　根據(jù)題圖所示電路，線框ab所處位置的磁場(chǎng)是水平方向的，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電路中電阻增大，電流減弱，則穿過(guò)閉合導(dǎo)線框ab的磁通量將減少.Φ＝BSsi

9、n θ，θ為線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的變化，則線框ab只有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使θ角增大，而使穿過(guò)線圈的磁通量增加，則C正確.注意此題并不需要明確電源的極性. 9.如圖9所示，一個(gè)有彈性的金屬線圈被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與線圈在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，彈性線圈的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度l將(　　) 圖9 A.S增大，l變長(zhǎng) B.S減小，l變短 C.S增大，l變短 D.S減小，l變長(zhǎng) 答案　D 解析　當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，穿過(guò)金屬線圈的磁通量增大，金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙原磁通

10、量的增大：一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙；二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方法進(jìn)行阻礙，故D正確. 10.如圖10所示，A為水平放置的膠木圓盤(pán)，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤(pán)面平行，其軸線與膠木盤(pán)A的軸線OO′重合，現(xiàn)使膠木盤(pán)A由靜止開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則 (　　) 圖10 A.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大 B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小 C.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小 D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大 答案　B 解析　膠木盤(pán)A由靜止

11、開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過(guò)B的磁通量向下，且增大，根據(jù)楞次定律的另一種表述，引起的效果阻礙原磁通量的增大，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢(shì)，且有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以絲線受到的拉力減小.故B正確，A、C、D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二　安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的區(qū)別運(yùn)用 11. (多選)繞有線圈的鐵心直立在水平桌面上，鐵心上套著一個(gè)鋁環(huán)，線圈與電源、開(kāi)關(guān)相連，如圖11所示.線圈上端與電源正極相連，閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起.則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖11 A.若保持開(kāi)關(guān)閉合，則鋁環(huán)不斷升高 B.若保持開(kāi)關(guān)閉

12、合，則鋁環(huán)停留在跳起后的某一高度 C.若保持開(kāi)關(guān)閉合，則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落 D.如果電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變 答案　CD 解析　鋁環(huán)跳起是開(kāi)關(guān)閉合時(shí)鋁環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的，故C、D正確. 12.如圖12所示，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直.金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面.現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖12 A.PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较?/p>

13、 B.PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较? C.PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较? D.PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较颍琓中沿順時(shí)針?lè)较? 答案　D 解析　金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，則其速度v方向向右，由右手定則可得，金屬桿PQ中的感應(yīng)電流方向由Q到P，則PQRS中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場(chǎng)，故圓環(huán)形金屬線框T中為阻礙此變化，會(huì)產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)，則T中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍珼正確. 13.(多選)如圖13所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況(兩線圈共面放置)是 (　　) 圖13 A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng) C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向右加速運(yùn)動(dòng) 答案　BC