人教版(新教材)高中物理选择性必修2课时作业9：专题强化6 楞次定律的应用

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1楞次定律的应用1．(多选)如图1是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()图1A．开关S闭合瞬间B．开关S由闭合到断开的瞬间C．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动〖答案〗AC〖解析〗当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，同理可知，开关由闭合到断开瞬间，钻头M向左运动，故A项正确，B项错误；当开关S已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C项正确，D项错误．2.(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图2所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当导体棒AB在外力F的作用下向右运动时，下列说法中正确的是()图2A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒AB的作用力向左〖答案〗BD〖解析〗导体棒AB切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，AB中感应电流的方向为B→A，则导体棒CD内有电流通过，方向是C→D，故A错误，B正确；导体棒CD内有电流通过，导体棒CD受到安培力作用，由左手定则判断可知，磁场对导体棒CD的作用力向右，磁场对导体棒AB的作用力向左，故C错误，D正确．3.(2020·江苏南通一中高二上期末)如图3所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两个可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增大时，导体ab和cd的运动情况是()图3A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离〖答案〗C〖解析〗由于在闭合回路abdc中，ab和cd中感应电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增大时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍穿过闭合回路的磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增大的目的．故选C.4．如图4甲所示，有一闭合导体环，磁场方向垂直于环面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时，顺着磁场方向看，导体环中感应电流的方向是()图4A．一直顺时针 B．一直逆时针C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针〖答案〗D〖解析〗由题图乙可知，0～t0内，穿过导体环的磁通量增加，由楞次定律的结论——“增反减同”可知，感应电流产生的磁场方向垂直环面向外，所以感应电流方向为逆时针；同理可得t0～2t0内感应电流方向为顺时针，故D正确．5．(2020·全国卷Ⅲ)如图5，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止．将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到()图5A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动〖答案〗B〖解析〗开关S由断开状态拨至连接状态，不论拨至M端还是N端，通过圆环的磁通量均增加，根据楞次定律(增离减靠)可知圆环会阻碍磁通量的增加，即向右运动，故选B.6.航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图6所示，当闭合开关S，固定线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则()图6A．闭合开关S的瞬间，从左侧看金属环中的感应电流沿逆时针方向B．若将电池正负极调换后，金属环弹射方向将改变C．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向左弹射D．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向右弹射〖答案〗D〖解析〗闭合开关S的瞬间，电流从线圈右侧流入，产生的磁场方向向左，由楞次定律可知，金属环中的感应电流方向由左侧看为顺时针，A错误；电池正负极调换后，根据“增离减靠”可得，金属环仍将向左弹出，B错误；若将金属环置于线圈的右侧，根据“增离减靠”可得，金属环将向右弹射，C错误，D正确．7.(多选)(2020·南通市期末)如图7所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，不计空气阻力，在下落过程中()图7A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流的方向保持不变C．线框所受安培力的合力方向向上D．线框的机械能不断增大〖答案〗BC〖解析〗当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，A错误，B正确；整个线框所受的安培力的合力方向向上，对线框做负功，线框的机械能不断减小，C正确，D错误．8．如图8所示，一条形磁体从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，由开始下落至落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，由开始下落至落地用时t2，落地时速度为v2.不计空气阻力，则它们的大小关系是()图8A．t1>t2，v1>v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1<t2，v1<v2D．t1<t2，v1>v2〖答案〗D〖解析〗开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁体无阻碍作用，故磁体自由下落，a1＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁体有阻碍作用，故a2<g.所以t1<t2，v1>v2，故D正确．9.(多选)如图9所示，两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，漆包线绕成的两个线圈P、Q与其组成闭合回路．两个磁性很强的条形磁体如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动．以下说法正确的是()图9A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B．P向右摆动的过程中，Q会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若使Q左右摆动，P会始终保持静止〖答案〗AB〖解析〗穿过线圈P的磁感线方向向左，P向右摆动的过程中，磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向从右向左看为顺时针方向，A正确；由于Q与P构成一回路，Q中的电流也为顺时针方向(从右向左看)，Q线圈最下面的一条导线中通过的电流方向向外，该处的磁场方向向下，则该导线所受的安培力向右，那么Q会向右摆动，B正确，C错误；若使Q左右摆动，最下面的那条导线切割磁感线运动产生感应电流，则P中有电流，那么P将受到安培力而运动，D错误．10.如图10所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线，电流方向如图所示，现将一矩形金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，线框整体受力为()图10A．受力向右 B．受力向左C．受力向上 D．受力为零〖答案〗A〖解析〗金属线框放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量，当导线中电流增大时，穿过线框的磁通量增大，线框产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，则线框将向使磁通量减小的方向运动，即向右移动，线框整体受力向右，故A正确，B、C、D错误．11．如图11甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～eq\f(T,2)时间内，直导线中电流方向向上，下列说法正确的是()图11A．0～eq\f(T,2)时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有扩张趋势B．0～eq\f(T,2)时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有收缩趋势C.eq\f(T,2)～T时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有扩张趋势D.eq\f(T,2)～T时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势〖答案〗D〖解析〗在0～eq\f(T,2)时间内，直导线电流方向向上，根据安培定则，知导线左侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐减小，则磁场逐渐减弱，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流，且线框面积有扩张的趋势，A、B错误．同理可知，eq\f(T,2)～T时间内，感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势，C错误，D正确．12.如图12所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，ab和cd棒的运动情况是()图12A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止〖答案〗A〖解析〗当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，电路中的总电阻变小，流过螺线管的电流将增大，因此螺线管的磁场变强，即磁感应强度B变大，根据楞次定律可知，两根金属棒应分别向外运动，增大回路的面积，以增大螺线管外部磁场的磁通量来抵消内部磁场磁通量的增大，故A正确．13.(多选)如图13所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置，且金属棒切割磁感线的速度越大，感应电流越大)()