高中物理1 楞次定律一課一練-試卷下載-教習網(wǎng)

基礎鞏固
選擇題(第1~5題為單選題,第6~7題為多選題)
1.某同學用如圖所示的實驗裝置探究電磁感應現(xiàn)象,該同學第一步探究出,當有電流從電流表的正極流入時,指針向右偏轉。接下來該同學進行了一系列的操作,則下列關于操作中電流表指針偏轉的描述正確的有( )

A.當把磁體N極向下插入線圈時,電流表指針向右偏轉
B.當把磁體S極向下插入線圈時,電流表指針向左偏轉
C.保持磁體在線圈中靜止,電流表指針不發(fā)生偏轉
D.將磁體和線圈一起以同一速度向上運動,電流表向左偏轉
答案C
解析當把磁體N極向下插入線圈時,穿過線圈的磁場方向向下,磁通量增加,由楞次定律可知,感應電流從電流表的負接線柱流入,電流表指針向左偏轉,選項A錯誤。當把磁體S極向下插入線圈時,穿過線圈的磁場方向向上,磁通量增加,由楞次定律可知,感應電流從電流表的正接線柱流入,電流表指針向右偏轉,選項B錯誤。保持磁體在線圈中靜止,穿過線圈的磁通量不變,不產生感應電流,電流表指針不發(fā)生偏轉,選項C正確。將磁體和線圈一起以同一速度向上運動,穿過線圈的磁通量不變,不產生感應電流,電流表指針不偏轉,選項D錯誤。
2.如圖所示,豎直向下的勻強磁場中,有一個帶銅軸的銅盤,用銅刷把盤邊緣和軸連接,外接一電流表,當銅盤按圖示勻速轉動,則( )
A.電流表中有a→b的電流
B.電流表中有b→a的電流
C.盤面磁通量不變,不產生感應電流
D.有從盤中心向盤邊緣的電流
答案B
解析沿銅盤半徑方向的“銅棒”切割磁感線,由右手定則可判定選項B正確。
3.如圖所示,閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在勻強磁場中,將它從勻強磁場中勻速拉出,以下各種說法正確的是( )
A.向左拉出和向右拉出時,環(huán)中感應電流方向相反
B.向左或向右拉出時,環(huán)中感應電流方向都是沿順時針方向
C.向左或向右拉出時,環(huán)中感應電流方向都是沿逆時針方向
D.將圓環(huán)拉出磁場過程中,環(huán)全部處在磁場中運動時,也有感應電流產生
答案B
解析不管沿什么方向將圓環(huán)拉出磁場,穿過圓環(huán)的磁通量都減小,根據(jù)楞次定律判斷可知,圓環(huán)中感應電流的方向都是沿順時針方向,選項B正確,A、C錯誤。環(huán)全部處在磁場中運動時,圓環(huán)沒有磁通量的變化,因此不會產生感應電流,選項D錯誤。
4.如圖所示,在載流直導線旁固定有兩平行光滑導軌A、B,導軌與直導線平行且在同一水平面內,在導軌上有兩條可自由滑動的導體棒ab和cd。載流直導線中的電流逐漸增強時,導體棒ab和cd的運動情況是( )
A.一起向左運動
B.一起向右運動
C.ab和cd相向運動,相互靠近
D.ab和cd相背運動,相互遠離
答案C
解析方法一:電流增強時,電流在abdc回路中產生的垂直紙面向里的磁場增強,回路磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,回路產生逆時針方向電流;ab邊電流方向向下,所受安培力向右,cd邊電流方向向上,所受安培力向左,故ab和cd相向運動,選項C正確。方法二:電流增強時,電流在abdc回路中產生的垂直紙面向里的磁場增強,回路磁通量增大,根據(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,兩導體棒要相向運動,相互靠近,選項C正確。
5.M和N是繞在同一個環(huán)形鐵芯上的兩個線圈,繞法和線路如圖所示?，F(xiàn)將開關S從a處斷開,然后合向b處,則在此過程中,通過電阻R2的電流方向是( )
A.一直由c流向d
B.先由c流向d,后又由d流向c
C.一直由d流向c
D.先由d流向c,后又由c流向d
答案A
解析開關S從a處斷開,然后合向b處,穿過M和N的磁通量發(fā)生變化,先是減少,后是反方向增加。由“因反果同”規(guī)律知,兩種情況下通過R2的電流方向相同。再由“增反減同”原則判斷S從a處斷開時,通過電阻R2的電流由c流向d,選項A正確。
6.如圖所示,一閉合鋁環(huán)套在一根光滑水平桿上,當條形磁鐵靠近它時,下列結論正確的是( )
