2024-2025學年高中物理第2章電磁感應及其應用第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動時，線圈中產(chǎn)生如圖所示方向的感應電流，則磁鐵()A.向上運動B.向下運動C.向左運動 D.向右運動【解析】選B。由增反減同，N向下運動，原磁通量增加，感應電流磁場方向與原磁場方向相反，由安培定則知感應電流方向與圖中箭頭方向相同，故A錯誤，B正確；當磁鐵向左或者向右運動時，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錯誤。2.一個閉合導體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運動，使圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了感應電流。下列四幅圖中，產(chǎn)生的感應電流方向與條形磁鐵的運動狀況相吻合的是()【解析】選D。由圖示A可知，在磁鐵S極上升過程中，穿過圓環(huán)的磁場方向向上，在磁鐵遠離圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿逆時針方向，故A錯誤；由圖示B可知，在磁鐵S極下落過程中，穿過圓環(huán)的磁場方向向上，在磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向，故B錯誤；在磁鐵N極上升過程中，穿過圓環(huán)的磁場方向向下，在磁鐵遠離圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向，故C錯誤；由圖示D可知，在磁鐵N極下落過程中，穿過圓環(huán)的磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流沿逆時針方向，故D正確。3.某試驗小組用如圖所示的試驗裝置來驗證楞次定律。當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應電流方向是()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程中，磁場方向向下。線圈中向下的磁通量增加，由楞次定律知，線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上，應用右手定則可以推斷感應電流的方向為逆時針(俯視)，即b→G→a。同理可以推斷：條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，由楞次定律可得線圈中將產(chǎn)生順時針方向(俯視)的感應電流，即a→G→b。4.如圖甲所示，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導線右側，且其長邊與長直導線平行。已知在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，直導線中電流i發(fā)生某種改變，而線框中的感應電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時間t改變的圖線可能是()【解析】選A。依題意，線框中感應電流方向總是沿順時針方向，由于線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線電流方向向上時，線框受到向左的安培力，直導線電流方向向下時，線框受到向右的安培力，由此可知直導線中的電流應先為正后為負，A正確。5.某磁場磁感線如圖所示，有一銅線圈自圖示A位置下落至B位置，在下落過程中，自上往下看，線圈中感應電流的方向是()A.始終順時針B.始終逆時針C.先順時針再逆時針D.先逆時針再順時針【解析】選C。線圈由A位置下落至O位置的過程中，磁通量向上增加，由O位置下落至B位置的過程中，磁通量向上減小，依據(jù)楞次定律可知線圈中感應電流的方向(自上往下看)先順時針后逆時針，C正確。6.如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側面勻稱分布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(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動，則()A.金屬圓環(huán)B的面積有擴大的趨勢，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，絲線受到的拉力減小C.金屬圓環(huán)B的面積有擴大的趨勢，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，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動，通過金屬圓環(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，且B有向上升的趨勢，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“探討電磁感應現(xiàn)象”的試驗中，首先要按圖甲接線，以查明電流表指針的偏轉方向與電流方向之間的關系；然后按圖乙將電流表與副線圈B連成一個閉合電路。將原線圈A、電池、滑動變阻器和開關串聯(lián)成另一個閉合電路。在圖甲中，當閉合S時，視察到電流表指針向左偏(不通電時指針停在正中心)。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)的過程中，電流表的指針將如何偏轉？(2)線圈A放在B中不動時，指針如何偏轉？(3)線圈A放在B中不動，將滑動變阻器的滑片向右滑動時，電流表指針如何偏轉？(4)線圈A放在B中不動，突然切斷開關S時，電流表指針如何偏轉？【解析】由題圖甲可知，電流從“+”接線柱流入電流表時，指針向左偏轉，從“-”接線柱流入電流表時，指針將向右偏轉。(1)在乙圖中，S閉合后，通電的原線圈A相當于一根條形磁鐵(S極在下，N極在上)，A插入B中時，穿過B的方向朝上的磁通量增加，依據(jù)楞次定律，B中感應電流的磁場方向朝下，運用右手定則(安培定則)，B中感應電流從“-”接線柱流入電流表，指針向右偏轉。(2)A在B中不動時，穿過B的方向朝上的磁通量(事實上是通電的A線圈的磁場)不改變，B中沒有電流通過，這時電流表的指針不偏轉。(3)A在B中不動，當滑動變阻器的滑片向右滑動時，它的電阻減小，通過A的電流增加，磁場增加，穿過B的方向朝上的磁通量增大，B中發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，依據(jù)楞次定律，B中感應電流的磁場方向朝下，運用右手定則，B中產(chǎn)生的感應電流從“-”接線柱流入電流表，指針向右偏轉。