内容正文:
课时测评10 楞次定律的应用
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-12题,每题5分,共60分)
1.(2023·河北邯郸高二联考)如图所示的四种情况,满足磁铁与线圈相互吸引且感应电流方向从a通过电阻R到b的是( )
答案:C
解析:要使感应电流从a通过电阻R到b,则由右手定则可知,线圈产生的感应磁场的方向为向上,由来拒去留可知A、D项中线圈产生的感应磁场向下,B、C项中线圈产生的感应磁场向上,且B项中磁铁与线圈相互排斥,C项中磁铁与线圈相互吸引,故A、B、D错误,C正确。
2.如图所示,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后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中( )
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.感应电流方向一直是顺时针
D.没有感应电流
答案:A
解析:圆环从a摆向b向下运动的过程中,向里的磁通量增大,根据楞次定律可得感应电流产生的磁场的方向向外,所以感应电流的方向是逆时针的方向;在两个磁场的交界处,向外的磁场开始增加,通过圆环的合磁场向里减少,根据楞次定律可得感应电流产生的磁场的方向向里,所以感应电流的方向是顺时针方向;之后合磁场向外增加,感应电流产生的磁场的方向向里,感应电流的方向是顺时针方向;圆环完全进入右侧的磁场后,磁场的方向向外,向右运动的过程中向外的磁通量减小,感应电流产生的磁场的方向向外,感应电流的方向为逆时针的方向。选项A正确,B、C、D错误。
3.(2025·惠州市高二月考)如图,圆形线圈竖直固定,当条形磁铁沿线圈轴线从左向右匀速靠近、远离线圈的过程中,磁铁受到的磁场力方向( )
A.都向左 B.都向右
C.先向左后向右 D.先向右后向左
答案:A
解析:当条形磁铁匀速靠近线圈时,线圈中磁通量增大,感应电流的磁场将阻碍磁铁靠近,此时磁铁受到的磁场力方向向左;当条形磁铁匀速远离线圈时,线圈中磁通量减小,感应电流的磁场将阻碍磁铁远离,此时磁铁受到的磁场力方向也向左,故选A。
4.(多选)(2025·韶关市高二校考期中)如图所示,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,下列说法正确的有(重力加速度为g)( )
A.ab、cd相互靠近 B.ab、cd相互远离
C.磁铁加速度大于g D.磁铁加速度小于g
答案:AD
解析:当条形磁铁从上向下接近闭合回路时,穿过回路的磁场方向向下,且磁通量在不断增加,根据楞次定律可知,感应电流所产生的效果总是阻碍产生感应电流的磁通量的变化,所以会阻碍条形磁铁的下落,则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,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两金属棒将互相靠近,使回路的面积减小,从而阻碍磁通量的增加,故选A、D。
5.(多选)(2025·深圳市高二校考)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
答案:BD
解析:由题可知磁通量增大,由楞次定律的“增缩减扩”和“增离减靠”可知,为了阻碍磁通量的增大,线圈有收缩的趋势,且圆环有向右滑动的趋势,故选B、D。
6.(2024·云南大理高二统考期末)如图所示,正方形金属线框abcd放置于磁场中,磁场方向垂直线框平面向里,当磁感应强度均匀增大时,下列说法正确的是( )
A.线框中产生逆时针方向的感应电流,线框有收缩的趋势
B.线框中产生逆时针方向的感应电流,线框有扩张的趋势
C.线框中产生顺时针方向的感应电流,线框有收缩的趋势
D.线框中产生顺时针方向的感应电流,线框有扩张的趋势
答案:A
解析:磁场方向垂直线框平面向里,当磁感应强度均匀增大时,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知线框中感应电流沿逆时针方向,根据左手定则可得线框所受安培力方向均指向线框内部,即线框有收缩的趋势。故选A。
7.如图所示,用弹性导线制成的大线圈A和小线圈B放置在相距较远的绝缘水平面内,图甲线圈A内部有一方形磁场区域,图乙线圈B处于另一方形磁场区域中,磁场方向均竖直向下,若两方形磁场的磁感应强度都逐渐增大,下列说法正确的是( )
A.线圈A、B都会收缩
B.线圈A、B都会扩张
C.线圈A大小不发生变化,B收缩
D.线圈A收缩,B大小不发生变化
答案:C
解析:穿过两个线圈的磁通量都增加,都产生感应电流,但是线圈A导线所在处无磁场,不受磁场力,线圈A的大小不发生变化;根据“增缩减扩”规律可知,线圈B收缩,故C正确。
8.(2024·宁夏吴忠中学高二校考期中)如图所示,放置在水平地面上的闭合线圈的上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下,当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部),下列判断正确的是( )
A.磁铁与线圈相互吸引
B.穿过螺线管的磁通量减少
