人教版(新教材)高中物理选择性必修2课时作业10：2 1 第2课时 楞次定律

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1第2课时楞次定律(限时35分钟)题组一从阻碍磁通量变化的角度理解楞次定律1．(多选)(2021·江苏高二期末)如图所示，螺线管导线的两端与平行金属板相接，一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在两金属板间，并处于静止状态。若使一条形磁体从左向右靠近螺线管，则()A．小球向右摆动B．小球向左摆动C．螺线管的左端相当于条形磁铁的N极D．螺线管的左端相当于条形磁铁的S极〖答案〗AD〖解析〗当磁体靠近螺线管时，导致线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电动势，假设电路闭合，则由楞次定律可知，感应电流方向是从右端向下通过线圈再到左端，由于线圈相当于电源，因此左金属板电势高，所以带正电小球将向右摆动，故A正确，B错误；假如电路闭合，则螺线管中的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则可知螺线管的左端相当于S极，故C错误，D正确。2．如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()〖答案〗C〖解析〗利用安培定则判断直导线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直导线电流产生的磁场分布情况是靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱。所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流；B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B中线圈的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流；C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进＞Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量如图丙所示，其有效磁通量为ΦD＝Φ出－Φ进＝0，即使切断导线中的电流，ΦD也始终为0，D中不可能产生感应电流。3．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，线圈中电流方向()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〖答案〗A〖解析〗在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增大，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，选项A正确。题组二从阻碍相对运动的角度理解楞次定律4．(多选)(2021·江西高安中学高二期末)如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向右移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是()A．金属圆环相对桌面有向右的运动趋势B．金属圆环对桌面的压力小于其自身重力C．金属圆环有扩张的趋势D．金属圆环受到水平向右的摩擦力〖答案〗ABC〖解析〗当竖直的条形磁体水平向右移动时，金属圆环内的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，圆环面积有扩大的趋势，根据“来拒去留”可知，磁体与圆环间相互吸引，则圆环对桌面的压力小于其自身重力，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，则圆环受到水平向左的摩擦力，故A、B、C正确，D错误。5．(2021·江苏盐城中学高二期中)如图所示，当条形磁体突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()A．向右摆动B．向左摆动C．静止D．不能确定〖答案〗A〖解析〗解法一微元分析法。画出铜环所在位置条形磁体的磁场分布示意图，由楞次定律判断出环中感应电流的方向，将环等效为多段微小直线电流元，取上、下两小段进行研究，由左手定则判断出它们的受力方向如图甲所示，由此可知，整个铜环所受的合力向右，且环有向内收缩的趋势，故A正确。解法二等效分析法。磁体向右运动时，使铜环产生感应电流后，铜环可等效为一条形磁体，如图乙所示，则两磁体相互排斥，铜环向右摆动，故A正确。解法三推论法。磁体向右运动时，由楞次定律的推论可知，铜环因产生感应电流而受到的安培力总是阻碍铜环与磁体间的相对运动，即“来拒去留”，故A正确。题组三楞次定律、右手定则和左手定则的应用6．(2021·海原县一中高二期末)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，沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力为零D．导线框进入磁场时，受到的安培力为零〖答案〗A〖解析〗线框进入磁场时，向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流方向为a→d→c→b→a，A正确；导线框离开磁场时，向外的磁通量减小，感应电流方向为a→b→c→d→a，B错误；导线框离开磁场时，由于有感应电流，由左手定则可知，ab受到安培力，导线框进入磁场时，由于有感应电流，由左手定则可知，cd受到安培力，C、D错误。7．下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是()〖答案〗A〖解析〗题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a，故选项A正确。8.(多选)如图所示，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速度越大，感应电流越大)()A．向右匀速运动 B．向左加速运动C．向右减速运动 D．向右加速运动〖答案〗BC〖解析〗欲使N产生顺时针方向的感应电流，即感应电流的磁场垂直于纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小，此时应使ab向右减速运动；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大，此时应使ab向左加速运动，故B、C正确。9．如图所示，同一平面内的三条平行导线串联两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A．流过R的电流方向为由d到c，流过r的电流方向为由b到aB．流过R的电流方向为由c到d，流过r的电流方向为由b到aC．流过R的电流方向为由d到c，流过r的电流方向为由a到bD．流过R的电流方向为由c到d，流过r的电流方向为由a到b〖答案〗B〖解析〗根据磁场方向和导体棒的运动方向，用右手定则可以判断出在导体棒PQ中产生的感应电流的方向由P指向Q，所以在接入R的闭合电路中，电流由c流向d，在接入r的闭合电路中，电流由b流向a。选项B正确。10．如图所示，金属环从条形磁体的正上方A处由静止开始下落()A．从A到B，穿过金属环的磁通量减小B．从A到B，金属环受磁场力方向向下C．从B到O，穿过金属环的磁通量增大D．从B到O，金属环不受磁场力的作用〖答案〗C〖解析〗从A到B，穿过金属环的磁通量增大，选项A错误；从A到B，根据“来拒去留”可知，金属环受磁场力方向向上，选项B错误；根据条形磁体内外的磁感线分布可知，线圈在O点时内外磁感线抵消的最少，则磁通量最大，即从B到O，穿过金属环的磁通量增大，选项C正确；从B到O，根据楞次定律可知，金属环受向上的安培力的作用，选项D错误。11．(多选)如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过电流强度相等但方向相反的电流。矩形线框位于两条导线的正中间，下列措施中能使矩形线框中产生顺时针方向电流的是()A．两导线中的电流同时减小B．两导线中的电流同时增大C．线框向a移动D．线框向b移动〖答案〗BCD〖解析〗由右手螺旋定则可知，a和b两直导线在矩形线框所在区域产生的磁场垂直于纸面向外，当两导线中电流同时减小时，矩形线框中磁通量减小，由楞次定律可知，矩形线框中产生逆时针方向的电流，同理可知，当两导线中的电流同时增大时线框中产生顺时针方向的电流，A错误，B正确；当线框向a移动或向b移动时，靠近导线，使线框中磁场增强，磁通量增大，线框中同样产生顺时针方向的电流，C、D正确。12．(多选)(2021·贵州思南中学高二期末)如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A．线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流B．线圈a对水平桌面的压力FN将增大C．穿过线圈a的磁通量减小D．线圈a有收缩的趋势〖答案〗BD〖解析〗当滑片P向下滑动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，则b产生的磁场增强，根据安培定则可知产生磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增大，根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故A、C错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑片P向下滑动时，穿过线圈a的磁通量增大，故只有线圈a面积减小或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增大，故线圈a有收缩和远离b的趋势，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故B、D正确。13．如图所示，铜质金属环从条形磁体的正上方由静止开始下落，环面始终保持水平，在下落过程中，下列判断正确的是()A．金属环在下落过程中的机械能守恒B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C．金属环的机械能先减小后增大D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力〖答案〗B〖解析〗金属环在下落过程中，环内磁通量发生变化，产生感应电流，金属环受到安培力的作用，克服安培力做功，有部分机械能转化为电能，机械能不守恒，A错误；由能量守恒定律，金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和，B正确；金属环下落的过程中，始终有机械能转化为电能，机械能一直减少，C错误；当金属环下落到磁铁中央位置时，金属环中无感应电流，环和磁铁间无作用力，磁铁对桌面的压力大小等于磁铁的重力，D错误。14．(2017·全国Ⅲ卷，15)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于