2017-2018学年高二物理新人教版选修3-2重点强化训练：1 楞次定律的应用
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年高二物理新人教版选修3-2重点强化训练：1 楞次定律的应用 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 234.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-07-05 11:03:42 | ||
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文档简介
重点强化卷(一) 楞次定律的应用
(建议用时：45分钟)
一、选择题
1．在电磁感应现象中，下列说法中正确的是( )
A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C．闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
【解析】 由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化，并不一定与原磁场方向相反，故选项A正确，选项D错误；若闭合线框平行于磁场放置，则无论是磁场变化，还是线框做切割磁感线的运动，穿过闭合线框的磁通量都不变，都不会有感应电流产生，所以选项B、C均错．
【答案】 A
2．闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图1所示的三个位置时，感应电流的方向是( )
图1
A．经过
Ⅰ
时，a→d→c→b→a
B．经过
Ⅱ
时，a→b→c→d→a
C．经过
Ⅱ
时，无感应电流
D．经过
Ⅲ
时，a→b→c→d→a
【解析】 经过
Ⅰ
时，穿过闭合线框的磁通量是向里的，且在增大，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向外，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→b→c→d→a，选项A错误；经过
Ⅱ
时，穿过闭合线框的磁通量不变，闭合线框中无感应电流，选项B错误，C正确；经过
Ⅲ
时，穿过闭合线框的磁通量是向里的，且在减少，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向里，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→d→c→b→a，选项D错误．
【答案】 C
3．如图2所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为( )
图2
A．外环顺时针、内环逆时针
B．外环逆时针，内环顺时针
C．内、外环均为逆时针
D．内、外环均为顺时针
【解析】 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加．由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由定培定则判断出感应电流的方向是：在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项B正确．
【答案】 B
4．(多选)一铜框置于如图3所示的磁场中，如果用力把铜框从磁场拉出或把它进一步推入，则在这两个过程中有关磁场对铜框的作用力，下列叙述中正确的是( )
图3
A．拉出时是阻力
B．推入时是阻力
C．拉出时不受磁场力
D．推入时不受磁场力
【解析】 将铜框从磁场拉出或推入，磁通量发生变化，根据楞次定律，磁场对铜框的作用力应阻碍导体和磁场的相对运动，故选项A、B正确．
【答案】 AB
5．如图4所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时( )
图4
A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B．整个环中有顺时针方向的电流
C．整个环中有逆时针方向的电流
D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
【解析】 由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.
【答案】 D
6．如图5所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )
图5
A．向右摆动
B．向左摆动
C．静止
D．不能确定
【解析】 (方法1)磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为阻碍原磁通量的增大，必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增加的方向运动，故A正确．
(方法2)磁铁向右运动时，由楞次定律的另一种表述得知铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用，故A正确．
【答案】 A
7．如图6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匀速运动到位置2.则( )
图6
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．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】 导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b→a，这时cd边受到的安培力由左手定则可判断其受力方向水平向左，A错、D对；在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a→b→c→d→a，这时安培力的方向仍然水平向左，B、C错．
【答案】 D
8．某磁场磁感线如图7所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
图7
A．始终沿顺时针方向
B．始终沿逆时针方向
C．先沿顺时针方向再沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向再沿顺时针方向
【解析】 自A点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断线圈中感应电流方向为顺时针，自图示位置落至B点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为逆时针，C项正确．
【答案】 C
9．如图8所示，在载流直导线近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，在导轨上有两根可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )
图8
A．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
【解析】 电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增大，因此，两导体要相向运动，相互靠近，选项C正确．
【答案】 C
10．如图9所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中( )
图9
A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
B．感应电流方向一直是逆时针
C．感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针
D．感应电流方向一直是顺时针
【解析】 在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增加，由楞次定律可判断，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向；摆过竖直虚线时，环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大，因此感应电流方向为顺时针方向；在竖直虚线右侧向右摆动时，环中磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，可知感应电流为逆时针方向，因此只有A项正确．
