2024-2025學(xué)年高中物理第四章專題課1楞次定律的應(yīng)用課后達(dá)標(biāo)能力提升練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE6-楞次定律的應(yīng)用(建議用時：30分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】1．1931年，英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”.1982年，美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計了一個找尋磁單極子的試驗(yàn)．他設(shè)想，假如一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)()A．先有逆時針方向的感應(yīng)電流，然后有順時針方向的感應(yīng)電流B．先有順時針方向的感應(yīng)電流，然后有逆時針方向的感應(yīng)電流C．始終有順時針方向持續(xù)流淌的感應(yīng)電流D．始終有逆時針方向持續(xù)流淌的感應(yīng)電流解析：選D.在磁單極子運(yùn)動的過程中，當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈上方時，原磁場的方向向下，磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時針(俯視)方向的感應(yīng)電流；當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈下方時，原磁場的方向向上，磁通量減小，則感應(yīng)電流的磁場方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時針(俯視)方向的感應(yīng)電流，故選項(xiàng)D正確．2．如圖所示，一個有彈性的金屬圓環(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)線中電流增大時，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變長解析：選D.當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，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，依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大，一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙；二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方法進(jìn)行阻礙，故選項(xiàng)D正確．3．(2024·石室中學(xué)檢測)如圖所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩根可自由滑動的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流漸漸增加時，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動狀況是()A．一起向左運(yùn)動B．一起向右運(yùn)動C．a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動，相互靠近D．a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動，相互遠(yuǎn)離解析：選C.電流增加時，電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直紙面對里的磁場增加，回路磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知回路要減小面積以阻礙磁通量的增加，因此，兩導(dǎo)體要相向運(yùn)動，相互靠近，選項(xiàng)C正確．4．如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器R的滑片自左向右滑動時，線框ab的運(yùn)動狀況是()A．保持靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向解析：選C.由圖示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，電路中電阻增大，電流減弱，則穿過閉合導(dǎo)線框ab的磁通量將削減，依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流磁場將阻礙原磁通量的改變，線框ab只有順時針轉(zhuǎn)動，才能阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的改變，故選C.5．(多選)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，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大解析：選AD.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，螺線管b中電流增大，依據(jù)楞次定律和安培定則，線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應(yīng)電流，穿過線圈a的磁通量變大，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，選項(xiàng)B、C錯誤，選項(xiàng)A、D正確．6．(2024·浙江諸暨市牌頭中學(xué)月考)為了測量列車運(yùn)行的速度和加速度大小，可采納如圖甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(測量記錄儀未畫出)．當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，P、Q為接測量儀器的端口，若俯視軌道平面磁場垂直地面對下，如圖乙所示．則在列車經(jīng)過測量線圈的過程中，流經(jīng)線圈Ⅰ的電流方向?yàn)?)A．始終逆時針方向B．始終順時針方向C．先逆時針，再順時針方向D．先順時針，再逆時針方向解析：選C.在列車經(jīng)過線圈的上方時，由于列車上的磁場的方向向下，所以線圈內(nèi)的磁通量方向向下，先增大后減小，依據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)橄饶鏁r針，再順時針方向．7．(2024·江蘇南通海安中學(xué)月考)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)的．電磁驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點(diǎn)的金屬環(huán)被彈射出去．現(xiàn)在在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形態(tài)、大小相同的兩個閉合環(huán)，電阻率ρ銅<ρ鋁．則合上開關(guān)S的瞬間()A．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射B．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向C．若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運(yùn)動D．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力解析：選B.線圈中電流為右側(cè)流入，磁場方向向左，在閉合開關(guān)的過程中，磁場變強(qiáng)，則由楞次定律可知，環(huán)中電流由左側(cè)看沿順時針方向，故B正確；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，故A錯誤；若環(huán)放在線圈右方，依據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運(yùn)動，故C錯誤；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)，故D錯誤．