C.线圈对地面的压力变小
D.通过R的感应电流方向为b—R—a
答案:D
解析:由“来拒去留”可知,磁铁靠近线圈,则磁铁与线圈相互排斥,线圈对地面的压力变大,故A、C错误;当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部),穿过螺线管的磁通量增大,故B错误;由题图可知,当磁铁竖直向下运动时,穿过线圈的磁场方向向下增大,由楞次定律可知感应电流的磁场向上,则由右手螺旋定则可知电流方向从b经过R到a,故D正确。故选D。
9.如图所示,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.穿过线圈a的磁通量减小
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
答案:D
解析:当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,螺线管中的电流将增大,使穿过线圈a的磁通量变大,故B错误;由楞次定律可知,线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流,并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势,线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故D正确,A、C错误。故选D。
10.(2024·上海市延安中学高二期末)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和开关K,则下列说法正确的是( )
A.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈c中有感应电流,线圈a中没有感应电流
B.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈a中有感应电流,线圈c中没有感应电流
C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时感应电流,有扩张趋势
D.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时感应电流,有收缩趋势
答案:C
解析:在K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化,均有感应电流产生,故A、B错误;在K闭合的一瞬间,线圈b中有顺时针方向的电流,线圈a、c内磁场垂直纸面向里增大,根据楞次定律的推论、安培定则,可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时感应电流,根据反向电流相互排斥可知,a有扩张的趋势,c有收缩的趋势,故C正确,D错误。
11. (多选)(2025·东莞市实验中学高二校考期中)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中通有变化电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则在下列说法正确的是( )
A.t1时刻,FN>G且P有收缩的趋势
B.t2时刻,FN=G且穿过P的磁通量最大
C.t3时刻,FN=G且P中有感应电流
D.t4时刻,FN<G且穿过P的磁通量最小
答案:ABC
解析:t1时刻螺线管中电流增大时,其形成的磁场不断增强,因此线圈P中的磁通量增大,楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大,故线圈有远离和收缩的趋势,则FN>G,故A正确;t2时刻螺线管中电流最大且不变时,其形成磁场不变,线圈P中的磁通量不变,因此磁铁线圈中无感应电流产生,故t2时刻FN=G,此时穿过P的磁通量最大,故B正确;t3时刻螺线管中电流为零,此时两线圈的相互作用力为零,但是线圈P中磁通量是变化的,故此时线圈中有感应电流,故C正确;t4时刻螺线管中电流不变时,其形成磁场不变,线圈P中的磁通量不变,因此磁铁线圈中无感应电流产生,故t4时刻FN=G,此时由于电流不是最小,则穿过P的磁通量不是最小,故D错误。故选A、B、C。
12.(多选)如图所示装置中,cd杆光滑且原来静止。当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动( )
A.向右匀速运动 B.向右加速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
答案:BD
解析:ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,根据右手定则知在ab杆上产生增大的由a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,由楞次定律,在cd杆上产生c到d的感应电流,根据左手定则,cd杆受到向右的安培力,cd杆将向右运动,故B正确;同理可得C错误,D正确。
学生用书第46页
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