20192020學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)習(xí)題課楞次定律的應(yīng)用練習(xí)含解析新人教版選修32.doc

1、楞次定律的應(yīng)用課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固 1.如圖所示,在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方,有一條形磁鐵（N 極朝上 ,S 極朝下 ）由靜止開始下落,磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸。關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看）,下列說(shuō)法正確的是 （）A.總是順時(shí)針B.總是逆時(shí)針C.先順時(shí)針后逆時(shí)針D.先逆時(shí)針后順時(shí)針解析取導(dǎo)體圓環(huán)為研究對(duì)象,磁鐵下落過程中原磁場(chǎng)方向是向上的 ,穿過圓環(huán)的磁通量先增加后減少 ,由楞次定律可判斷出選項(xiàng) C 正確。答案 C 2.如圖所示 ,一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方 ,直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí)，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮純的長(zhǎng)

2、度1將（）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)解析當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),穿過金屬圓環(huán)的磁通量增加 ,金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 根據(jù)楞次定律可知, 感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增加:一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙;二是用遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線的方式進(jìn)行阻礙,故 D 正確。答案 D 3.（多選 ）如圖所示,導(dǎo)體AB 、 CD 可在水平軌道上自由滑動(dòng),且兩水平軌道在中央交叉處互不相通。當(dāng)導(dǎo)體棒 AB 向左移動(dòng)時(shí)（）A.AB 中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳 到 BB.AB 中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽 到 AC.CD 向左移動(dòng)D.CD 向右移動(dòng)解析由右手定則可判斷導(dǎo)體 AB中感應(yīng)

3、電流方向?yàn)锳-B,由左手定則可判斷導(dǎo)體CD受到向右的 安培力作用而向右運(yùn)動(dòng)。答案 AD4.如圖所示,絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、 b 。將條形磁鐵沿它們的正中豎直線向下移動(dòng) （不到達(dá)該平面）,a、 b 的移動(dòng)情況可能是（）A.a 、 b 將相互遠(yuǎn)離B.a 、 b 將相互靠近C.a 、 b 將不動(dòng)D.無(wú)法判斷解析根據(jù)=BS,條形磁鐵向下移動(dòng)過程中B增大，所以穿過每個(gè)環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢(shì)。 由于S不可改變，為阻礙磁通量增大，導(dǎo)體環(huán)會(huì)盡量遠(yuǎn)離條形磁鐵，所以a、b將相互遠(yuǎn)離。答案 A5 .如圖 ,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正上方等

4、高快速經(jīng)過時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN 及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是()A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右解析條形磁鐵從線圈正上方等高快速經(jīng)過時(shí) ,通過線圈的磁通量先增加后減小。當(dāng)通過線圈磁通量增加時(shí) , 為阻礙其增加,在豎直方向上線圈有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以線圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì);當(dāng)通過線圈的磁通量減小時(shí),為阻礙其減小 ,在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以線圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右運(yùn)

5、動(dòng)的趨勢(shì)。 綜上所述 ,線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是向右 ,故 D 正確。答案 D6 .如圖所示 ,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。現(xiàn)將環(huán)從位置I釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置H。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為FT1和FT2,重力加速度大小為gM()A.FT1>mg,FT2>mgB.FT1<mg,FT2<mgC.FT1>mg,FT2<mgD.FT1<mg,FT2>mg解析當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵上端時(shí) ,磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上推,根據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)要給磁鐵

6、一個(gè)向下的磁場(chǎng)力,因此有FT1>mg 。當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵下端時(shí),磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上吸,根據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)要給磁鐵一個(gè)向下的磁場(chǎng)力因此有 FT2>mg, 所以只有 A 正確。答案 A7 .(多選 )如圖所示 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面,由于磁場(chǎng)發(fā)生變化,回路變?yōu)閳A形,則磁場(chǎng) ()A.逐漸增強(qiáng)，方向向外8 .逐漸增強(qiáng)，方向向里C.逐漸減弱，方向向外D.逐漸減弱，方向向里解析對(duì)于導(dǎo)線回路來(lái)說(shuō), 圓形面積最大,即由于磁場(chǎng)變化,導(dǎo)致導(dǎo)線回路面積變大,根據(jù)楞次定律“增縮減擴(kuò)” ,可判斷磁場(chǎng)在減弱,可能是方向垂直軟導(dǎo)線回路平面向外的磁場(chǎng)逐漸減弱也可能是方向垂直軟

