高考物理选修知识点巩固练习 楞次定律和右手定则的应用 提高

【巩固练习】一、选择题1如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是（ ） A同时向左运动，间距变大 B同时向左运动，间距变小 C同时向右运动，间距变小 D同时向右运动，间距变大2电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ） A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电31931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子磁单极子，如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始穿过线圈后从b点飞过，那么（ ） A线圈中感应电流的方向上沿PMQ方向 B线圈中感应电流的方向是沿QMF方向 C线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向 D线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向4两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ） AA可能带正电且转速减小 BA可能带正电且转速增大 CA可能带负电且转速减小 DA可能带负电且转速增大5如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线AB中通有恒定电流，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（ ） A先abcda，再dcbad，后abcda B先abcda，后dcbad C始终是dcbad D先dcbad，再abcda，后dcbad6如图所示，光滑平行金属导轨PP和QQ都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是（ ） A感应电流方向是NM B感应电流方向是MN C安培力水平向左 D安培力水平向右7(2014 泰州期末)如图9甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是()A在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大B在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大C在t1t2时间内， 金属圆环L内有逆时针方向的感应电流D在t1t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势8如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，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（ ） At1时刻，FNG Bt2时刻，FNG Ct3时刻，FNG Dt4时刻，FN=G9磁体自远处沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，如图所示。则图中较正确反映线圈中电流i与时间t关系的是（线圈中电流以图示箭头方向为正方向）（ ） 10(2014 盐城模拟)某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是()A开关S由断开到闭合的瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动D保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动二、填空题11一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内_感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内_感应电流。（填：“有”或“无”）12（2015 犍为县期中）如图所示的器材可以用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2为副线圈：（1）在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路；（2）闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P处于 端（选填“左”或“右”）三、解答题13如图所示，将条形磁铁插入螺线管时，产生如图所示感应电流，则a、b两点哪点电势高？条形磁铁哪端是N极？14在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与副线圈B连成一个闭合电路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。问：在图乙中（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将如何偏转？（2）线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表指针如何偏转？（4）线圈 A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针如何偏转？【答案与解析】一、选择题1【答案】B 【解析】当条形磁铁向左运动靠近两环时，两环中的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动，又由于两环中的感应电流方向相同，两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力，因而两环间的距离要减小。2【答案】D 【解析】磁铁N极接近线圈的过程中，线圈中向下的磁通量增加，由楞次定律可得，感应电流方向bRa；电容器下极板带正电，上极板带负电。3【答案】B 【解析】磁单极子（N极）向外发出磁感线，当磁单极子从下方靠近线圈时，线圈中感应电流的磁场阻碍磁单极子的靠近，所以感应电流的磁场方向向下；当磁单极子穿过线圈后要远离线圈时，感应电流的磁场阻碍磁单极子的远离，所以感应电流的磁场方向还是向下，感应电流的磁场方向不变，感应电流的方向也不变，根据安培定则可知，感应电流的方向沿QMP，故B正确。4【答案】BC 【解析】本题考查应用楞次定律逆向推断产生感应电流的原因，解题关键是想到B线圈中原磁通量的变化可向里增多或向外减少。由曰中感应电流方向为逆时针，应用安培定则知感应电流磁场方向向外。由“增反减同”判断A线圈中的磁通量变化为向里增多或向外减少。A线圈中等效电流的方向为顺时针增强，再由电流方向与正、负电荷运动方向的关系知，B、C符合要求。5【答案】D 【解析】直线电流的磁场是非匀强磁场，根据安培定则，在线框所在平面内，直线电流的右侧磁场垂直纸面向里，左侧垂直纸面向外，线框从左向右运动时，磁通量是从垂直纸面向外的增强到减弱（线框通过导线时），当线框正通过直线电流的中间时，磁通量为零。继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱，根据楞次定律和右手螺旋定则，感应电流的方向是先顺时针；后逆时针，再顺时针。6【答案】AC 【解析】本题考查左、右手定则和楞次定律。 方法一：由右手定则易知，MN中感应电流方向是NM，再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直棒水平向左。 方法二：由楞次定律知，感应电流的产生，必须阻碍引起感应电流的原因。本题中，感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力既垂直于电流又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向必须垂直于MN水平向左，再由左手定则，容易判断出感应电流的方向是NM。故正确选项为A、C。7【答案】BD【解析】当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流，在t1时刻，感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，选项A错误；在t2时刻，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B正确；由楞次定律，在t1t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，选项C错误；在t1t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势，选项D正确。8【答案】AD 【解析】t1时刻线圈Q中电流在增大，电流的磁场增强，穿过线圈P的磁通量增加，P有远离Q的趋势，受到Q的排斥作用，设这个力大小为F，则有FN=F+G，即FNG，A选项正确。t2时刻Q中电流恒定，线圈P中无变化的磁通量，不产生感应电流，P只受重力G与桌面支持力FN作用而平衡，有FN=G，故B选项错。同理在t4时刻Q中电流恒定，有FN=G，D选项正确。t3时刻Q中电流变化，P中磁通量变化，产生感应电流，但Q中I=0，对P无磁场力作用，仍是FN=G。9【答案】B 【解析】从题图可以看出，条形磁铁从左侧进入线圈时，由楞次定律可判断线圈中感应电流方向与图示方向相同，同样可分析，当条形磁铁从右侧离开线圈时，线圈中感应电流又反向，正确答案为B。10【答案】A【解析】若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律，可能是开关S由断开到闭合的瞬间，选项A正确。二、填空题11【答案】有，有【解析】线圈在位置1和3时，磁感线分别从上方和下方穿过线圈，磁通量不等于零，而在位置2线圈平面与磁感线平行磁通量为零，所以线圈从位置1到位置2，从位置2到位置3的过程，磁通量都发生变化，分别是减少和增加，所以有感应电流产生。12【答案】（1）电路图见解析；（2）右【解析】（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路电路图如图所示：（2）应将滑动变阻器的滑动头P处于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。三、解答题13【答案】b点电势高，下端为N极 【解析】在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量变化，引起感应电流，可将螺线管看成电源，在电源外部，电流由高电势流向低电势，因此b点电势高。由安培定则知，感应磁场方向向上，而引起感应电流的磁场在增加，因此其方向向下，即下端为N极，上端为S极。14【答案】见解析【解析】由甲图可知，电流从“”接线柱流入电流表时，指针向左偏转，从“”接线柱流入电流表时，指针将向右偏转。（1）在乙图中，S闭合后，通电的原线圈A相当于一根条形磁铁（S极在下，N极在上），A插入B中时，穿过B的方向朝上的磁通量增加，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用右手定则（安培定则），B中感应电流从“”接线柱流入电流表，指针向右偏转。（2）A在B中不动时，穿过B的方向朝上的磁通量（实际上是通电的A线圈的磁场）不变化，B中没有电流通过，这时安培表的指针不偏转。（3）A在B中不动，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的电阻减小，通过A的电流增加，磁场增加，穿过B的方向朝上的磁通量增大，B中发生电磁感应现象，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用右手定则，B中产生的感应电流从“”接线柱流入电流表，指针向右偏转。（4）A在B中不动，突然切断S，B中方向朝上的磁通量突然消失，这时将发生电磁感应现象，B中感应电流的磁场方向应朝上，感应电流将从“”接线柱流入电流表，指针将向左偏转。