【答案】 A
11．(多选)如图10所示，光滑固定导轨M、N水平放置．两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合电路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
图10
A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
【解析】 从阻碍回路面积变化的角度看：当磁铁靠近闭合回路时，磁通量增加，两导体棒由于受到磁场对其中感应电流力的作用而互相靠拢以阻碍磁通量的增加，故A项正确；从阻碍相对运动角度看：磁铁靠近回路时必受到阻碍靠近的向上的力的作用，因此磁铁的加速度小于g，故D项正确．
【答案】 AD
12．(多选)如图11所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的是( )
图11
A．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
B．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
C．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
D．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
【解析】 当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里，所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为abcda，A正确，B错误；当导线L向右平移时，闭合电路abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为adcba，C错误，D正确．
【答案】 AD
13．(多选)如图12所示，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，螺线管与电源和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( )
图12
A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【解析】 若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，螺线管b中电流增大，根据楞次定律和安培定则，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，穿过线圈a的磁通量变大，线圈a有缩小且远离螺线管b的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，选项B、C错误，选项A、D正确．
【答案】 AD
14．如图13所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环．在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触； 为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触．当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻( )
图13
A．电流表中电流的方向由c→d；作用于ab的安培力向右
B．电流表中电流的方向由c→d；作用于ab的安培力向左
C．电流表中电流的方向由d→c；作用于ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零
【解析】 金属杆顺时针转动切割磁感线，由右手定则可知产生由a到b的感应电流，电流由c→d流过电流表，再由左手定则可知此时ab杆受安培力向右，A正确．
【答案】 A
15．如图14所示，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘中心通过电刷相连，b盘边缘与a盘边缘通过电刷相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时( )
图14
A．b盘逆时针转动
B．b盘顺时针转动
C．b盘不动
D．无法判断b盘是否转动
【解析】 当a盘顺时针转动时，相当于长为半径的导体棒转动切割磁感线，由右手定则可知电流从边缘流至圆心，流经b盘时从圆心流至边缘，由左手定则知，b盘逆时针转动．所以选项A正确，B、C、D错误．
【答案】 A
(建议用时：45分钟)
一、选择题
1．在电磁感应现象中，下列说法中正确的是( )
A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C．闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
【解析】 由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化，并不一定与原磁场方向相反，故选项A正确，选项D错误；若闭合线框平行于磁场放置，则无论是磁场变化，还是线框做切割磁感线的运动，穿过闭合线框的磁通量都不变，都不会有感应电流产生，所以选项B、C均错．
【答案】 A
2．闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图1所示的三个位置时，感应电流的方向是( )
图1
A．经过
Ⅰ
时，a→d→c→b→a
B．经过
Ⅱ
时，a→b→c→d→a
C．经过
Ⅱ
时，无感应电流
D．经过
Ⅲ
时，a→b→c→d→a
【解析】 经过
Ⅰ
时，穿过闭合线框的磁通量是向里的，且在增大，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向外，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→b→c→d→a，选项A错误；经过
Ⅱ
时，穿过闭合线框的磁通量不变，闭合线框中无感应电流，选项B错误，C正确；经过
Ⅲ
时，穿过闭合线框的磁通量是向里的，且在减少，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向里，由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是a→d→c→b→a，选项D错误．
【答案】 C
3．如图2所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为( )
图2
A．外环顺时针、内环逆时针
B．外环逆时针，内环顺时针
C．内、外环均为逆时针
D．内、外环均为顺时针
【解析】 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加．由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由定培定则判断出感应电流的方向是：在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项B正确．
【答案】 B
4．(多选)一铜框置于如图3所示的磁场中，如果用力把铜框从磁场拉出或把它进一步推入，则在这两个过程中有关磁场对铜框的作用力，下列叙述中正确的是( )
图3
A．拉出时是阻力
B．推入时是阻力
C．拉出时不受磁场力
D．推入时不受磁场力
【解析】 将铜框从磁场拉出或推入，磁通量发生变化，根据楞次定律，磁场对铜框的作用力应阻碍导体和磁场的相对运动，故选项A、B正确．
【答案】 AB
5．如图4所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时( )
图4
A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B．整个环中有顺时针方向的电流
C．整个环中有逆时针方向的电流
D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
【解析】 由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.