A.N極靠近鋁環(huán)時,鋁環(huán)將向左運動
B.S極靠近鋁環(huán)時,鋁環(huán)將向左運動
C.N極靠近鋁環(huán)時,鋁環(huán)將向右運動
D.S極靠近鋁環(huán)時,鋁環(huán)將向右運動
答案AB
解析N極靠近鋁環(huán)時,向左通過線圈的磁通量會增加,由楞次定律可知,感應電流的磁場要阻礙原磁通量的增加,所以鋁環(huán)將向左運動,選項A正確,C錯誤。S極靠近鋁環(huán)時,向右通過線圈的磁通量會增加,由楞次定律可知,感應電流的磁場要阻礙原磁通量的增加,所以鋁環(huán)將向左運動,選項B正確,D錯誤。
7.(2023·吉林長春外國語學校期末)電吉他的工作原理是在琴身上裝有線圈,線圈附近被磁化的琴弦振動時,會使線圈中的磁通量發(fā)生變化,從而產生感應電流,再經(jīng)信號放大器放大后傳到揚聲器。其簡化工作原理示意圖如圖所示。當圖中琴弦向右靠近線圈時( )
A.穿過線圈的磁通量減小
B.線圈中不產生感應電流
C.琴弦受向左的安培力
D.線圈有收縮趨勢
答案CD
解析琴弦向右靠近線圈時,穿過線圈的磁通量增大,線圈中產生感應電流,由“來拒去留”可知琴弦受到向左的安培力,由“增縮減擴”可知線圈有收縮趨勢,選項A、B錯誤,C、D正確。
能力提升
一、選擇題(第1~3題為單選題,第4~5題為多選題)
1.某同學受楞次定律的啟發(fā),提出一個“電磁阻尼輔助升降貨梯”設計方案,貨梯底座為電磁鐵,貨梯井管為四壁閉合合金管,當貨梯下行時,電磁鐵通電(產生的磁極如圖所示),貨梯井管上的感應電流產生的磁場對貨梯下行有阻礙作用,貨梯便會緩緩下降,幾乎不用牽引繩作用。設計示意圖如圖所示,當貨梯下行時,關于貨梯井管上的感應電流的方向(從上往下看),下列說法正確的是( )
A.整個貨梯井管上的感應電流均沿順時針方向
B.整個貨梯井管上的感應電流均沿逆時針方向
C.貨梯底座以上的貨梯井管上的感應電流沿逆時針方向,以下的貨梯井管上的感應電流沿順時針方向
D.貨梯底座以上的貨梯井管上的感應電流沿順時針方向,以下的貨梯井管上的感應電流沿逆時針方向
答案C
解析當電磁鐵遠離貨梯底座以上的貨梯井管時,磁通量減小,根據(jù)楞次定律,可以判斷此處的感應電流產生的磁場與電磁鐵的磁場相同,再根據(jù)右手螺旋定則,可以知道此處的感應電流方向從上往下看為逆時針;當電磁鐵靠近貨梯底座以下的貨梯井管時,磁通量增加,根據(jù)楞次定律,可以判斷此處的感應電流產生的磁場與電磁鐵的磁場相反,再根據(jù)右手螺旋定則,可以知道此處的感應電流方向從上往下看為順時針,所以選項C正確,A、B、D錯誤。
2.MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌,ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿,勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面,如圖所示,則( )
A.若固定ab,使cd向右滑動,則回路中電流方向為a→b→d→c
B.若ab向左、cd向右同時運動,則回路中電流為零
C.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動,則回路中電流方向為c→d→b→a
D.若ab、cd都向右運動,且兩桿速度vcd>vab,則回路中電流方向為c→d→b→a
答案D
解析若固定ab,使cd向右滑動,由右手定則可判斷出回路產生順時針方向的電流,故選項A錯誤。若ab向左,cd向右同時運動,ab、cd所圍的線圈面積增大,磁通量增大,由楞次定律可知,回路中有順時針方向的電流,故選項B錯誤。若ab、cd向同方向運動且速度大小相同,則ab、cd所圍的線圈面積不變,磁通量不變,不產生感應電流,故選項C錯誤。若ab、cd向右運動,但vcd>vab,則ab、cd所圍面積增大,磁通量也增大,由楞次定律可判斷出產生c→d→b→a方向的電流,故選項D正確。
3.如圖所示,在水平放置的螺線管的中央,放著一個可繞水平軸OO'自由轉動的閉合線圈abcd,軸OO'與螺線管的軸線垂直,ab邊在OO'軸的左上方,閉合開關S的瞬間,關于線圈的運動情況,下列說法正確的是( )
A.不轉動
