高中物理人教版2第四章电磁感应3楞次定律 2023版第4章3楞次定律学业分层测评2

学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于楞次定律，下列说法正确的是()A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化【解析】感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项A正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；感应电流的磁场当原磁场增强时跟原磁场反向，当原磁场减弱时跟原磁场同向，选项D错误．【答案】A2．磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图4­3­10方向的感应电流，则磁铁()【导学号：05002023】图4­3­10A．向上运动 B．向下运动C．向左运动 D．向右运动【解析】据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确．【答案】B3．如图4­3­11所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是()图4­3­11A．有顺时针方向的感应电流B．有逆时针方向的感应电流C．有先逆时针后顺时针方向的感应电流D．无感应电流【解析】穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分，合磁通量是向上的．当线圈突然缩小时合磁通量增加，原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少．由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向，选项A正确．【答案】A4．(多选)如图4­3­12，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内．在金属框接通逆时针方向电流的瞬间()【导学号：05002023】图4­3­12A．两小线圈会有相互靠拢的趋势B．两小线圈会有相互远离的趋势C．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向【解析】金属框接通电流的瞬间，两个小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，为了阻碍磁通量的增大，它们必须相互远离，选项A错误，B正确；由环形电流的磁场分布规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外，根据“增反减同”原则得，C正确，D错误．图4­3­13【答案】BC5．(多选)如图4­3­13所示，A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流，则A环的转动情况为()A．顺时针匀速转动B．逆时针加速转动C．逆时针减速转动 D．顺时针减速转动【解析】本题考查安培定则和楞次定律的应用．B环中感应电流为逆时针，根据安培定则判断可知，感应电流的磁场为垂直纸面向外，根据楞次定律能产生这样的磁场，是由于A环旋转时A环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂直纸面向里增强的磁场的结果，负电荷的运动方向与电流方向相反，根据安培定则可得出，A环逆时针加速转动时产生方向垂直纸面向里的增强的磁场，或A环顺时针减速转动时产生垂直纸面向外的减弱的磁场．故正确答案为B、D.【答案】BD6．如图4­3­14所示，把一条形磁铁从图示位置由静止释放，穿过采用双线绕法的通电线圈，此过程中条形磁铁做()【导学号：05002023】图4­3­14A．减速运动B．匀速运动C．自由落体运动D．变加速运动【解析】双线绕法得到的两个线圈通电时，由安培定则知，两线圈的磁场等值反向相互抵消，合磁场为零，对磁铁无作用力．当磁铁下落时，穿过两线圈的磁通量同向增加，根据楞次定律，两线圈中产生的感应电流等值反向，也互相抵消，线圈中无感应电流，线圈对磁铁没有作用力．磁铁下落过程中只受重力，又从静止开始，所以磁铁做自由落体运动，故C对，A、B、D错．【答案】C7．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图4­3­15所示，现使磁铁开始下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()【导学号：05002023】图4­3­15A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电【解析】在N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向为逆时针(俯视)，外电路电流由b流向a，同时线圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电．选项D正确．【答案】D8．如图4­3­16所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈．开关断开，条形磁铁至落地用时t1，落地时速度为v1；开关闭合，条形磁铁至落地用时t2，落地时速度为v2，则它们的大小关系正确的是()图4­3­16A．t1＞t2，v1＞v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1＜t2，v1＜v2D．t1＜t2，v1＞v2【解析】开关断开时，线圈中无感应电流，对条形磁铁无阻碍作用，条形磁铁自由下落，故a＝g；当开关闭合时，线圈中有感应电流，对条形磁铁有阻碍作用，故a＜g.所以t1＜t2，v1＞v2，选项D正确．【答案】D9．(多选)有一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向右侧偏转，现把它与线圈连接成如图4­3­17所示的电路，磁铁位于线圈正上方，则以下说法正确的是()甲乙图4­3­17A．甲图中磁铁由图示位置水平向右运动时，电流计指针向右侧偏转B．甲图中磁铁由图示位置水平向左运动时，电流计指针向右侧偏转C．乙图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向D．乙图中线圈的绕制方向从上往下看为逆时针方向【解析】由题意知，当电流从正接线柱流入时，指针向右侧偏转；由题图甲所示可知，穿过线圈的磁场向下，磁铁由图示位置水平向右或向左运动时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流从电流计正接线柱流入，所以电流计指针向右侧偏转，故A、B均正确；由题图乙所示可知，电流计指针向右偏转，则电流从电流计正接线柱流入，由图示可知，穿过线圈的磁场向下且减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向，故C正确，D错误．【答案】ABC10．如图4­3­18所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()【导学号：05002023】图4­3­18A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcba【解析】线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba.当线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.故选项D正确．【答案】D[能力提升]11．已知北半球地磁场的竖直分量向下．如图4­3­19所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是()图4­3­19A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a【解析】若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，由右手定则知c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错误，同理知B错误．若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量变小，由楞次定律可知线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，C正确，D错误．【答案】C12．如图4­3­20所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()【导学号：05002023】图4­3­20A．S增大，l变长 B．S减小，l变短C．S增大，l变短 D．S减小，l变长【解析】当通电导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行阻碍，二是用远离直导线的方式进行阻碍．故D正确．【答案】D13．如图4­3­21所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关S接通的一瞬间，两铜环的运动情况是()图4­3­21A．同时向两侧推开B．同时向螺线管靠拢C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断【解析】当开关S接通的一瞬间，螺线管的磁场增强，故穿过两边线圈的磁通量均增加，根据楞次定律，在线圈中产生的感应电流阻碍磁通量的增加，故线圈会远离螺线管运动，故两铜环的运动情况是同时向两侧推开，选项A正确．【答案】A14．如图4­3­22，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若()图4­3­22A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向【解析】当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项A、B错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故选项C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项D正确．【答案】D15．(多选)如图4­3­23所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道，轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流，导线ab的运动情况可能是()【导学号：05002023】图4­3­23A．匀速向右运动 B．加速向右运动C．减速向右运动 D．加速向左运动【解析】本题关键是要弄清使Q中产生顺时针方向的电流，则穿过Q中的磁通量应如何变化．可用楞次定律步骤的逆过程来分析，要使Q中产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内．如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向里的，则原