(4)A在B中不動，突然切斷S，B中方向朝上的磁通量突然消逝，這時將發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，B中感應電流的磁場方向應朝上，感應電流將從“+”接線柱流入電流表，指針將向左偏轉。答案：見解析8.(12分)重為G的線圈系在一個彈簧測力計上，其下方有一通電導線，如圖甲所示，導線所通過的電流如圖乙所示，它們均在同一平面內(nèi)，求下列不同時刻彈簧測力計的示數(shù)與G的關系。(1)在t1時刻。(2)在t2時刻。(3)在t3時刻?！窘馕觥?1)在t1時刻穿過線圈的磁通量增加，線圈產(chǎn)生感應電流，由楞次定律知，彈簧測力計的示數(shù)小于G。(2)在t2時刻穿過線圈的磁通量不變，線圈不產(chǎn)生感應電流，由力的平衡知，彈簧測力計的示數(shù)等于G。(3)在t3時刻穿過線圈的磁通量削減，線圈產(chǎn)生感應電流，由楞次定律知，彈簧測力計的示數(shù)大于G。答案：(1)小于G(2)等于G(3)大于G【補償訓練】老師讓學生視察一個物理小試驗：一輕質橫桿兩側各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象是()A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉動B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉動C.把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)會跟著磁鐵運動D.把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)不會跟著磁鐵運動【解析】選B。磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉動；磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不閉合，沒有感應電流產(chǎn)生，橫桿不發(fā)生轉動，選項A錯誤，B正確；把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)不會跟著磁鐵運動，把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)會跟著磁鐵運動，選項C、D錯誤。(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)覺電子向M板偏轉，若不考慮磁場對電子運動方向的影響，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的緣由可能是()A.開關S閉合瞬間B.開關S由閉合后斷開瞬間C.開關S是閉合的，變阻器滑片向右快速滑動D.開關S是閉合的，變阻器滑片向左快速滑動【解析】選A、D。不考慮磁場對電子運動方向的影響，電子向M板偏轉說明電子受到向左的電場力作用，因此M板帶正電，N板帶負電，由此可知右邊線圈感應電流產(chǎn)生的磁場方向向左。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)。當磁鐵勻速向右通過線圈正下方時，線圈仍靜止不動，那么線圈受到薄板的摩擦力方向和線圈中產(chǎn)生感應電流的方向(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.感應電流的方向為順時針→逆時針→順時針D.感應電流的方向為順時針→逆時針【解析】選A、C。由楞次定律的推論“來拒去留”可知薄板對線圈的靜摩擦力方向始終向左，A正確，B錯誤；依據(jù)楞次定律和安培定則可判得，感應電流的方向為順時針→逆時針→順時針。11.(7分)(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應強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，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A.感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針B.感應電流方向始終是逆時針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運動到磁場分界線前，磁通量向里增大，感應電流為逆時針；跨越分界線過程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲螅袘娏鳛轫槙r針；再擺到b的過程中，磁通量向外減小，感應電流為逆時針，A正確；由于圓環(huán)所在處的磁場上下對稱，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，在兩根平行長直導線M、N中，通以同方向同大小的電流，導線框abcd和兩導線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導線垂直的方向，自右向左在兩導線間勻速運動，在移動過程中，線框中感應電流方向怎樣？【解析】線框在兩導線中線OO′的右側時，穿過線框的合磁通量垂直紙面穿出，線框左移，磁通量變小，為阻礙這個方向的磁通量減小，感應電流的方向就是abcd。當線框跨越兩導線中線OO′時，線框的合磁通量由穿出變?yōu)榇┻M，感應電流還是abcd。線框再左移，線框合磁通量穿入且增加，感應電流方向還是abcd。所以線框中感應電流方向始終是abcd。答案：始終是abcd【補償訓練】(多選)如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標出。左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面對外的勻強磁場中。下列說法中正確的是()A.當金屬棒ab向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點B.當金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢C.當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點D.當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點【解析】選B、D。當金屬棒向右勻速運動而切割磁感線時，金屬棒產(chǎn)生恒定感應電動勢，由右手定則推斷電流方向由