【同步】高中物理教科版(2019)選擇性必修2：第2章專題提升4楞次定律的應(yīng)用分層作業(yè)習(xí)題

第二章分層作業(yè)9楞次定律的應(yīng)用A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(多選)(2023北京西城高二期末)如圖所示,用細(xì)繩吊起一個(gè)鋁環(huán),當(dāng)條形磁鐵的某一磁極沿著過鋁環(huán)圓心的軸線向右靠近鋁環(huán)時(shí),觀察到鋁環(huán)向右側(cè)擺動(dòng)。下列判斷正確的是()A.正對(duì)環(huán)心的一定是條形磁鐵的N極B.使鋁環(huán)擺動(dòng)的力是磁場對(duì)鋁環(huán)的安培力C.磁鐵在靠近鋁環(huán)的過程中,會(huì)受到阻礙它運(yùn)動(dòng)的磁場力D.若磁鐵向左側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán),鋁環(huán)一定不會(huì)擺動(dòng)2.(2023內(nèi)蒙古呼和浩特二中高二期末)如圖所示,A、B都是很輕的鋁環(huán),A環(huán)是閉合的,B環(huán)是斷開的,橫梁可以繞中間的支點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。若用磁鐵分別接近這兩個(gè)圓環(huán),則下列說法錯(cuò)誤的是()A.用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)均被排斥,說明環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流B.把磁鐵遠(yuǎn)離A環(huán),A環(huán)會(huì)被吸引,說明環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流C.磁極接近或者遠(yuǎn)離B環(huán)時(shí),B環(huán)保持靜止,但環(huán)的斷口左右兩端有電勢差D.磁鐵N極接近B環(huán)時(shí),環(huán)的斷口處右端電勢比左端電勢高3.(2023浙江臺(tái)州書生中學(xué)高二期末)如圖所示,a、b、c為同一平面內(nèi)的線圈,其中a、b為同心圓,現(xiàn)給a中通以順時(shí)針方向的電流,在a中的電流逐漸增大的過程中,b、c中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?)A.b、c中均為順時(shí)針方向B.b、c中均為逆時(shí)針方向C.b為逆時(shí)針方向,c為順時(shí)針方向D.b為順時(shí)針方向,c為逆時(shí)針方向4.(2023北京首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高二期末)某實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,在鐵芯上繞著A和B兩個(gè)線圈,設(shè)電流自左邊接線柱進(jìn)入A時(shí)取正,線圈A中電流i與時(shí)間t的關(guān)系分別如圖甲、乙、丙、丁所示。在t1~t2這段時(shí)間內(nèi)()A.如果A中通以圖甲所示電流,則B中電流表G沒有電流通過B.如果A中通以圖乙所示電流,則B中電流表G中有向右的電流通過C.如果A中通以圖丙所示電流,則B中電流表G中有向左的電流通過D.如果A中通以圖丁所示電流,則B中電流表G中有向右的電流通過5.如圖所示,一個(gè)有彈性的閉合金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方,直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)。當(dāng)通電直導(dǎo)線中的電流增大時(shí),彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將()A.S增大,l變長B.S減小,l變短C.S增大,l變短D.S減小,l變長6.(2023上海青浦高級(jí)中學(xué)高二期末)如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者直徑相同、軸線重合,螺線管與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng),下列說法正確的是()A.線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.穿過線圈a的磁通量變大C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力大于自身重力B級(jí)關(guān)鍵能力提升練7.(2023廣東廣州市第七中學(xué)高二期末)如圖甲所示,線圈ab中通有如圖乙所示的電流,取電流從a到b為正,在0~t2這段時(shí)間內(nèi),用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列說法正確的是()A.0~t2這段時(shí)間內(nèi)穿過鋁環(huán)的磁通量一直在減小B.從左向右看,鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終為順時(shí)針C.t1時(shí)鋁環(huán)中無感應(yīng)電流D.從左向右看,鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終為逆時(shí)針8.(2023河南平頂山高二開學(xué)考試)如圖所示,線圈P、Q同軸放置,P與開關(guān)S、電源和滑動(dòng)變阻器R組成回路,Q與電流表G相連,要使線圈Q產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法是()A.閉合開關(guān)S后,把R的滑片右移B.