7、導(dǎo)線回路平面向里的磁場(chǎng)逐漸減弱,選項(xiàng) C、 D 對(duì)。答案 CD8.如圖所示 , 水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌上,有 ab 、 cd 兩金屬棒靜止在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ,當(dāng) cd 棒在外力作用下向右以 v 運(yùn)動(dòng)時(shí) ,ab 棒運(yùn)動(dòng)方向如何 ?并說(shuō)明 ab 棒的速度不會(huì)大于 v 的道 理。解析解法一cd 棒向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 閉合電路中就有了感應(yīng)電流,在 ab棒內(nèi)的感應(yīng)電流受到安培力的作用力必定向受力方向運(yùn)動(dòng)。 cd 棒向右移動(dòng)會(huì)使abcd 所圍面積中的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,ab 棒的運(yùn)動(dòng)結(jié)果總是阻礙abcd 面中磁通量的增大,因此可判定ab 棒也應(yīng)該向 cd 棒的同方向運(yùn)動(dòng)

8、。 假如 vab>v, 即面積 abcd 逐漸減小,穿過abcd 面的磁通量減小,顯然這是與楞次定律中的阻礙相違背的。因此假設(shè)vab 大于 v 的前提不能成立。解法二 本題也可由右手定則和左手定則來(lái)判斷。題中關(guān)于磁場(chǎng)的方向只是說(shuō)是豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)而沒有具體給定磁場(chǎng)的方向 ,在用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向時(shí),可先假定磁場(chǎng)的方向(如豎直向上)判斷出閉合電路中的電流方向 , 再由左手定則判斷出 ab 棒受到向右的安培力而向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所設(shè)的磁場(chǎng)方向改為相反方向時(shí)(如豎直向下), 閉合電路中的感應(yīng)電流方向也將變?yōu)橄喾吹姆较?,但 ab 棒受到磁場(chǎng)作用力仍將是向右的。所以判斷時(shí)可任意假設(shè)磁場(chǎng)的方向

9、向上或向下 ,得出的結(jié)論是相同的。答案見解析能力提升1.(多選)如圖所示,通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈,線圈等距離排列,且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)。 為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈 ,讓傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶 ,根據(jù)穿過磁場(chǎng)后線圈間的距離,就能夠檢測(cè)出不合格線圈,通過觀察圖形,下列說(shuō)法正確的是()A.若線圈閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)B.若線圈不閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)C.從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈D.從圖中可以看出，第4個(gè)線圈是不合格線圈解析若線圈閉合進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) ,由于產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,根據(jù)楞次定律可判斷線圈

10、相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng) ,A 正確 ;若線圈不閉合 ,進(jìn)入磁場(chǎng)后,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故線圈相對(duì)傳送帶不發(fā)生滑動(dòng),B 錯(cuò)誤 ;從圖中可以看出 ,第 3個(gè)線圈是不合格線圈 ,C 正確 ,D 錯(cuò)誤。答案 AC2.(多選)如圖所示,虛線 abcd 為矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向下 ,圓形閉合金屬線圈以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)。如圖所示給出的是圓形閉合金屬線圈的四個(gè)可能到達(dá)的位置 ,則圓形閉合金屬線圈的速度可能為零的位置是()解析因?yàn)榫€圈在進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí) ,線圈中的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,安培力阻礙線圈運(yùn)動(dòng) ,使線圈的速度可能減為零,故 A、 D 正確。答案 AD3.如圖所示 ,在一

11、較大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方距磁場(chǎng)邊界很近處有一閉合線圈 ,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)閉合線圈平面始終在同一豎直平面內(nèi),從上方下落穿過磁場(chǎng)的過程中()A.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度小于g,離開磁場(chǎng)時(shí)加速度可能大于g,也可能小于gB.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度大于g,離開時(shí)小于gC.進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)，加速度都大于gD.進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)，加速度都小于g解析在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí),穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因而受到安培力的阻礙作用，具下落的加速度均小于g,故D項(xiàng)正確。答案 D4.如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的

