2024人教版高中物理选择性必修第二册同步练习题--专题强化练3　楞次定律的推论及应用（有解析）

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2024人教版高中物理选择性必修第二册同步
专题强化练3　楞次定律的推论及应用
选择题
1.【经典题】(2023北京丰台期末)如图所示,用绳吊起一个铝环,用磁铁的任意一极由左向右靠近铝环。下列说法正确的是 (　　)
A.用磁铁N极靠近铝环,铝环会被吸引
B.用磁铁S极靠近铝环,铝环会被吸引
C.用磁铁N极靠近铝环,铝环中的电流方向为逆时针方向(从左向右看)
D.用磁铁S极靠近铝环,铝环中的电流方向为逆时针方向(从左向右看)
2.(2023北京北理工附中期末)金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上,条形磁铁向下加速运动,在接近导轨时,下列说法正确的是 (　　)
A.ab、cd相互靠近　　　　　　B.ab、cd相互远离
C.磁铁加速度大于g　　　　　　D.磁铁加速度等于g
3.【多选题】(2023广东深圳阶段测试)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。如图所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图,磁感应强度随时间的变化规律为B=kt(k>0),则 (　　)
A.圆环有扩张的趋势
B.圆环有收缩的趋势
C.圆环有向左滑动的趋势
D.圆环有向右滑动的趋势
4.【经典题】(2023黑龙江哈尔滨三中期末)如图所示,金属圆环A用轻绳悬挂,所在平面与纸面垂直,圆心与长直螺线管中心轴线共线,整个装置静止,将开关S闭合,在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,圆环将 (　　)
A.向右运动,并有扩张趋势
B.向右运动,并有收缩趋势
C.向左运动,并有扩张趋势
D.向左运动,并有收缩趋势
5.(2023四川宜宾阶段测试)如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。下列选项能使电阻中感应电流的方向由b到a,且线圈与磁铁相互排斥的是 (　　)
A.磁铁S极向下,磁铁向下运动
B.磁铁S极向下,磁铁向上运动
C.磁铁N极向下,磁铁向下运动
D.磁铁N极向下,磁铁向上运动
6.【多选题】(2023湖南长沙期中)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,t1时刻电流方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则 (　　)
　
A.t1时刻FN>G,P有收缩的趋势
B.t2时刻FN=G,此时穿过P的磁通量的变化率为0
C.t3时刻FN=G,此时P中无感应电流
D.t4时刻FN7.【经典题】(2022四川宜宾期末)如图,在水平光滑桌面上,两相同的圆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,下列说法正确的是 (　　)
A.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逆时针方向
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
8.(2022湖北部分示范高中期末联考)如图,两个半径不同的同心圆形导线环A、B位于同一平面内,A环的半径大于B环的半径,从0到t1的时间间隔内,当导线环A中的电流i发生某种变化,导线环B中的感应电流总是沿逆时针方向,且导线环B总有扩张的趋势。设A环中电流i的正方向与图中箭头所示的方向相同,则i随时间t的变化的图像可能是 (　　)
9.【多选题】(2022云南师大附中月考)如图所示,a、b、c三个线圈是同心圆,b线圈上连接有直流电源E和开关K,则下列说法正确的是 (　　)
A.在K闭合的一瞬间,线圈c中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势
B.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时电流,有扩张趋势
C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势
D.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时电流,有扩张趋势
10.【多选题】(2022广东金山中学期末)一长直导线与闭合金属线框放在同一竖直面内,如图甲所示,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示(以竖直向上为电流的正方向)。则在0~T时间内,下列说法正确的是 (　　)
A.0~时间内,穿过线框的磁通量最小
B.~时间内,线框中产生的感应电流方向始终不变
