高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律课后作业题

习题课　楞次定律的应用

必备知识基础练

1.(多选)如图所示,导体棒AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒AB向左移动时(　　)

A.AB中感应电流的方向为A到B

B.AB中感应电流的方向为B到A

C.CD向左移动

D.CD向右移动

2.如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁体沿它们的正中竖直线向下移动(不到达该平面),a、b的移动情况可能是(　　)

A.a、b将相互远离 B.a、b将相互靠近

C.a、b将不动  D.无法判断

3.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁体从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的判断正确的是(　　)

A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左

B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左

C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右

D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右

4.如图所示,一质量为m的条形磁体用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将圆环从位置Ⅰ释放,圆环经过磁体到达位置Ⅱ。设圆环经过磁体上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则(　　)

A.FT1>mg,FT2>mg

B.FT1<mg,FT2<mg

C.FT1>mg,FT2<mg

D.FT1<mg,FT2>mg

5.(多选)如图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场(　　)

A.逐渐增强,方向向外

B.逐渐增强,方向向里

C.逐渐减弱,方向向外

D.逐渐减弱,方向向里

6.(多选)如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,下列说法正确的是(　　)

A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动

B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动

C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈

D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈

7.(多选)(2021湖北黄冈期中)如图所示,当磁体运动时,流过电阻的电流是由A经R到B,则磁体的运动情况可能是(　　)

A.向下运动 

B.向上运动

C.向左运动 

D.以上都不可能

关键能力提升练

8.如图所示,在一较大的有界匀强磁场上方距磁场边界很近处有一闭合线圈,不计空气阻力,闭合线圈平面始终在同一竖直平面内,在闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中(　　)

A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g

B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g

C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g

D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g

9.(多选)如图所示,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,对圆环L,下列说法正确的是(　　)

A.圆环L有收缩趋势

B.圆环L有扩张趋势

C.ab受到的安培力方向向左

D.ab受到的安培力方向向右

10.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0~时间内,直导线中电流向上,则在~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向是(　　)

A.感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向左

B.感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向右

C.感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向右

D.感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向左

11.如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a(　　)

A.顺时针加速旋转

B.顺时针减速旋转

C.逆时针加速旋转

D.逆时针减速旋转

12.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(电流测量记录仪未画出)。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里(如图乙),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.始终沿逆时针方向

B.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向

C.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向

D.始终沿顺时针方向

答案：

1.AD　由右手定则可判断导体棒AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断导体棒CD受到向右的安培力作用而向右运动。

2.A　根据Φ=BS,条形磁体向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都增大。为阻碍磁通量增大,导体环会尽量远离条形磁体,所以a、b将相互远离。

3.D　条形磁体从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后减小。当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势;当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右,故D正确。

4.A　当圆环经过磁体上端时,磁通量增加,根据楞次定律可知磁体要给圆环一个向上的磁场力,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁体一个向下的磁场力,因此有FT1>mg。当圆环经过磁体下端时,磁通量减少,根据楞次定律可知磁体要给圆环一个向上的磁场力,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁体一个向下的磁场力,因此有FT2>mg,所以只有A正确。

5.CD　对于导线回路来说,圆形面积最大,即由于磁场变化,导致导线回路面积变大,根据楞次定律“增缩减扩”,可判断磁场在减弱,可能是方向垂直软导线回路平面向外的磁场逐渐减弱,也可能是方向垂直软导线回路平面向里的磁场逐渐减弱,选项C、D正确。

6.AC　线圈闭合进入磁场时,由于产生电磁感应现象,根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,A正确;若线圈不闭合,进入磁场后,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,B错误;从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈,C正确,D错误。

7.BC　由感应电流方向A→R→B,应用安培定则可知感应电流在线圈内产生的磁场方向从上指向下;运用楞次定律判得线圈内磁通量的变化应向下减少或向上增多;由条形磁体的磁感线分布知,线圈内原磁场是向下的,故应是磁通量减少,即磁体向上运动或向左、向右平移,所以正确的答案是B、C。

8.D　在线圈进入磁场和离开磁场时,穿过线圈的磁通量发生变化,根据楞次定律线圈中产生感应电流,受到安培力的阻碍作用,其下落的加速度均小于g,故D项正确。

9.AC　由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动,由右手定则知abcd回路中产生逆时针方向的感应电流。由于ab金属棒由静止开始向右运动,速度增大,感应电流增大,故回路abcd中感应电流产生的磁场也随之增大。圆环L处于回路abcd的感应电流的磁场中,由于磁感应强度增大,穿过L的磁通量增加,由楞次定律可知,圆环L有收缩面积的趋势。由左手定则知,ab受向左的安培力。故A、C正确。

10.C　在~T时间内,直导线中的电流方向向下增大,穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加,由楞次定律知线框中感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力由左手定则可知向右,所以C正确。

11.B　由楞次定律,欲使b中产生顺时针方向的电流,则a环内磁场应向里减弱或向外增强,a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速,又由于b环有收缩趋势,故a环外部磁场向外,内部向里,故选B。

12.C　在列车经过线圈上方时,由于列车上的强磁体在线圈处的磁场的方向向下,所以线圈内的磁通量方向向下,磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流的方向先沿逆时针方向,再沿顺时针方向,故选C。