2022年高中物理 第4章第三節(jié) 楞次定律知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版選修3-2

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1、2022年高中物理 第4章第三節(jié) 楞次定律知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版選修3-2 1．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是(　　) A．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反 C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同 解析：選C.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙的是引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，A錯(cuò)、C對(duì)；感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向在磁通量增加時(shí)與原磁場(chǎng)反向，在磁通量減小時(shí)與原磁場(chǎng)同向，故B、D錯(cuò)． 圖4－3－11 2．如圖4－3－11所示，螺線管CD的導(dǎo)線繞法不明，當(dāng)磁鐵AB插入螺線管時(shí)，閉合電路中有圖示方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生，下列關(guān)于螺線管

2、磁場(chǎng)極性的判斷，正確的是(　　) A．C端一定是N極 B．D端一定是N極 C．C端的極性一定與磁鐵B端的極性相同 D．因螺線管的繞法不明，故無(wú)法判斷極性 解析：選C.根據(jù)楞次定律的另一種表述：“感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因”，本題中螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是磁鐵AB的下降，為了阻礙該原因，感應(yīng)電流的效果只能使磁鐵與螺線管之間產(chǎn)生相斥的作用，即螺線管的C端一定與磁鐵的B端極性相同，與螺線管的繞法無(wú)關(guān)．但因?yàn)榇盆FAB的N、S極性不明，所以螺線管CD的兩端極性也不能明確，所以A、B、D錯(cuò)，C對(duì)． 圖4－3－12 3.如圖4－3－12所示，光滑U形金屬框架放在水平面

3、內(nèi)，上面放置一導(dǎo)體棒，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直框架所在平面，當(dāng)B發(fā)生變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是(　　) A．棒中電流從b→a B．棒中電流從a→b C．B逐漸增大 D．B逐漸減小 解析：選BD.ab棒是因“電”而“動(dòng)”，所以ab棒受到的安培力向右，由左手定則可知電流方向a→b，故B對(duì)，由楞次定律可知B逐漸減小，D對(duì)． 4．(xx年高考海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置．現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開(kāi)始釋放，在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中，條形磁鐵與圓環(huán)(　　) A．始終相互吸引 B．始終相互排斥 C．先相互吸引，后相互排斥 D．先相互排斥，后相互吸引

4、 解析：選D.當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，由楞次定律可知，安培力總是“阻礙變化”，因此，條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，受到排斥力；當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，受到吸引力，D正確． 圖4－3－13 5.如圖4－3－13所示裝置，線圈M與電源相連接，線圈N與電流計(jì)G相連接．如果線圈N中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i從a到b流過(guò)電流計(jì)，則這時(shí)正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是(　　) A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P向A端移動(dòng) B．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P向B端移動(dòng) C．開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi) D．鐵芯插入線圈中 解析：選BC.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)線圈M的磁場(chǎng)BM的方向向上，由于副線圈中感應(yīng)電流i從a到

5、b流過(guò)電流計(jì)，由安培定則可得N線圈的磁場(chǎng)BN的方向向上，即BM和BN方向相同，說(shuō)明原磁場(chǎng)BM減弱．能使磁場(chǎng)BM減弱的有B、C選項(xiàng)． 一、選擇題 1．如圖4－3－14表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是(　　) 圖4－3－14 解析：選A.由右手定則可判定A中ab中電流由a向b，B中由b向a，C中由b向a，D中由b向a，故A正確． 圖4－3－15 2.如圖4－3－15所示，一水平放置的矩形閉合線框abcd在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ

