课时跟踪检测（三十一） 电磁感应现象 楞次定律

PAGE第1页共6页课时跟踪检测（三十一）电磁感应现象楞次定律一、立足主干知识，注重基础性和综合性1.如图所示，M、N为两个有一定质量的载流超导线圈，M放置在水平桌面上，N悬停于M正上方。若增大N的质量，使得N向下运动，则下列说法正确的是()A．线圈M和N中的电流绕行方向相反B．线圈N受到的作用力减小C．线圈M中的电流减小D．线圈M对桌面的压力减小解析：选A开始时N处于静止状态，说明二者间为斥力，两线圈中电流方向相反，故A正确；在下落过程中二者的距离减小，N受到的作用力增大，故B错误；线圈N接近线圈M时，线圈N产生的通过线圈M的磁通量增大，根据楞次定律，线圈M中的电流增大，故C错误；由于N下落时N、M间作用力增大，线圈M对桌面的压力增大，故D错误。2.(2018·全国卷Ⅰ改编)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是()A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析：选D根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A错误。同理D正确。开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北，故B、C错误。3.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法中正确的是()A．当闭合开关S的瞬间，线圈P中有感应电流且方向由b→→aB．当线圈M里有恒定电流通过时，线圈P中有感应电流C．当断开开关S的瞬间，线圈P中没有感应电流D．当断开开关S的瞬间，线圈P中有感应电流且方向由b→→a解析：选D闭合开关S的瞬间，线圈M中的电流增大，其产生的磁场增强，引起穿过线圈P的磁通量增加，故在线圈P中有感应电流产生，由楞次定律及安培定则可知，开关S闭合瞬间，感应电流方向为由a→→b，A错误；当线圈M中电流恒定，线圈M中电流产生的磁场不再变化，通过线圈P中的磁通量不变，故线圈P中无感应电流，B错误；S断开瞬间，线圈M中电流产生的磁场减弱，线圈P中的磁通量减小，故线圈P中有感应电流，由楞次定律可知，感应电流方向为由b→→a，C错误，D正确。4.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)解析：选A设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，S增大，θ减小，cosθ增大，则Φ增大，A正确；B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错误；S减小，B增大，Φ可能不变，C错误；S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变，D错误。5.(2021·淮安模拟)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置。下列说法正确的是()A．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向B．开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动C．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动D．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向解析：选C开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈B中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，则小磁针不会偏转，故A、D错误；开关闭合的瞬间，依据安培定则可知，线圈A中产生沿软铁环的逆时针方向的磁场(垂直纸面向里看)，再由楞次定律，知线圈B回路中产生逆时针方向的感应电流(垂直纸面向里看)，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B错误；开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，同理，线圈B中产生顺时针方向的感应电流(垂直纸面向里看)，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确。6．如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上。在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向()A．始终为A→B→C→AB．始终为A→C→B→AC．先为A→C→B→A，再为A→B→C→AD．先为A→B→C→A，再为A→C→B→A解析：选A在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向下的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面向下，感应电流方向为A→B→C→A；在线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向下的磁通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，感应电流方向仍然为A→B→C→A，A正确。7．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)。则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向：a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左解析：选D由楞次定律可知，导线框进入磁场时，感应电流磁场垂直纸面向里，由安培定则知，感应电流方向为a→d→c→b→a，故A项错误；同理可判断导线框离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a，故B项错误；由楞次定律的“阻碍”含义，阻碍相对运动，故无论导线框进入还是离开磁场，安培力方向都是水平向左的。8．如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将该环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则()A．FT1＞mg，FT2＞mg B．FT1＜mg，FT2＜mgC．FT1＞mg，FT2＜mg D．FT1＜mg，FT2＞mg解析：选A金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用力始终向下，对磁铁受力分析可知FT1＞mg，FT2＞mg，A正确。二、强化迁移能力，突出创新性和应用性9．(2021·广州模拟)如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合。现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则()A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大解析：选B使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，穿过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确。10．为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙所示)。则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向()A．始终沿逆时针方向B．先沿逆时针，再沿顺时针方向C．先沿顺时针，再沿逆时针方向D．始终沿顺时针方向解析：选B列车通过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确。11．如图所示，质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是()A．FN先大于mg，后小于mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．线圈中的电流方向始终不变解析：选A根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁靠近线圈时受到斜向上的斥力，由牛顿第三定律知，线圈受到斜向下的斥力，故它受到的支持力FN大于重力mg，磁铁远离线圈时受到斜向下的引力作用，线圈受到斜向上的引力，支持力FN小于重力mg，故A正确，B错误；整个过程磁铁对线圈的作用力都有向右的分量，即线圈有向右运动的趋势，则摩擦力的方向始终向左，C错误；由于线圈中的磁通量先变大后变小，方向不变，故线圈中感应电流方向发生改变，D错误。12．如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a做()A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转解析：选B由楞次定律知，欲使b环中产生顺时针方向的电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环电流产生的磁场在变弱，a环中的电流在减小，故B项正确。13．如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则()A．ab棒不受安培力作用B．ab棒所受安培力的方向向右C．ab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大D．螺线管产生的磁场，A端为N极解析：选C金属棒ab向右运动切割磁感线，根据右手定则判断感应电流方向由b→a，再根据左手定则判断ab棒所受安培力水平向左，故A、B错误；ab棒的速度越大，感应电流越大，所受安培力就越大，C正确；根据安培定则可判定螺线管的B端为N极，A端为S极，D错误。14.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备。如图所示，上面为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，电磁铁螺线管中电流的大小可以变化；下面为磁极之间真空室的俯视图。现有一电子在真空室中做圆周运动，从上往下看，电子沿逆时针方向做加速运动。则下列判断正确的是()A．通入螺线管的电流在增强B．通入螺线管的电流在减弱C．电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力D．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力解析：选A从上往下看电子沿逆时针方向做加速运动，表明感应电场沿顺时针方向。图示电磁铁螺线管电流产生的磁场方向竖直向上，根据楞次定律，当磁场正在增强时，产生的感应电场沿顺时针方向，故选项A正确，B错误；电子所受感应电场力方向沿轨道切线方向，电子在轨道中做加速圆周运动是由电场力驱动的，选项C、D均错误。15.如图所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且很靠近(但不重叠)的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。线框从实线位置由静止释放，在其后的运动过程中()A．线框中的磁通量为零时其感应电流也为零B．线框中感应电流方向为先顺时针后逆时针C．线框受到安培力的合力方向竖直向上D．线框减少的重力势能全部转化为电能解析：选C根据安培定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小。线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大；根