2024-2025學(xué)年高中物理第2章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用第1節(jié)楞次定律作業(yè)含解析魯科版選擇性必修2

PAGE8-楞次定律(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1.磁鐵在線圈中心上方起先運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則磁鐵()A.向上運(yùn)動(dòng)B.向下運(yùn)動(dòng)C.向左運(yùn)動(dòng) D.向右運(yùn)動(dòng)【解析】選B。由增反減同，N向下運(yùn)動(dòng)，原磁通量增加，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，由安培定則知感應(yīng)電流方向與圖中箭頭方向相同，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)磁鐵向左或者向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量均減小，依據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生與圖示方向相反的電流，故C、D錯(cuò)誤。2.一個(gè)閉合導(dǎo)體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運(yùn)動(dòng)，使圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流。下列四幅圖中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)狀況相吻合的是()【解析】選D。由圖示A可知，在磁鐵S極上升過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向上，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤；由圖示B可知，在磁鐵S極下落過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向上，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，故B錯(cuò)誤；在磁鐵N極上升過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向下，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，故C錯(cuò)誤；由圖示D可知，在磁鐵N極下落過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍蔇正確。3.某試驗(yàn)小組用如圖所示的試驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證楞次定律。當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過(guò)固定的線圈時(shí)，通過(guò)電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是()A.a→G→bB.先a→G→b，后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a，后a→G→b【解析】選D。條形磁鐵在穿入線圈的過(guò)程中，磁場(chǎng)方向向下。線圈中向下的磁通量增加，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，應(yīng)用右手定則可以推斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)，即b→G→a。同理可以推斷：條形磁鐵穿出線圈的過(guò)程中，向下的磁通量減小，由楞次定律可得線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流，即a→G→b。4.如圖甲所示，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行。已知在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種改變，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針?lè)较?；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時(shí)間t改變的圖線可能是()【解析】選A。依題意，線框中感應(yīng)電流方向總是沿順時(shí)針?lè)较颍捎诰€框受到的安培力中左邊框受力較大，故以左邊框受力為主，由左手定則可知直導(dǎo)線電流方向向上時(shí)，線框受到向左的安培力，直導(dǎo)線電流方向向下時(shí)，線框受到向右的安培力，由此可知直導(dǎo)線中的電流應(yīng)先為正后為負(fù)，A正確。5.某磁場(chǎng)磁感線如圖所示，有一銅線圈自圖示A位置下落至B位置，在下落過(guò)程中，自上往下看，線圈中感應(yīng)電流的方向是()A.始終順時(shí)針B.始終逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針D.先逆時(shí)針再順時(shí)針【解析】選C。線圈由A位置下落至O位置的過(guò)程中，磁通量向上增加，由O位置下落至B位置的過(guò)程中，磁通量向上減小，依據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流的方向(自上往下看)先順時(shí)針后逆時(shí)針，C正確。6.如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面勻稱分布著負(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)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO′重合?，F(xiàn)使膠木圓盤A由靜止起先繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A.金屬圓環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大B.金屬圓環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小C.金屬圓環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小D.金屬圓環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大【解析】選B。使膠木圓盤A由靜止起先繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)金屬圓環(huán)B內(nèi)的磁通量增大，依據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，且B有向上升的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小，B正確。二、非選擇題(本題共2小題，共24分)7.(12分)在“探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的試驗(yàn)中，首先要按圖甲接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系；然后按圖乙將電流表與副線圈B連成一個(gè)閉合電路。將原線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路。在圖甲中，當(dāng)閉合S時(shí)，視察到電流表指針向左偏(不通電時(shí)指針停在正中心)。在圖乙中，(1)S閉合后，將螺線管A(原線圈)插入螺線管B(副線圈)的過(guò)程中，電流表的指針將如何偏轉(zhuǎn)？(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí)，指針如何偏轉(zhuǎn)？(3)線圈A放在B中不動(dòng)，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表指針如何偏轉(zhuǎn)？(4)線圈A放在B中不動(dòng)，突然切斷開(kāi)關(guān)S時(shí)，電流表指針如何偏轉(zhuǎn)？【解析】由題圖甲可知，電流從“+”接線柱流入電流表時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，從“-”接線柱流入電流表時(shí)，指針將向右偏轉(zhuǎn)。(1)在乙圖中，S閉合后，通電的原線圈A相當(dāng)于一根條形磁鐵(S極在下，N極在上)，A插入B中時(shí)，穿過(guò)B的方向朝上的磁通量增加，依據(jù)楞次定律，B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向朝下，運(yùn)用右手定則(安培定則)，B中感應(yīng)電流從“-”接線柱流入電流表，指針向右偏轉(zhuǎn)。(2)A在B中不動(dòng)時(shí)，穿過(guò)B的方向朝上的磁通量(事實(shí)上是通電的A線圈的磁場(chǎng))不改變，B中沒(méi)有電流通過(guò)，這時(shí)電流表的指針不偏轉(zhuǎn)。