2019-2020学年高中物理 第四章 专题课1 楞次定律的应用课后达标能力提升练习（含解析）新人教版选修3-2

楞次定律的应用(建议用时：30分钟)【A组基础巩固】11931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现()A先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流B先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流C始终有顺时针方向持续流动的感应电流D始终有逆时针方向持续流动的感应电流解析：选D.在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流，故选项D正确2如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()AS增大，l变长BS减小，l变短CS增大，l变短 DS减小，l变长解析：选D.当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，故选项D正确3(2019石室中学检测)如图所示，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()A一起向左运动B一起向右运动Cab和cd相向运动，相互靠近Dab和cd相背运动，相互远离解析：选C.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加，因此，两导体要相向运动，相互靠近，选项C正确4如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是()A保持静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向解析：选C.由图示电路，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流磁场将阻碍原磁通量的变化，线框ab只有顺时针转动，才能阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选C.5(多选)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()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：选AD.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6(2019浙江诸暨市牌头中学月考)为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面磁场垂直地面向下，如图乙所示则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为() A始终逆时针方向B始终顺时针方向C先逆时针，再顺时针方向D先顺时针，再逆时针方向解析：选C.在列车经过线圈的上方时，由于列车上的磁场的方向向下，所以线圈内的磁通量方向向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针，再顺时针方向7(2019江苏南通海安中学月考)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去现在在固定线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率铜铝则合上开关S的瞬间()A电池正负极调换后，金属环不能向左弹射B从左侧看环中感应电流沿顺时针方向C若将铜环放置在线圈右方，环将向左运动D铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力解析：选B.线圈中电流为右侧流入，磁场方向向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，环中电流由左侧看沿顺时针方向，故B正确；电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出，故A错误；若环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，故C错误；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环，故D错误8(多选)(2019河北承德二中月考)如图所示，一根长导线弯曲成“”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内在电流I增大的过程中，下列判断正确的是()A金属环中无感应电流产生B金属环中有逆时针方向的感应电流C悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力D悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力解析：选BC.BS，S不变，I增大，B增大，所以有感应电流产生，A错误；由楞次定律得，感应电流方向沿逆时针，B正确；由圆的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圆为主，I方向向左，B垂直纸面向里，F安方向向下，所以F拉mgF安，拉力大于重力，C正确，D错误【B组素养提升】9如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，则()A金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大解析：选B.胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B的磁场方向向下，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，故选项B正确，A、C、D错误10(2019衡水高二期中)如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线框分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线框上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()A两小线框会有相互靠拢的趋势B两小线框会有相互远离的趋势C两小线框中感应电流都沿逆时针方向D左边小线框中感应电流沿顺时针方向，右边小线框中感应电流沿逆时针方向解析：选B.根据右手螺旋定则可知，通电导线瞬间，因矩形金属框内部的磁场比外部强，所以左小线圈有向外的磁通量，且增大；同理，右边金属框也一样，因此左、右小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律可知，线圈的感应电流方向都是顺时针方向，再由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互远离，故B正确，A、C、D错误11(多选)(2019南通高二期末)如图所示是某同学设想的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害关于该装置，说法正确的是()A若电梯突然坠落，将线圈闭合可起到应急避险作用B若电梯突然坠落，将线圈闭合可以使电梯悬浮在空中C当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同D当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落解析：选AD.若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，故A正确；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反，故C错误；结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故D正确12(多选)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后无初速度释放，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安培力方向始终与速度方向相反D安培力方向始终沿水平方向解析：选AD.圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以A正确；由于圆环所在处的磁场上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故D正确13(多选)如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道，轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流，导线ab的运动情况可能是()A匀速向右运动 B加速向右运动C减速向右运动D加速向左运动解析：选CD.要使Q中产生电流，P中的感应电流必须是变化的，导体ab必须做变速运动，故A错误；Q中产生顺时针电流，感应磁场方向垂直纸面向里，由“增反减同”和安培定则知，P中感应电流有两种情况：故C、D正确，B错误14. 如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从1的正上方下落至正下方过程中，从上往下看线圈2中的感应电流应为()A无感应电流B有顺时针方向的感应电流C先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流D先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流解析：选C. 线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示当线圈2从线圈1的正上方下落，并处于线圈1的上方时，磁感线向上，且磁通量增大，根据楞次定律知，线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则知，俯视线圈2中感应电流方向应为顺时针方向；同理，线圈2落至线圈1的正下方时，磁通量向上且是减小的，由楞次定律和右手螺旋定则知，俯视线圈2中感应电流方向应为逆时针方向- 6 -