6、都很接近位置Ⅱ，這個(gè)過(guò)程中線圈感應(yīng)電流(　　) A．沿abcd流動(dòng) B．沿dcba流動(dòng) C．先沿abcd流動(dòng)，后沿dcba流動(dòng) D．先沿dcba流動(dòng)，后沿abcd流動(dòng) 解析：選A.線框從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過(guò)程中，由Φ＝B⊥S看出，因B⊥變小，故Φ變小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，向上穿過(guò)線框，由右手螺旋定則可知，線框中電流的方向?yàn)閍bcd.當(dāng)線框從位置Ⅱ到位置Ⅲ時(shí)，由Φ＝B⊥S看出，由于B⊥變大，故Φ變大，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，即向上穿過(guò)線框，由右手螺旋定則可以判斷，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd. 3．如圖4－3－16甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中

7、固定不動(dòng)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流i，i－t圖象如圖乙所示，規(guī)定圖中箭頭所指的方向?yàn)殡娏髡较?，則在～時(shí)間內(nèi)，對(duì)于矩形線框中感應(yīng)電流的方向，下列判斷正確的是(　　) 圖4－3－16 A．始終沿逆時(shí)針?lè)较? B．始終沿順時(shí)針?lè)较? C．先沿逆時(shí)針?lè)较蛉缓笱仨槙r(shí)針?lè)较? D．先沿順時(shí)針?lè)较蛉缓笱啬鏁r(shí)針?lè)较? 解析：選B.在～時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)線框的磁通量先向里減小后向外增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁通量向里，故感應(yīng)電流的方向始終沿順時(shí)針?lè)较?，選B. 圖4－3－17 4．(xx年啟東中學(xué)高二檢測(cè))如圖4－3－17所示，AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌，AO沿豎直方向，OC沿

8、水平方向，ab是一根金屬棒，立在導(dǎo)軌上，它從靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b端始終在OC上，a端始終在OA上，直到完全落在OC上，空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，則ab棒在上述過(guò)程中(　　) A．感應(yīng)電流方向是b→a B．感應(yīng)電流方向是a→b C．感應(yīng)電流方向先是b→a，后是a→b D．感應(yīng)電流方向先是a→b，后是b→a 解析：選C.由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，金屬棒下滑過(guò)程中，與坐標(biāo)軸所圍面積先增加后減小，穿過(guò)回路aOb的磁通量先增加后減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向先是b→a，后是a→b. 圖4－3－18 5．如圖4－3－18所示，導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑

9、動(dòng)，且兩水平軌道在中央交叉處互不相通．當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)(　　) A．AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到B B．AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到A C．CD向左移動(dòng) D．CD向右移動(dòng) 解析：選AD.由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B，由左手定則可判斷CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動(dòng)． 圖4－3－19 6．(xx年?duì)I口高二檢測(cè))如圖4－3－19所示，通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管截面平行．當(dāng)電鍵S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．同時(shí)向兩側(cè)推開(kāi) B．同時(shí)向螺線管靠攏 C．一個(gè)被推開(kāi)，一個(gè)被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無(wú)法具體判斷 D．同時(shí)被推開(kāi)或

10、同時(shí)向螺線管靠攏，因電源正負(fù)未知，無(wú)法具體判斷 解析：選A.當(dāng)電路接通瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量在增加，使得穿過(guò)兩側(cè)銅環(huán)的磁通量都在增加，由楞次定律可知，兩環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與線圈中磁場(chǎng)方向相反，即受到線圈磁場(chǎng)的排斥作用，使兩銅環(huán)分別向外側(cè)移動(dòng)，選項(xiàng)A正確． 圖4－3－20 7.如圖4－3－20所示，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合線圈，在滑動(dòng)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，ab線圈將(　　) A．靜止不動(dòng) B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因電源正負(fù)極不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 解析：選B.當(dāng)P向右滑動(dòng)時(shí)，電路中的總電阻是減小的，因此通過(guò)線圈的電流增

11、加，電磁鐵兩磁極間的磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過(guò)ab線圈的磁通量增加，線圈中有感應(yīng)電流，線圈受磁場(chǎng)力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．直接使用楞次定律中的“阻礙”，線圈中的感應(yīng)電流將阻礙原磁通量的增加，線圈就會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變與磁場(chǎng)的正對(duì)面積，來(lái)阻礙原磁通量的增加，只有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)才會(huì)減小有效面積，以阻礙磁通量的增加．故選項(xiàng)B正確． 圖4－3－21 8.(xx年高考海南卷)一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)．M連接在如圖4－3－21所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．下列情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是(　　)