(3)A在B中不動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，它的電阻減小，通過(guò)A的電流增加，磁場(chǎng)增加，穿過(guò)B的方向朝上的磁通量增大，B中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，依據(jù)楞次定律，B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向朝下，運(yùn)用右手定則，B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從“-”接線柱流入電流表，指針向右偏轉(zhuǎn)。(4)A在B中不動(dòng)，突然切斷S，B中方向朝上的磁通量突然消逝，這時(shí)將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)朝上，感應(yīng)電流將從“+”接線柱流入電流表，指針將向左偏轉(zhuǎn)。答案：見(jiàn)解析8.(12分)重為G的線圈系在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)上，其下方有一通電導(dǎo)線，如圖甲所示，導(dǎo)線所通過(guò)的電流如圖乙所示，它們均在同一平面內(nèi)，求下列不同時(shí)刻彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與G的關(guān)系。(1)在t1時(shí)刻。(2)在t2時(shí)刻。(3)在t3時(shí)刻。【解析】(1)在t1時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量增加，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于G。(2)在t2時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量不變，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電流，由力的平衡知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于G。(3)在t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量削減，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于G。答案：(1)小于G(2)等于G(3)大于G【補(bǔ)償訓(xùn)練】老師讓學(xué)生視察一個(gè)物理小試驗(yàn)：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()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.把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng)D.把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)不會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng)【解析】選B。磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不閉合，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)不會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng)，把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)會(huì)跟著磁鐵運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。(15分鐘40分)9.(7分)(多選)如圖所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行的方向飛入MN極板間，突然發(fā)覺(jué)電子向M板偏轉(zhuǎn)，若不考慮磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)方向的影響，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的緣由可能是()A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間B.開(kāi)關(guān)S由閉合后斷開(kāi)瞬間C.開(kāi)關(guān)S是閉合的，變阻器滑片向右快速滑動(dòng)D.開(kāi)關(guān)S是閉合的，變阻器滑片向左快速滑動(dòng)【解析】選A、D。不考慮磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)方向的影響，電子向M板偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電子受到向左的電場(chǎng)力作用，因此M板帶正電，N板帶負(fù)電，由此可知右邊線圈感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向左。要產(chǎn)生題述現(xiàn)象，依據(jù)楞次定律可知左邊線圈中磁通量應(yīng)向右增大或向左減小，分析得A、D正確。10.(7分)(多選)如圖所示，矩形閉合線圈放置在水平薄板上，有一塊U形磁鐵置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度)。當(dāng)磁鐵勻速向右通過(guò)線圈正下方時(shí)，線圈仍靜止不動(dòng)，那么線圈受到薄板的摩擦力方向和線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(從上向下看)是()A.摩擦力方向始終向左B.摩擦力方向先向左后向右C.感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針D.感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針→逆時(shí)針【解析】選A、C。由楞次定律的推論“來(lái)拒去留”可知薄板對(duì)線圈的靜摩擦力方向始終向左，A正確，B錯(cuò)誤；依據(jù)楞次定律和安培定則可判得，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針→逆時(shí)針→順時(shí)針。11.(7分)(多選)如圖所示，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向勻稱分布，水平方向非勻稱分布。一銅制圓環(huán)用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中()A.感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B.感應(yīng)電流方向始終是逆時(shí)針C.安培力方向始終與速度方向相反D.安培力方向始終沿水平方向【解析】選A、D。圓環(huán)從位置a運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)分界線前，磁通量向里增大，感應(yīng)電流為逆時(shí)針；跨越分界線過(guò)程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感?yīng)電流為順時(shí)針；再擺到b的過(guò)程中，磁通量向外減小，感應(yīng)電流為逆時(shí)針，A正確；由于圓環(huán)所在處的磁場(chǎng)上下對(duì)稱，所以所受安培力在豎直方向平衡，因此總的安培力始終沿水平方向，故D正確。12.(19分)如圖所示，在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N中，通以同方向同大小的電流，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，自右向左在兩導(dǎo)線間勻速運(yùn)動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流方向怎樣？【解析】線框在兩導(dǎo)線中線OO′的右側(cè)時(shí)，穿過(guò)線框的合磁通量垂直紙面穿出，線框左移，磁通量變小，為阻礙這個(gè)方向的磁通量減小，感應(yīng)電流的方向就是abcd。當(dāng)線框跨越兩導(dǎo)線中線OO′時(shí)，線框的合磁通量由穿出變?yōu)榇┻M(jìn)，感應(yīng)電流還是abcd。線框再左移，線框合磁通量穿入且增加，感應(yīng)電流方向還是abcd。所以線框中感應(yīng)電流方向始終是abcd。答案：始終是abcd【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法中正確的是()A.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)C.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)【解析】選B、D。當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)而切割磁感線時(shí)，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則推斷電流方向由