C.~时间内,线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势
D.~T时间内,线框所受安培力的合力方向向右
答案与分层梯度式解析
专题强化练3　楞次定律的推论及应用
1.C 2.A 3.BD 4.A 5.A 6.AB
7.B 8.B 9.AD 10.BC
1.C　根据楞次定律的推论“来拒去留”,用磁铁N极或S极靠近铝环,铝环都会被排斥,A、B错误;用磁铁N极靠近铝环,穿过铝环向右的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中产生的感应电流的磁场的方向向左,根据安培定则可知,铝环中的电流方向为逆时针方向(从左向右看),C正确;用磁铁S极靠近铝环,穿过铝环向左的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中产生的感应电流的磁场的方向向右,根据安培定则可知,铝环中的电流方向为顺时针方向(从左向右看),D错误。故选C。
2.A　条形磁铁向下加速运动,在接近导轨时,穿过回路的磁通量增加,回路中感应电流所产生的效果要阻碍磁通量的增加,所以会阻碍条形磁铁的下落,即感应电流的磁场给条形磁铁一个向上的阻碍其下落的阻力(来拒去留),即磁铁下落的加速度小于g,为了阻碍回路中磁通量增加,ab、cd两金属棒将互相靠拢,使回路的面积减小(增缩减扩)。故选A。
3.BD　磁感应强度随时间增大,穿过圆环的磁通量增大,由楞次定律的推论“增缩减扩”和“来拒去留”可知,为了阻碍磁通量的增大,圆环有收缩的趋势,且圆环有向右滑动的趋势。故选B、D。
4.A　当滑片P向右移动时,电路中的电阻增大,电流减小,通电螺线管产生的磁场减弱,穿过金属圆环的磁通量减小,根据楞次定律的推论“增缩减扩”,金属圆环A将向右运动,并有扩张的趋势。故选A。
5.A　要使线圈与磁铁相互排斥,由楞次定律的推论“来拒去留”可知,磁铁应向下运动,B、D错误;感应电流的方向由b到a,由安培定则可知,螺线管上端为S极,则磁铁的S极向下,A正确,C错误。故选A。
6.AB
思路点拨　
t1时刻,螺线管中电流增大,磁场增强,穿过线圈P的磁通量增大,根据楞次定律的推论,线圈P有远离螺线管和面积收缩的趋势,FN>G,A正确;t2时刻,螺线管中电流不变,磁场不变,穿过线圈P的磁通量不变,磁通量的变化率为0,线圈中无感应电流产生,FN=G,B正确;t3时刻,虽然螺线管中电流为0,但穿过线圈P的磁通量在变化,此时线圈中有感应电流产生,C错误;t4时刻,螺线管中电流不变,穿过线圈P的磁通量不变(但不是最小),无感应电流产生,FN=G,D错误。
7.B　根据右手螺旋定则可知,通电瞬间,金属框内部磁感线垂直纸面向外,外部磁感线垂直纸面向里,左边小线圈右半部分处于向外的磁场中,磁通量增大,左半部分处于向里的磁场中,磁通量增大,由于矩形金属框内部的磁场比外部强,所以穿过左边小线圈的合磁通量不为零,合磁通量方向向外;同理,右边小线圈也一样,因此穿过左、右小线圈的磁通量均增大,合磁通量方向垂直纸面向外,根据楞次定律的推论可知,线圈中的感应电流方向都是顺时针方向,两线圈的运动情况是相互远离,以阻碍磁通量的增大,选项B正确,A、C、D错误。
8.B　因为导线环B总有扩张的趋势,则穿过导线环B的磁通量减小,导线环B中的感应电流沿逆时针方向,可知穿过导线环B的磁通量垂直于平面向外减小,再根据安培定则可以判断,导线环A中的电流应沿逆时针方向减小,即沿负方向减小,选项B正确。
9.AD　在K闭合的一瞬间,线圈b中有顺时针方向的电流,线圈b中电流从无到有,则线圈b内磁场垂直纸面向里增大,线圈b外磁场垂直纸面向外增大。研究c线圈,穿过线圈c的磁通量垂直纸面向里增大,线圈c处磁场垂直纸面向里,根据楞次定律及其推论,线圈c中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势,选项A正确,B错误。研究a线圈,穿过线圈a的磁通量垂直纸面向里增大,线圈a处磁场垂直纸面向外,根据楞次定律及其推论,线圈a中有逆时针方向的瞬时电流,有扩张的趋势,选项C错误,D正确。
易混易错　解答本题,很多同学盲目套用“增缩减扩”这一推论,误认为a、c都有收缩的趋势。本题中a、c两线圈中感应电流方向相同,但它们周围磁场方向相反,所以一个有扩张趋势,一个有收缩趋势。
线圈a中有向里、向外两个方向的磁场,不能简单套用“增缩减扩”,如图,a扩张可以使向外的磁通量增大,以阻碍向里的合磁通量的增大。
10.BC　0~时间内,长直导线中的电流最大,且保持不变,所以穿过线框的磁通量最大,选项A错误;由楞次定律可以判断在~时间内,线框中始终产生逆时针方向的感应电流,选项B正确;~时间内,长直导线中的电流先减小后增大,所以穿过线框的磁通量先减小后增大,线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势,选项C正确;~T时间内,长直导线中的电流保持不变,穿过线框的磁通量不变,所以线框内无感应电流产生,线框不受安培力作用,选项D错误。
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