物理选择性必修 第二册1 楞次定律精练

这是一份物理选择性必修 第二册1 楞次定律精练，共7页。
基础达标练
1. (2023·重庆铜梁一中高二期末)对楞次定律的理解下面说法中不正确的是( C )
A．应用楞次定律本身只能确定感应电流的磁场方向
B．应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后，再由安培定则确定感应电流的方向
C．楞次定律中“阻碍”二字的含义是指感应电流的磁场与原磁场的方向相反
D．楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同
解析：应用楞次定律本身只能确定感应电流的磁场方向，故A正确，不符合题意要求；应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后，再由安培定则确定感应电流的方向，故B正确，不符合题意要求；感应电流的磁场方向总是阻碍原磁场的变化，方向可能与原磁场方向相同，可能相反，故C错误，符合题意要求；D正确，不符合题意要求。故选C。
2．(2023·东滨州高二期末)某实验小组用如图实验装置验证楞次定律。条形磁铁自上而下穿过固定线圈，下列说法正确的是( C )
A．条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从负极进入电流表
B．条形磁铁离开线圈时，线圈产生的电流从正极进入电流表
C．条形磁铁进入线圈时，线圈施加给磁铁的力向上
D．条形磁铁离开线圈时，线圈施加给磁铁的力向下
解析：当条形磁铁进入线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量大小增加，根据楞次定律，可知，线圈产生的电流从正极进入电流表，A错误；当条形磁铁离开线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量大小减小，根据楞次定律，可知，线圈产生的电流从负极进入电流表，B错误；根据楞次定律可知，当条形磁铁进入线圈时，线圈内产生的感应电流的对条形磁铁的运动有阻碍作用，可知线圈施加给磁铁的力向上，C正确；根据楞次定律可知，当条形磁铁离开线圈时，线圈内产生的感应电流的对条形磁铁的运动有阻碍作用，可知线圈施加给磁铁的力向上，D错误。故选C。
3．(多选)金属圆环P中通有逆时针电流，将另一直径可变、通有逆时针电流的圆环Q放在圆环P的不同位置处，如图所示，下列说法正确的是( AC )
A．甲图中Q有向左运动并扩大的趋势
B．乙图中Q有向左运动并缩小的趋势
C．丙图中Q有扩大的趋势
D．丁图中Q有扩大的趋势
解析：根据同向电流相互吸引和右手螺旋定则可以判断甲图中Q有向左运动并扩大的趋势，丙图中Q有扩大的趋势，AC正确，B、D错误。故选AC。
4．如图所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属盘的边缘和转动轴接触。若使金属盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是( B )
A．电阻R中有Q→R→P方向的感应电流
B．电阻R中有P→R→Q方向的感应电流
C．穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻R中无感应电流
D．调换磁铁的N、S极同时改变金属盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变
解析：对圆盘来说，从圆心到边缘可以理解成为有无数根辐向分布的导体，每根导体都与负载电阻R构成闭合电路，每根导体都处在蹄形磁铁形成的磁场中，当圆盘按图示方向转动时，根据右手定则，可知产生由圆心到边缘的感应电流，即电阻R中有P→R→Q方向的感应电流，故A、C错误，B正确；当调换磁铁的N、S极同时改变金属盘的转动方向，根据右手定则，可判定R中感应电流的方向不变，D错误。
5.(多选)如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铁圈，让铁圈由静止自由落下，若下落过程中铁圈始终水平，不计空气阻力，关于铁圈下落过程下列说法正确的是( AD )
A．铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度
B．铁圈的加速度始终大于重力加速度
C．整个下落过程中，铁圈中的电流方向始终不变
D．若把铁圈换成塑料圈，下落相同高度所需的时间变短
解析：由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在铁圈靠近磁铁的过程中为阻碍铁圈的靠近，线圈对磁铁的作用力竖直向上，在线圈穿过磁铁远离的过程中，为阻碍铁圈的远离，磁铁对线圈的作用力竖直向上，则在整个过程中，磁铁对线圈的作用力始终竖直向上，加速度小于或等于g，当铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度，A正确，B错误；由图示可知，在铁圈下落过程中，穿过铁圈的磁场方向向上，在铁圈靠近磁铁时，穿过铁圈的磁通量变大，在铁圈远离磁铁时穿过铁圈的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，铁圈中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，C错误；若把铁圈换成塑料圈，塑料圈中没有电流，那么不会受到磁铁的阻碍，下落相同高度所需的时间会变短，D正确。
6．(2023·广州统考一模)如图，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的恒定电流，a、b、p三个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面内，a在导线cd的左侧，b在导线ef的右侧，p在导线cd与ef之间，则( C )
A．穿过p的磁通量为零
B．a、b圆心处的磁场方向相反
C．cd、ef所受到的安培力方向相反
D．a向左平动时产生逆时针方向的感应电流
