人教版(新教材)高中物理選擇性必修2課時(shí)作業(yè)10：2 1 第2課時(shí) 楞次定律

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE1第2課時(shí)楞次定律(限時(shí)35分鐘)題組一從阻礙磁通量變化的角度理解楞次定律1．(多選)(2021·江蘇高二期末)如圖所示，螺線管導(dǎo)線的兩端與平行金屬板相接，一個(gè)帶正電的小球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬板間，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。若使一條形磁體從左向右靠近螺線管，則()A．小球向右擺動(dòng)B．小球向左擺動(dòng)C．螺線管的左端相當(dāng)于條形磁鐵的N極D．螺線管的左端相當(dāng)于條形磁鐵的S極〖答案〗AD〖解析〗當(dāng)磁體靠近螺線管時(shí)，導(dǎo)致線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，假設(shè)電路閉合，則由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向是從右端向下通過線圈再到左端，由于線圈相當(dāng)于電源，因此左金屬板電勢高，所以帶正電小球?qū)⑾蛴覕[動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；假如電路閉合，則螺線管中的電流方向如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則可知螺線管的左端相當(dāng)于S極，故C錯(cuò)誤，D正確。2．如圖所示，用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路，這些回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(彼此絕緣)，下列組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()〖答案〗C〖解析〗利用安培定則判斷直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場，其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的無數(shù)組同心圓，即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線，且直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場分布情況是靠近直導(dǎo)線處磁場強(qiáng)，遠(yuǎn)離直導(dǎo)線處磁場弱。所以，A中穿過圓形線圈的磁場如圖甲所示，其有效磁通量為ΦA(chǔ)＝Φ出－Φ進(jìn)＝0，即使切斷導(dǎo)線中的電流，ΦA(chǔ)也始終為0，A中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流；B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場平行，穿過B中線圈的磁通量也始終為0，B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流；C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示，Φ進(jìn)＞Φ出，即ΦC≠0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過一定時(shí)間，穿過線圈的磁通量減小為0，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；D中線圈的磁通量如圖丙所示，其有效磁通量為ΦD＝Φ出－Φ進(jìn)＝0，即使切斷導(dǎo)線中的電流，ΦD也始終為0，D中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流。3．如圖所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點(diǎn)作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上。在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流方向()A．始終為A→B→C→AB．始終為A→C→B→AC．先為A→C→B→A再為A→B→C→AD．先為A→B→C→A再為A→C→B→A〖答案〗A〖解析〗在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增大，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→B→C→A，選項(xiàng)A正確。題組二從阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度理解楞次定律4．(多選)(2021·江西高安中學(xué)高二期末)如圖所示，水平放置的絕緣桌面上有一個(gè)金屬圓環(huán)，在圓心的正上方一定高度處有一個(gè)豎直的條形磁體。把條形磁體水平向右移動(dòng)時(shí)，金屬圓環(huán)始終保持靜止。下列說法正確的是()A．金屬圓環(huán)相對(duì)桌面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢B．金屬圓環(huán)對(duì)桌面的壓力小于其自身重力C．金屬圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢D．金屬圓環(huán)受到水平向右的摩擦力〖答案〗ABC〖解析〗當(dāng)豎直的條形磁體水平向右移動(dòng)時(shí)，金屬圓環(huán)內(nèi)的磁通量減小，由“增縮減擴(kuò)”可知，圓環(huán)面積有擴(kuò)大的趨勢，根據(jù)“來拒去留”可知，磁體與圓環(huán)間相互吸引，則圓環(huán)對(duì)桌面的壓力小于其自身重力，且圓環(huán)相對(duì)桌面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢，則圓環(huán)受到水平向左的摩擦力，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。5．(2021·江蘇鹽城中學(xué)高二期中)如圖所示，當(dāng)條形磁體突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A．向右擺動(dòng)B．向左擺動(dòng)C．靜止D．不能確定〖答案〗A〖解析〗解法一微元分析法。畫出銅環(huán)所在位置條形磁體的磁場分布示意圖，由楞次定律判斷出環(huán)中感應(yīng)電流的方向，將環(huán)等效為多段微小直線電流元，取上、下兩小段進(jìn)行研究，由左手定則判斷出它們的受力方向如圖甲所示，由此可知，整個(gè)銅環(huán)所受的合力向右，且環(huán)有向內(nèi)收縮的趨勢，故A正確。解法二等效分析法。磁體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，使銅環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流后，銅環(huán)可等效為一條形磁體，如圖乙所示，則兩磁體相互排斥，銅環(huán)向右擺動(dòng)，故A正確。解法三推論法。磁體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律的推論可知，銅環(huán)因產(chǎn)生感應(yīng)電流而受到的安培力總是阻礙銅環(huán)與磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即“來拒去留”，故A正確。題組三楞次定律、右手定則和左手定則的應(yīng)用6．(2021·海原縣一中高二期末)如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置甲(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置乙(右)，則()A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aB．導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC．導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，受到的安培力為零D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，受到的安培力為零〖答案〗A〖解析〗線框進(jìn)入磁場時(shí)，向外的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，A正確；導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，向外的磁通量減小，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，B錯(cuò)誤；導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，由于有感應(yīng)電流，由左手定則可知，ab受到安培力，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，由于有感應(yīng)電流，由左手定則可知，cd受到安培力，C、D錯(cuò)誤。