12、 A．在S斷開(kāi)的情況下，S向a閉合的瞬間 B．在S斷開(kāi)的情況下，S向b閉合的瞬間 C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí) D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí) 解析：選C.由楞次定律及左手定則可知：只要線圈中電流增強(qiáng)，即穿過(guò)N的磁通量增加，則N受排斥而向右，只要線圈中電流減弱，即穿過(guò)N的磁通量減弱，則N受吸引而向左．故C選項(xiàng)正確． 圖4－3－22 9.如圖4－3－22所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連，要使導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線圈共面放置)(　　) A．向右勻速運(yùn)動(dòng)

13、B．向左加速運(yùn)動(dòng) C．向右減速運(yùn)動(dòng) D．向右加速運(yùn)動(dòng) 解析：選BC.欲使N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)為垂直紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時(shí)針?lè)较蛑饾u減小的電流，使其在N中的磁場(chǎng)方向向里，且磁通量在減小；二是M中有逆時(shí)針?lè)较蛑饾u增大的電流，使其在N中的磁場(chǎng)方向向外，且磁通量在增大．因此，對(duì)于前者，應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng)；對(duì)于后者，則應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng)．故應(yīng)選BC.(注意勻速運(yùn)動(dòng)只能產(chǎn)生恒定電流；勻變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生均勻變化的電流．) 圖4－3－23 10．如圖4－3－23，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈．當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線A

14、B正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)．則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是(　　) A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 B. FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 C．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 D．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 解析：選D.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，線圈中向下的磁通量先增加后減小，由楞次定律可知，線圈中先產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，后產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，線圈的感應(yīng)電流磁場(chǎng)阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)，故靠近時(shí)磁鐵與線圈相互排斥，線圈受排斥力向右下方，F(xiàn)N大于mg，線圈有水平向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；

15、離開(kāi)時(shí)磁鐵與線圈相互吸引，線圈受到吸引力向右上方，F(xiàn)N小于mg，線圈有水平向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)．所以正確選項(xiàng)是D. 二、非選擇題 圖4－3－24 11．(xx年高考上海卷)如圖4－3－24，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸，并位于其左側(cè)，若變阻器滑片P向左移動(dòng)，則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng)，并有________(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì)． 解析：P向左移動(dòng)，螺線管中的電流增大，環(huán)中磁通量增大，由楞次定律“阻礙”的含義可知，環(huán)向左移動(dòng)，且有收縮趨勢(shì)． 答案：左　收縮 12．(xx年通州市調(diào)研)我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的決定因素和

16、遵循的物理規(guī)律．以下是實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的一部分． (1)如圖4－3－25甲所示，當(dāng)磁鐵的N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向，必須知道____________________________________________ ________________________________________________________________________. 圖4－3－25 (2)如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表指針向右偏．電路穩(wěn)定后，若向左移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，此過(guò)程中電流表指針向________偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，此過(guò)程中電流表指針向________偏轉(zhuǎn)(均選填“左”或“右”)． 解析：(1)電流表沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，指針在中央位置，要探究線圈中電流的方向，必須知道電流從正(負(fù))接線柱流入時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)方向． (2)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，線圈A中的磁場(chǎng)增強(qiáng)，線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流使電流表向右偏，則當(dāng)左移滑片時(shí)，會(huì)使線圈A中的磁場(chǎng)增強(qiáng)，電流表指針將向右偏；當(dāng)線圈A抽出，在線圈B處的磁場(chǎng)減弱，線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流將使電流表指針向左偏． 答案：(1)電流從正(負(fù))接線柱流入時(shí)，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向　(2)右　左