閉合開關(guān)S后,把R的滑片左移C.閉合開關(guān)S后,使Q遠(yuǎn)離PD.無須閉合開關(guān)S,只要使Q靠近P即可9.一圓形線圈與一均勻的扁平條形磁鐵同在一平面內(nèi),磁鐵中央與圓心O重合,為了在磁鐵開始運(yùn)動(dòng)時(shí)使線圈中產(chǎn)生一方向如圖所示的感應(yīng)電流,磁鐵的運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)為()A.在線圈平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.沿垂直于線圈平面的方向向紙外做平動(dòng)C.沿垂直于線圈平面的方向向紙內(nèi)做平動(dòng)D.N極向紙內(nèi),S極向紙外,繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)10.如圖所示是法拉第在1831年做電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的示意圖,分析這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流B.斷開開關(guān)S的瞬間,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流C.閉合開關(guān)S后,把滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng),電流表G中有b→a的感應(yīng)電流D.閉合開關(guān)S后,把滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng),電流表G中有b→a的感應(yīng)電流11.(多選)如圖所示,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后再斷開的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)參考答案分層作業(yè)9楞次定律的應(yīng)用1.BC解析由楞次定律可知,正對(duì)環(huán)心的無論是條形磁鐵的N極還是S極,沿著過鋁環(huán)圓心的軸線向右靠近鋁環(huán)時(shí),穿過鋁環(huán)的磁通量都增加,鋁環(huán)中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,阻礙磁鐵靠近鋁環(huán),都能觀察到鋁環(huán)向右側(cè)擺動(dòng),A錯(cuò)誤;磁鐵靠近鋁環(huán),鋁環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,使鋁環(huán)擺動(dòng)的力是磁場對(duì)鋁環(huán)的安培力,B正確;磁鐵在靠近鋁環(huán)的過程中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的鋁環(huán)等效為一個(gè)小磁鐵,磁鐵會(huì)受到阻礙它運(yùn)動(dòng)的磁場力,C正確;若磁鐵向左側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán),穿過鋁環(huán)的磁通量減小,由楞次定律可知,鋁環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,阻礙磁鐵遠(yuǎn)離鋁環(huán),鋁環(huán)向左擺動(dòng),D錯(cuò)誤。2.D解析用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)內(nèi)磁通量變大,根據(jù)楞次定律,可知閉合圓環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,圓環(huán)受到的安培力的效果總是阻礙磁通量的變化(來拒去留),A環(huán)被排斥,A正確;同理,把磁鐵遠(yuǎn)離A環(huán),A環(huán)會(huì)被吸引,環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流,B正確;磁極接近或者遠(yuǎn)離B環(huán)時(shí),B環(huán)內(nèi)磁通量變化,環(huán)的斷口左右兩端有感應(yīng)電動(dòng)勢,但是由于不閉合,所以沒有感應(yīng)電流,B環(huán)不受安培力的作用,保持靜止,C正確;同理當(dāng)磁鐵N極接近B環(huán)時(shí),可知環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電動(dòng)勢,此時(shí)斷口處左端電勢比右端電勢高,D錯(cuò)誤。3.C解析由題意可知線圈a中的電流逐漸增大,電流產(chǎn)生的磁場也不斷增大,根據(jù)安培定則判斷出線圈a中的電流在線圈b中產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里,再根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈b產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向;同理,根據(jù)安培定則判斷出線圈a中的電流在線圈c中產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外,再根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈c產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向,故C正確。