7．下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()〖答案〗A〖解析〗題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電流方向?yàn)閍→b，B中電流方向?yàn)閎→a，C中電流方向沿a→d→c→b→a，D中電流方向?yàn)閎→a，故選項(xiàng)A正確。8.(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大導(dǎo)線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況可能是(兩導(dǎo)線圈共面放置，且金屬棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()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〖解析〗欲使N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，即感應(yīng)電流的磁場垂直于紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時(shí)針方向逐漸減小的電流，使其在N中的磁場方向向里，且磁通量在減小，此時(shí)應(yīng)使ab向右減速運(yùn)動(dòng)；二是M中有逆時(shí)針方向逐漸增大的電流，使其在N中的磁場方向向外，且磁通量在增大，此時(shí)應(yīng)使ab向左加速運(yùn)動(dòng)，故B、C正確。9．如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串聯(lián)兩個(gè)電阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略，當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A．流過R的電流方向?yàn)橛蒬到c，流過r的電流方向?yàn)橛蒪到aB．流過R的電流方向?yàn)橛蒫到d，流過r的電流方向?yàn)橛蒪到aC．流過R的電流方向?yàn)橛蒬到c，流過r的電流方向?yàn)橛蒩到bD．流過R的電流方向?yàn)橛蒫到d，流過r的電流方向?yàn)橛蒩到b〖答案〗B〖解析〗根據(jù)磁場方向和導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向，用右手定則可以判斷出在導(dǎo)體棒PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向由P指向Q，所以在接入R的閉合電路中，電流由c流向d，在接入r的閉合電路中，電流由b流向a。選項(xiàng)B正確。10．如圖所示，金屬環(huán)從條形磁體的正上方A處由靜止開始下落()A．從A到B，穿過金屬環(huán)的磁通量減小B．從A到B，金屬環(huán)受磁場力方向向下C．從B到O，穿過金屬環(huán)的磁通量增大D．從B到O，金屬環(huán)不受磁場力的作用〖答案〗C〖解析〗從A到B，穿過金屬環(huán)的磁通量增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從A到B，根據(jù)“來拒去留”可知，金屬環(huán)受磁場力方向向上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)條形磁體內(nèi)外的磁感線分布可知，線圈在O點(diǎn)時(shí)內(nèi)外磁感線抵消的最少，則磁通量最大，即從B到O，穿過金屬環(huán)的磁通量增大，選項(xiàng)C正確；從B到O，根據(jù)楞次定律可知，金屬環(huán)受向上的安培力的作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11．(多選)如圖所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長直導(dǎo)線，通過電流強(qiáng)度相等但方向相反的電流。矩形線框位于兩條導(dǎo)線的正中間，下列措施中能使矩形線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向電流的是()A．兩導(dǎo)線中的電流同時(shí)減小B．兩導(dǎo)線中的電流同時(shí)增大C．線框向a移動(dòng)D．線框向b移動(dòng)〖答案〗BCD〖解析〗由右手螺旋定則可知，a和b兩直導(dǎo)線在矩形線框所在區(qū)域產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向外，當(dāng)兩導(dǎo)線中電流同時(shí)減小時(shí)，矩形線框中磁通量減小，由楞次定律可知，矩形線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，同理可知，當(dāng)兩導(dǎo)線中的電流同時(shí)增大時(shí)線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)線框向a移動(dòng)或向b移動(dòng)時(shí)，靠近導(dǎo)線，使線框中磁場增強(qiáng)，磁通量增大，線框中同樣產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，C、D正確。12．(多選)(2021·貴州思南中學(xué)高二期末)如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大C．穿過線圈a的磁通量減小D．線圈a有收縮的趨勢〖答案〗BD〖解析〗當(dāng)滑片P向下滑動(dòng)時(shí)電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，則b產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，根據(jù)安培定則可知產(chǎn)生磁場的方向向下，從而判斷出穿過線圈a的磁通量向下增大，根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時(shí)針，故A、C錯(cuò)誤；開始時(shí)線圈a對(duì)桌面的壓力等于線圈a的重力，當(dāng)滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，穿過線圈a的磁通量增大，故只有線圈a面積減小或遠(yuǎn)離線圈b時(shí)才能阻礙磁通量的增大，故線圈a有收縮和遠(yuǎn)離b的趨勢，故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大，故B、D正確。13．如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁體的正上方由靜止開始下落，環(huán)面始終保持水平，在下落過程中，下列判斷正確的是()A．金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒B．金屬環(huán)在下落過程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢能的減少量C．金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D．磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力〖答案〗B〖解析〗金屬環(huán)在下落過程中，環(huán)內(nèi)磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)受到安培力的作用，克服安培力做功，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；由能量守恒定律，金屬環(huán)重力勢能的減少量等于其動(dòng)能的增加量和在金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能之和，B正確；金屬環(huán)下落的過程中，始終有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)械能一直減少，C錯(cuò)誤；當(dāng)金屬環(huán)下落到磁鐵中央位置時(shí)，金屬環(huán)中無感應(yīng)電流，環(huán)和磁鐵間無作用力，磁鐵對(duì)桌面的壓力大小等于磁鐵的重力，D錯(cuò)誤。14．(2017·全國Ⅲ卷，15)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，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)開始的瞬間，關(guān)于