2024-2025年高中物理第二章電磁感應1第1課時楞次定律檢測含解析新人教版選擇性必修2

PAGEPAGE8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.美國《大眾科學》月刊網(wǎng)站報道，美國明尼蘇達高校的探討人員發(fā)覺：一種具有獨特屬性的新型合金能夠?qū)?nèi)能干脆轉(zhuǎn)化為電能。詳細而言，只要略微提高溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖所示。A為圓柱形合金材料，B為線圈，套在圓柱形合金材料A上，線圈的半徑大于合金材料的半徑?，F(xiàn)對A進行加熱，則()A．B中將產(chǎn)生逆時針方向的電流B．B中將產(chǎn)生順時針方向的電流C．B線圈有收縮的趨勢D．B線圈有擴張的趨勢【解析】選D。合金材料加熱后成為強磁體，通過線圈B的磁通量增大，由于線圈B內(nèi)有兩個方向的磁場，由楞次定律可知線圈只有擴張，才能阻礙磁通量的增加，選項C錯誤，D正確；由于不知道極性，無法推斷感應電流的方向，選項A、B錯誤。2.如圖，在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止起先下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關于圓環(huán)中感應電流的方向(從上向下看)，下列說法中正確的是()A．總是順時針 B．總是逆時針C．先順時針后逆時針 D．先逆時針后順時針【解析】選C。由題圖可知，在磁鐵下落過程中，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，在磁鐵遠離圓環(huán)時穿過圓環(huán)的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向，故C正確。3．如圖所示，磁場中有一導線MN與U形光滑的金屬框組成閉合電路，當導線向右運動時，下列說法正確的是()A．電路中有順時針方向的電流B．電路中有逆時針方向的電流C．導線的N端相當于電源的正極D．電路中無電流產(chǎn)生【解析】選B。依據(jù)右手定則，由題意可知，當導線向右運動時，產(chǎn)生的感應電流方向由N端經(jīng)過導線到M端，因此有逆時針方向的感應電流，故A錯誤，B正確；由上分析可知，電源內(nèi)部的電流方向由負極到正極，因此N端相當于電源的負極，故C錯誤；依據(jù)感應電流產(chǎn)生的條件可知，電路會產(chǎn)生感應電流，故D錯誤。所以B正確，A、C、D錯誤。4．(多選)如圖甲所示，長直導線與閉合線框位于同一平面內(nèi)，長直導線中的電流i隨時間t的變更關系如圖乙所示。在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，長直導線中電流方向向上，則下列關于線框中感應電流的方向與所受安培力推斷正確的是()A.0～T時間內(nèi)線框中感應電流方向為順時針方向B．0～T時間內(nèi)線框中感應電流方向為先順時針方向后逆時針方向C．0～T時間內(nèi)線框所受安培力的合力向左D．0～eq\f(T,2)時間內(nèi)線框所受安培力的合力向左，eq\f(T,2)～T時間內(nèi)線框所受安培力的合力向右【解析】選A、D。0～T時間內(nèi)長直導線中電流先向上減小，后向下增大，所以線框中的磁場先向里減小，后向外增加，依據(jù)楞次定律可知，感應電流始終為順時針方向，故A正確，B錯誤；在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，穿過線框的磁通量減小，由楞次定律可知，線框有使磁通量增大的運動趨勢，離導線越近，磁場越強，所以線框所受安培力的合力水平向左；同理可知，在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，線框所受安培力的合力水平向右，故C錯誤，D正確。5.一平面線圈用細桿懸于P點，起先時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動。已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中感應電流的方向分別為()A．逆時針方向逆時針方向B．逆時針方向順時針方向C．順時針方向順時針方向D．順時針方向逆時針方向【解析】選B。線圈第一次經(jīng)過位置Ⅰ時，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律，線圈中感應電流的磁場方向向左，依據(jù)安培定則，順著磁場看去，感應電流的方向為逆時針方向。當線圈第一次通過位置Ⅱ時，穿過線圈的磁通量減小，可推斷出感應電流為順時針方向，故選項B正確。6.如圖所示，絕緣水平面上有兩個離得很近的導體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中豎直線向下移動(不到達該平面)，a、b的移動狀況可能是()A．a(chǎn)、b將相互遠離 B．a(chǎn)、b將相互靠近C．a(chǎn)、b將不動 D．無法推斷【解析】選A。依據(jù)Φ＝BS，條形磁鐵向下移動過程中B增大，所以穿過每個環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢。由于S不行變更，為阻礙磁通量增大，導體環(huán)會盡量遠離條形磁鐵，所以a、b將相互遠離。A正確?！狙a償訓練】如圖所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬圓環(huán)中穿過?，F(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達位置Ⅱ。設環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端旁邊時細線的張力分別為FT1和FT2，重力加速度大小為g，則()A．FT1>mg，F(xiàn)T2>mgB．FT1<mg，F(xiàn)T2<mgC．FT1>mg，F(xiàn)T2<mgD．FT1<mg，F(xiàn)T2>mg【解析】選A。