12、無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab 在水平恒力 F 作用下從磁場(chǎng)左邊界ef 處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后,對(duì)圓環(huán)L,下列說(shuō)法正確的是()A.圓環(huán)L有收縮趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流變小B.圓環(huán)L有擴(kuò)張趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流變大C.圓環(huán)L有收縮趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流不變D.圓環(huán)L有擴(kuò)張趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流變小解析由于金屬棒ab 在恒力 F 的作用下向右運(yùn)動(dòng),由右手定則知abcd 回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流。由于ab 金屬棒由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),速度增大,感應(yīng)電流增大,因而回路 abcd 中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之增大。由左手定則判斷 ab 金屬棒受到的安培

13、力方向向左,與恒力 F 的方向相反 ,且安培力隨電流的增大而增大,故 ab 金屬棒的加速度隨速度增大而減小 ,即 ab 金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。 加速度減小 ,速度增加變慢,感應(yīng)電流增大變慢, 回路abcd 中感應(yīng)電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加變慢。圓環(huán)L 處于回路 abcd 的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)中 ,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,穿過L 的磁通量增加,由楞次定律可知,圓環(huán) L 有收縮面積的趨勢(shì),以阻礙磁通量的增加。由于圓環(huán)L 所處磁感應(yīng)強(qiáng)度增加變慢，故穿過圓環(huán)的磁通量增加變慢，所以圓環(huán)L中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變小。故A正 確。答案 A5 .(多選)一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿,桿指向地心。若僅考慮地磁場(chǎng)的影響,則當(dāng)航天

14、飛機(jī)位于赤道上空 ()A. 由東向西水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下B. 由西向東水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下C.沿經(jīng)過地磁南北極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由下向上D.沿經(jīng)過地磁南北極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解析如右圖所示,設(shè)觀察方向?yàn)槊嫦虮狈?,左西右東 ,則地磁場(chǎng)方向平行赤道表面向北,若飛機(jī)由東向西飛行時(shí), 由右手定則可判斷出電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)橛缮舷蛳?若飛機(jī)由西向東飛行時(shí), 由右手定則可判斷出電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)橛上孪蛏?A 項(xiàng)對(duì) ,B 項(xiàng)錯(cuò);沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向平行于磁場(chǎng),金屬桿中

15、一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),C 項(xiàng)錯(cuò) ,D 項(xiàng)對(duì)。答案 AD6 .如圖甲所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i 隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系如圖乙所示。 在 0時(shí)間內(nèi) ,直導(dǎo)線中電流向上,則在T 時(shí)間內(nèi) ,線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是()A.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框所受安培力的合力方向向左B.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框所受安培力的合力方向向右C.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框所受安培力的合力方向向右D.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框所受安培力的合力方向向左解析在 T 時(shí)間內(nèi) ,直導(dǎo)線中的電流方向向下增大,穿過線框的磁通量垂直紙面向外增加 , 由楞次定律知線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

16、,線框所受安培力的合力由左手定則可知向右,所以C 正確。答案 C7 .如圖,均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a 與金屬圓環(huán)b 同心共面放置,當(dāng) a 繞 O 點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí) ,b 中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,且具有收縮趨勢(shì), 由此可知 ,圓環(huán) a( )A.順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)8 .順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)C.逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)D.逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)解析由楞次定律，欲使b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，則a環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)應(yīng)向里減弱或向外增強(qiáng)，a環(huán)的旋轉(zhuǎn)情況應(yīng)該是順時(shí)針減速或逆時(shí)針加速, 由于 b 環(huán)又有收縮趨勢(shì),說(shuō)明a 環(huán)外部磁場(chǎng)向外,內(nèi)部向里,故選 B。答案 B8.(多選)(2018全國(guó)I ,19)如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方 ,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)解析如圖甲所示, 閉合開關(guān)瞬間右邊線圈產(chǎn)生電流,左邊線圈磁通量增強(qiáng)。由楞次定