8．(多選)(2024·河北承德二中月考)如圖所示，一根長導(dǎo)線彎曲成“eq\a\vs4\al()”形，通以直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)．在電流I增大的過程中，下列推斷正確的是()A．金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．金屬環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流C．懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D．懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力解析：選BC.Φ＝BS，S不變，I增大，B增大，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯誤；由楞次定律得，感應(yīng)電流方向沿逆時針，B正確；由圓的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圓為主，I方向向左，B垂直紙面對里，F(xiàn)安方向向下，所以F拉＝mg＋F安，拉力大于重力，C正確，D錯誤．【B組素養(yǎng)提升】9．如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面勻稱分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO′重合，現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止起先繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，則()A．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力增大B．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力減小C．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力減小D．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大解析：選B.膠木圓盤A由靜止起先繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大，依據(jù)右手螺旋定則知，通過B的磁場方向向下，磁通量增大，依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流引起的效果阻礙原磁通量的增大，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢，且有向上的運(yùn)動趨勢，所以絲線的拉力減小，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤．10．(2024·衡水高二期中)如圖，在水平光滑桌面上，兩相同的矩形剛性小線框分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上，且每個小線框上各有一半面積在金屬框內(nèi)，在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間()A．兩小線框會有相互靠攏的趨勢B．兩小線框會有相互遠(yuǎn)離的趨勢C．兩小線框中感應(yīng)電流都沿逆時針方向D．左邊小線框中感應(yīng)電流沿順時針方向，右邊小線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向解析：選B.依據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線瞬間，因矩形金屬框內(nèi)部的磁場比外部強(qiáng)，所以左小線圈有向外的磁通量，且增大；同理，右邊金屬框也一樣，因此左、右小線圈的磁通量均增大，依據(jù)楞次定律可知，線圈的感應(yīng)電流方向都是順時針方向，再由同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，知兩線圈的運(yùn)動狀況是相互遠(yuǎn)離，故B正確，A、C、D錯誤．11．(多選)(2024·南通高二期末)如圖所示是某同學(xué)設(shè)想的防止電梯墜落的應(yīng)急平安裝置，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，能在電梯突然墜落時減小對人員的損害．關(guān)于該裝置，說法正確的是()A．若電梯突然墜落，將線圈閉合可起到應(yīng)急避險作用B．若電梯突然墜落，將線圈閉合可以使電梯懸浮在空中C．當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B中電流方向相同D．當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落解析：選AD.若電梯突然墜落，將線圈閉合時，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生改變，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運(yùn)動，可起到應(yīng)急避險作用，故A正確；感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運(yùn)動，但不能阻擋磁鐵的運(yùn)動，故B錯誤；當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時針方向，B中向上的磁場增加，感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應(yīng)電流方向相反，故C錯誤；結(jié)合A的分析可知，當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D正確．12．(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向勻稱分布，水平方向非勻稱分布，一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向始終是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向解析：選AD.圓環(huán)從位置a運(yùn)動到磁場分界線前，磁通量向里增大，感應(yīng)電流為逆時針；跨越分界線過程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感?yīng)電流為順時針；再擺到b的過程中，磁通量向外減小，感應(yīng)電流為逆時針，所以A正確；由于圓環(huán)所在處的磁場上下對稱，所受安培力豎直方向平衡，因此總的安培力沿水平方向，故D正確．13．(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計的平行金屬軌道，軌道與軌道平面內(nèi)的圓形線圈P相連，要使在同一平面內(nèi)所包圍的小閉合線圈Q內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，導(dǎo)線ab的運(yùn)動狀況可能是()A．勻速向右運(yùn)動 B．加速向右運(yùn)動C．減速向右運(yùn)動 D．加速向左運(yùn)動解析：選CD.要使Q中產(chǎn)生電流，P中的感應(yīng)電流必需是改變的，導(dǎo)體ab必需做變速運(yùn)動，故A錯誤；Q中產(chǎn)生順時針電流，感應(yīng)磁場方向垂直紙面對里，由“增反減同”和安培定則知，P中感應(yīng)電流有兩種狀況：eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(順時針減小→ab棒向右減速,逆時針增大→ab棒向左加速))→故C、D正確，B錯誤．14.如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從1的正上方下落至正下方過程中，從上往下看線圈2中的感應(yīng)電流應(yīng)為()A．無感應(yīng)電流B．有順時針方向的感應(yīng)電流C