【答案】 D
6．如图5所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )
图5
A．向右摆动
B．向左摆动
C．静止
D．不能确定
【解析】 (方法1)磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为阻碍原磁通量的增大，必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增加的方向运动，故A正确．
(方法2)磁铁向右运动时，由楞次定律的另一种表述得知铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用，故A正确．
【答案】 A
7．如图6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匀速运动到位置2.则( )
图6
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．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】 导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b→a，这时cd边受到的安培力由左手定则可判断其受力方向水平向左，A错、D对；在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a→b→c→d→a，这时安培力的方向仍然水平向左，B、C错．
【答案】 D
8．某磁场磁感线如图7所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
图7
A．始终沿顺时针方向
B．始终沿逆时针方向
C．先沿顺时针方向再沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向再沿顺时针方向
【解析】 自A点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断线圈中感应电流方向为顺时针，自图示位置落至B点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为逆时针，C项正确．
【答案】 C
9．如图8所示，在载流直导线近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，在导轨上有两根可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )
图8
A．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
【解析】 电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增大，因此，两导体要相向运动，相互靠近，选项C正确．
【答案】 C
10．如图9所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中( )
图9
A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
B．感应电流方向一直是逆时针
C．感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针
D．感应电流方向一直是顺时针
【解析】 在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增加，由楞次定律可判断，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向；摆过竖直虚线时，环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大，因此感应电流方向为顺时针方向；在竖直虚线右侧向右摆动时，环中磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，可知感应电流为逆时针方向，因此只有A项正确．
【答案】 A
11．(多选)如图10所示，光滑固定导轨M、N水平放置．两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合电路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
图10
A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
【解析】 从阻碍回路面积变化的角度看：当磁铁靠近闭合回路时，磁通量增加，两导体棒由于受到磁场对其中感应电流力的作用而互相靠拢以阻碍磁通量的增加，故A项正确；从阻碍相对运动角度看：磁铁靠近回路时必受到阻碍靠近的向上的力的作用，因此磁铁的加速度小于g，故D项正确．
【答案】 AD
12．(多选)如图11所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的是( )
图11
A．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
B．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
C．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
D．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
【解析】 当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里，所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为abcda，A正确，B错误；当导线L向右平移时，闭合电路abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为adcba，C错误，D正确．
【答案】 AD
13．(多选)如图12所示，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，螺线管与电源和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( )
图12
A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【解析】 若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，螺线管b中电流增大，根据楞次定律和安培定则，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，穿过线圈a的磁通量变大，线圈a有缩小且远离螺线管b的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，选项B、C错误，选项A、D正确．
【答案】 AD
14．如图13所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环．在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触； 为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触．当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻( )
图13
A．电流表中电流的方向由c→d；作用于ab的安培力向右
B．电流表中电流的方向由c→d；作用于ab的安培力向左
C．电流表中电流的方向由d→c；作用于ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零
【解析】 金属杆顺时针转动切割磁感线，由右手定则可知产生由a到b的感应电流，电流由c→d流过电流表，再由左手定则可知此时ab杆受安培力向右，A正确．
【答案】 A
15．如图14所示，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘中心通过电刷相连，b盘边缘与a盘边缘通过电刷相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时( )
图14
A．b盘逆时针转动
B．b盘顺时针转动
C．b盘不动
D．无法判断b盘是否转动
【解析】 当a盘顺时针转动时，相当于长为半径的导体棒转动切割磁感线，由右手定则可知电流从边缘流至圆心，流经b盘时从圆心流至边缘，由左手定则知，b盘逆时针转动．所以选项A正确，B、C、D错误．
【答案】 A