解析：由题意，根据安培定则，可判断知通电直导线cd和ef在p圆环处产生的磁场方向均垂直纸面向外，所以穿过p的磁通量不为零，A错误；由于距离通电导线越近，产生的磁场越强，距离导线越远，产生的磁场越弱，根据安培定则，结合对称性，可判断知通电直导线cd和ef在a、b圆心处产生磁场的合磁场方向相同，均垂直纸面向里，B错误；根据两通电直导线之间的相互作用规律：“同向相吸，异向相斥”，可知cd所受到的安培力向左，ef所受到的安培力向右，C正确；由选项B分析可知，a处的磁场方向垂直纸面向里，若a圆环向左平动时，穿过a圆环垂直纸面向里的磁通量将减小，根据“楞次定律”可知，感应电流产生的磁场方向也垂直纸面向里，由安培定则可判断知在a内产生感应电流的方向为顺时针方向，D错误。故选C。
7．(2023·重庆市第二十九中学高二阶段练习)自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的曙光。如果有一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现( C )
A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流
B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向，再是顺时针方向的感应电流
C．逆时针方向的持续流动的感应电流
D．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流
解析：只有N极的磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，可分成穿入和穿出两个过程。磁单极子从上到下穿入闭合超导线圈时，向下的磁通量增加，由楞次定律可判断出，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的感应电流；磁单极子穿出闭合超导线圈时，向上的磁通量减少，由楞次定律可判断出，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的感应电流；所以磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的持续流动的感应电流。故选C。
8．(2023·广州高二统考期末)图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过程金属棒保持静止。则( BD )
A．1.5t0时刻，金属棒PQ所受安培力方向向右
B．0～2t0时间内，回路中的感应电流大小和方向都不变
C．0～2t0时间内，金属棒PQ所受安培力大小不变，但方向改变
D．0～2t0时间内，金属棒PQ所受摩擦力方向先水平向左，后水平向右
解析：0～2t0时间内，磁通量的变化率不变，感应电动势大小方向不变，由楞次定律知流过回路的感应电流逆时针，金属棒电流方向是从P到Q，根据左手定则，1.5t0时刻，磁场方向向下，金属棒PQ所受安培力方向水平向左，A错误，B正确；根据F安＝BIL，0～2t0时间内，电流大小方向都不变，但是B的大小方向都会变化，因此安培力大小方向也都会变，故C错误；0～2t0时间内电流方向不变，金属棒PQ先是受到安培力向右，摩擦力方向水平向左，然后从t0时刻开始，受安培力向左，摩擦力方向水平向右，D正确。故选BD。
9．(2023·上海师大附中高二期中)如图，水平放置的光滑平行金属导轨右端与电阻R连接，金属棒ab垂直置于导轨上，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。棒获得初速度v后开始向右运动。
(1)指出ab棒中感应电流的方向；
(2)ab棒运动过程中，速度如何变化。
答案：(1)由b指向a (2)变小
解析：(1)根据右手定则，伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使大拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，所以电流的方向从b到a。
(2)根据左手定则，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向，所以导体棒所受安培力水平向左，导体棒减速运动，速度变小。
能力提升练
10．(2023·江苏苏州市相城区高二期中)如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁(极性不明)，当条形磁铁下落时，可以判定( C )
A．环中将产生俯视逆时针的感应电流
B．环对桌面的压力将减小
C．环有面积减少的趋势
D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
解析：根据楞次定律可知，由于条形磁铁的极性不明，无法确定环中感应电流的方向，A错误；磁铁向下移动，穿过环中的磁通量增大，根据楞次定律可知，环有面积减少的趋势和向后退的趋势，则环对桌面的压力将增大，B错误，C正确；根据力的作用是相互的可知，磁铁将受到竖直向上的电磁作用力，D错误。
11．(多选)(2023·安徽安庆市高二期中)如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，则磁铁( ABC )
A．从A到E的过程中，圆环中先产生顺时针方向的电流，后产生逆时针方向的电流(从上往下看)
B．摆到D处时，圆环给桌面的压力等于圆环受到的重力
C．从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相同
D．在A、E两处的重力势能相等
解析：从A到D的过程中，圆环中的磁场方向向上且磁通量增大，据“增反减同”可判断产生顺时针方向的电流(从上往下看)，从D到E的过程中，圆环中的磁场向上且磁通量减小，据“增反减同”可判断产生逆时针方向的电流(从上往下看)，A正确；摆到D处时，圆环中磁通量变化率为0，没有产生的感应电流，故给桌面的压力等于圆环受到的重力，B正确；由楞次定律的推论“来拒去留”可知，从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向均向右，C正确；由于有部分机械能转化为电能，故在A、E两处的重力势能不相等，D错误。
12．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t＝0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)。关于线圈B中的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是( D )
A．在0