當圓環(huán)經(jīng)過磁鐵上端時，磁通量增加，依據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上推，依據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)要給磁鐵一個向下的磁場力，因此有FT1>mg。當圓環(huán)經(jīng)過磁鐵下端時，磁通量削減，依據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上吸，依據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)要給磁鐵一個向下的磁場力，因此有FT2>mg，所以只有A正確。二、非選擇題(本題共2小題，共24分)7．(12分)如圖所示是三個勝利的演示試驗，回答下列問題。(1)在試驗中，電流計指針偏轉(zhuǎn)的緣由是_______________________。(2)電流計指針偏轉(zhuǎn)角跟感應電動勢的大小成__________關系。(3)第一個勝利試驗(圖甲)中，將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？________________，什么量是不同的？______________。(4)從三個勝利的演示試驗中可歸納出的結(jié)論是：__________________?！窘馕觥?1)在試驗中，電流計指針偏轉(zhuǎn)的緣由是電流計所在回路有感應電流產(chǎn)生。(2)感應電動勢越大，則感應電流越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)角越大，故電流計指針偏轉(zhuǎn)角跟感應電動勢的大小成正比關系。(3)第一個勝利試驗(題圖甲)中，將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置，快速插入和慢速插入時磁通量的變更量是相同的，但是由于快速插入時間短，故磁通量的變更率較大，故兩次磁通量的變更率不同。(4)從三個勝利的演示試驗中可歸納出的結(jié)論是：只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變更，閉合回路中就有感應電流產(chǎn)生。答案：(1)電流計所在回路有感應電流產(chǎn)生(2)正比(3)磁通量的變更量磁通量的變更率(4)只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變更，閉合回路中就有感應電流產(chǎn)生8．(12分)如圖所示，在圖(1)中，G為指針在中心的靈敏電流計連接在直流電路中時的偏轉(zhuǎn)狀況。今使它與一線圈串聯(lián)進行電磁感應試驗，則圖(2)中的條形磁鐵的運動方向是________；圖(3)中電流計的指針將向________偏轉(zhuǎn)；圖(4)中的條形磁鐵上端為________極?！窘馕觥坑蓤D(1)可知，當電流從電流計的左接線柱流入時，指針向左偏。圖(2)中指針向左偏，可知感應電流的方向在螺線管中是由上到下，依據(jù)楞次定律知，條形磁鐵S極向下插入。圖(3)當條形磁鐵N極向下插入時，依據(jù)楞次定律，可知螺線管中感應電流方向由下到上，則指針向右偏；圖(4)中可知指針向右偏，則線圈中感應電流的方向從下到上，由楞次定律可知，條形磁鐵S極向上拔出，上端為N極。答案：向下右N(15分鐘40分)9．(7分)(多選)如圖所示，兩個閉合鋁環(huán)A、B與一個螺線管套在同一鐵芯上，A、B可以左右搖擺，則()A．在S閉合的瞬間，A、B必相吸B．在S閉合的瞬間，A、B必相斥C．在S斷開的瞬間，A、B必相吸D．在S斷開的瞬間，A、B必相斥【解析】選A、C。在S閉合瞬間，穿過兩個鋁環(huán)的磁通量變更相同，鋁環(huán)中產(chǎn)生同方向的感應電流，同向電流相吸，則A、B相吸，A正確，B錯誤；在S斷開瞬間，穿過兩個鋁環(huán)的磁通量變更相同，鋁環(huán)中產(chǎn)生同方向的感應電流，同向電流相吸，則A、B相吸，C正確，D錯誤。10.(7分)(多選)如圖所示，當磁鐵運動時，電路中會產(chǎn)生由A經(jīng)R到B的電流，則磁鐵的運動可能是()A．向下運動B．向上運動C．向左平移D．以上都不行能【解析】選B、C。由安培定則知感應電流在線圈中產(chǎn)生磁場與磁鐵磁場方向相同，由楞次定律知，原磁場減小，選項中B、C會引起上述變更，故選項B、C正確，其余錯誤。11．(7分)(多選)如圖，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上，M與電源、開關、滑動變阻器相連，P為滑動變阻器的滑片，開關S處于閉合狀態(tài)，N與電阻R相連。下列說法正確的是()A．當P向右移動時，通過R的電流方向為由b到aB．當P向右移動時，通過R的電流方向為由a到bC．斷開S的瞬間，通過R的電流方向為由b到aD．斷開S的瞬間，通過R的電流方向為由a到b【解析】選A、D。P向右移動，導致電流增大，依據(jù)右手定則可知，線圈M左端是N極，右端是S極。穿過線圈N的磁通量變大，則由楞次定律可得：感應電流方向由b流向a，故A正確，B錯誤；當斷開S的瞬間，導致電流減小，依據(jù)右手定則可知，線圈M左端是N極，右端是S極。穿過線圈N的磁通量變小，則由楞次定律可得：感應電流方向由a流向b，故C錯誤，D正確；故選A、D。12.(19分)磁感應強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab進入磁場時起先計時。(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變更的圖像。(2)推斷線框中有無感應電流。若有，請推斷出感應電流的方向；若無，請說明理由?！窘馕觥烤€框穿過磁場的過程可分為三個階段：進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)。(1)①線框進入磁場階段：t為0～eq\f(l,v)，線框進入磁場中的面積與時間成正比，S＝lvt，最終為Φ＝BS＝Bl2。②線框在磁場中運動階段：t為eq\f(l,v)～eq\f(2l,v)，線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變。③線框離開磁場階段：t為eq\f(2l,v)～eq\f(3l,v)，線框磁通量線性減小，最終為零。磁通