B.ab邊向左轉動
C.ab邊向右轉動
D.轉動的方向與螺線管中的電流方向有關
答案B
解析根據(jù)安培定則與線圈的繞法可知,通電時,通電螺線管中產生的磁場的N極向左;閉合S的瞬間,螺線管中的電流增大,所以產生的磁場增大,即向左的磁場增大,根據(jù)楞次定律可知,線圈的感應電流的磁場方向向右,感應電流的方向為abcd的方向,由左手定則可知,ab邊受安培力的方向向下,cd邊受安培力的方向向上,所以ab邊向左轉動,故選項A、C錯誤,B正確。同理可得若螺線管中的電流方向反向,ab邊轉動方向不變,故選項D錯誤。
4.磁懸浮高速列車在我國某市已正式投入運行。右圖就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用超導材料制成的超導圓環(huán),將超導圓環(huán)B水平放在磁鐵A上,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方,則( )
A.在B放入磁場的過程中,B中將產生感應電流;當穩(wěn)定后,感應電流消失
B.在B放入磁場的過程中,B中將產生感應電流;當穩(wěn)定后,感應電流仍存在
C.若A的N極朝上,B中感應電流的方向為順時針方向(俯視)
D.若A的N極朝上,B中感應電流的方向為逆時針方向(俯視)
答案BC
解析當將B環(huán)靠近A時,由于越靠近A,B環(huán)中的磁通量越大,即在B環(huán)中會產生感應電流;由于圓環(huán)材料是超導材料,即沒有電阻,所以穩(wěn)定后B環(huán)中的電流不會變小,且永遠存在,故選項A錯誤,B正確。圓環(huán)B水平放在磁鐵A上且懸浮在磁鐵A的上方,即相互排斥,若磁鐵A的N極朝上,則B環(huán)的下面是N極,故由安培定則可判斷B環(huán)中感應電流為順時針方向(俯視),故選項C正確,D錯誤。
5.如圖所示,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向;PQ是一根金屬直桿,如圖所示立在導軌上,直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動,運動過程中Q端始終在OC上;空間存在著垂直于紙面向外的勻強磁場。則在PQ桿滑動的過程中,下列判斷正確的是( )
A.感應電流的方向始終是由P→Q
B.感應電流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
C.PQ受磁場力的方向垂直于桿向左下
D.PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左下,后垂直于桿向右上
答案BD
解析在PQ桿滑動的過程中,△POQ的面積先增大,后減小,穿過△POQ的磁通量先增大,后減小,根據(jù)楞次定律可知,感應電流的方向先是由P→Q,后是由Q→P,選項A錯誤,B正確。由左手定則判斷得到,PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左下,后垂直于桿向右上,選項C錯誤,D正確。
二、非選擇題
6.如圖甲所示,長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內,長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示。在0~時間內,直導線中電流向上,則在~T時間內,請判斷線框中感應電流的方向與線框所受安培力的合力方向。
答案逆時針,向右
解析在0~時間內,直導線中電流向上,由題圖乙知,在~T時間內,直導線電流方向也向上,根據(jù)安培定則知,導線右側磁場的方向垂直紙面向里,電流逐漸增大,則磁場逐漸增強,根據(jù)楞次定律,金屬線框中產生逆時針方向的感應電流。根據(jù)左手定則,金屬線框左邊受到的安培力方向向右,右邊受到的安培力方向向左,離導線越近,磁場越強,則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力,所以金屬線框所受安培力的合力方向向右。

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