4.A解析如果A中通以圖甲所示電流,則穿過B的磁通量不變,B中沒有感應(yīng)電流,故A正確;如果A中通以圖乙所示電流,根據(jù)右手螺旋定則可知,穿過B的磁通量向左增大,根據(jù)楞次定律可知,B中電流表G中有向左的電流通過,故B錯(cuò)誤;如果A中通以圖丙所示電流,根據(jù)右手螺旋定則可知,穿過B的磁通量向左減小,根據(jù)楞次定律可知,B中電流表G中有向右的電流通過,故C錯(cuò)誤;根據(jù)以上分析可知,如果A中通以圖丁所示電流,則B中電流表G中的電流方向在變化,故D錯(cuò)誤。5.D解析當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大,金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流;根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大,一是縮小金屬圓環(huán)的面積,二是遠(yuǎn)離直導(dǎo)線,則橡皮繩的長度l將變長,D正確。6.C解析滑片向上滑動(dòng),則接入回路的電阻變大,回路中的電流減小,螺線管產(chǎn)生的磁場變?nèi)?穿過線圈a的磁通量變小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場應(yīng)豎直向下,線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴(kuò)”可知,線圈a有擴(kuò)張的趨勢,故C正確;根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知,線圈a會(huì)受到磁場向上的安培力,對(duì)桌面壓力變小,小于自身重力,故D錯(cuò)誤。7.B解析M處于通電線圈的磁場中,磁通量的變化取決于線圈中電流的變化,0~t1這段時(shí)間內(nèi)線圈中電流減小,穿過鋁環(huán)的磁通量減小;t1~t2這段時(shí)間內(nèi)線圈中電流反向增大,穿過鋁環(huán)的磁通量增大;t1時(shí)線圈中電流為零,但仍在變化,鋁環(huán)中磁通量也在變化,故鋁環(huán)中有感應(yīng)電流,A、C錯(cuò)誤。當(dāng)電流從a流向b時(shí),由右手螺旋定則可知,螺線管中磁場的方向水平向右,則穿過鋁環(huán)的磁場水平向右,由于電流減小,所以磁通量減小,根據(jù)楞次定律可得,鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看);當(dāng)電流從b流向a時(shí),由右手螺旋定則可知,穿過鋁環(huán)的磁場水平向左,由于電流增大,則磁通量增大,根據(jù)楞次定律可得,鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看),故鋁環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終為順時(shí)針,B正確,D錯(cuò)誤。8.B解析閉合開關(guān)S后,線圈P產(chǎn)生的磁場向右穿過線圈Q,線圈Q中的原磁場方向水平向右,要使線圈Q產(chǎn)生圖示方向的電流,即線圈Q中的感應(yīng)磁場方向水平向左,根據(jù)“增反減同”的結(jié)論,線圈Q中的原磁場的磁通量要增加,則可以把R的滑片左移或者使Q靠近P,故B正確,A、C錯(cuò)誤;開關(guān)S不閉合,則線圈Q中無磁通量,Q中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。9.D解析磁鐵在線圈平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量保持不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;磁鐵沿垂直于線圈平面的方向向紙外或向內(nèi)做平動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量仍然保持不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B、C錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零,當(dāng)磁體N極向紙內(nèi),S極向紙外,繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量垂直紙面向里增大,根據(jù)楞次定律,可知在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向,故D正確。10.C解析閉合或斷開開關(guān)S的瞬間,線圈B中的磁通量不變,電流表G中沒有感應(yīng)電流通過,故A、B錯(cuò)誤。閉合開關(guān)S后,把滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng),線圈A中的電流減小,根據(jù)安培定則可知線圈B中的磁通量向下減小,根據(jù)楞次定律可知電流表G中有b→a的感應(yīng)電流;把滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng),根據(jù)安培定則可知線圈B中的磁通量向下增大,根據(jù)楞次定律可知電流表G中有a→b的感應(yīng)電流,故C正確,D錯(cuò)誤。11.AD解析由電路可知,開關(guān)閉合瞬間,右側(cè)線圈正面環(huán)繞部分的電流向下,由安培定則可知,右側(cè)線圈在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場,由楞次定律可知,左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流,則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北,由安培定則可知,直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)