2025人教版高中物理选择性必修第二册
专题强化练4 楞次定律及其推论的应用
选择题
1.(多选题)(2024安徽黄山期末)当条形磁铁在螺线管A的外部的正上方相对螺线管A上下运动时,螺线管A所在的闭合回路中产生了如图所示的感应电流,则 ( )
A.条形磁铁正在向下运动
B.螺线管A有收缩的趋势
C.通过螺线管A的磁通量正在变小
D.螺线管A对水平桌面的压力将减小
2.(经典题)(2024四川南充测试)如图所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,在条形磁铁从高处下落接近回路的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.P、Q将相互远离
B.P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力
C.磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g
D.磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量
3.(2024山东青岛期末)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时 ( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为adcb
C.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
D.汽车离开线圈2过程产生感应电流方向为adcb
4.(2024辽宁葫芦岛期末)如图所示,将甲、乙、丙三个线圈在薄强磁铁的正上方相同高度H处由静止释放,各线圈下落过程中不翻转,甲是闭合的铝线圈,乙是有缺口的铝线圈,丙是闭合的塑料线圈,忽略空气阻力。关于落地时间正确的是 ( )
A.t甲=t乙=t丙
B.t甲=t乙
A.磁铁下落过程机械能守恒
B.t1~t3过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向下
C.t1~t3过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向上
D.若将强磁铁两极翻转后重复实验,则感应电流先沿负方向后沿正方向
6.(2024湖北期末)把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
7.(多选题)(2023湖南长沙期中)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平绝缘桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,t1时刻电流方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则 ( )
A.t1时刻FN>G,P有收缩的趋势
B.t2时刻FN=G,此时穿过P的磁通量的变化率为0
C.t3时刻FN=G,此时P中无感应电流
D.t4时刻FN
A.磁通量的变化量的大小为BS
B.磁通量的变化量的大小为NBS
C.线圈中产生的感应电流方向一直为adcba
D.线圈中产生的感应电流方向先abcda后adcba
9.(多选题)(2024福建莆田期中)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的匀强磁场区域,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,判断下列说法不正确的是 ( )
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
10.(经典题)(多选题)如图所示,a、b、c三个线圈是同心圆,b线圈上连接有直流电源E和开关K,则下列说法正确的是 ( )
A.在K闭合的一瞬间,线圈c中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势
B.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时电流,有扩张趋势
C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势
D.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时电流,有扩张趋势
答案与分层梯度式解析
专题强化练4 楞次定律及其推论的应用
1.CD 根据安培定则判断,感应电流在螺线管中产生向下的磁场,因为螺线管中原磁场方向向下,根据楞次定律可知,通过螺线管的磁通量变小,所以条形磁铁是向上运动的,故选项A错误,C正确;为了阻碍磁通量的减小,根据楞次定律的推论“增缩减扩”及“来拒去留”可知,螺线管有扩张的趋势和向上运动的趋势,所以螺线管对水平桌面的压力将减小,故选项B错误,D正确。
方法技巧 楞次定律的推论“增缩减扩”
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁铁下移,回路面积会减小,a、b相互靠近
B减小,线圈面积扩大
注意:“增缩减扩”的结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境
2.D 在条形磁铁从高处下落接近回路的过程中,穿过回路的磁通量增大,则由“增缩减扩”可得,P、Q将相互靠近,故A错误;由于磁铁靠近回路,则由“来拒去留”可得,竖直方向磁铁受到向上的力,由于力的作用是相互的,则P、Q棒受到向下的力,则磁铁下落的加速度肯定小于重力加速度,P、Q对导轨M、N的压力大于自身重力,故B、C错误;由能量守恒可得,磁铁减少的重力势能等于磁铁增加的动能、导体棒增加的动能以及回路产生的焦耳热之和(破题关键),则磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量,故D正确。
3.B 埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,则根据安培定则可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,故A错误;汽车进入线圈1过程中,向下的磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb,故B正确;汽车进入线圈2过程中,向下的磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb,再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,故C错误;汽车离开线圈2过程中,向下的磁通量减小,根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd,故D错误。
4.C 乙是有缺口的铝线圈,没有构成闭合回路,下落过程中线圈中没有感应电流,丙是闭合的塑料线圈,属于绝缘材料,下落过程中线圈中也没有产生感应电流,可知乙、丙两线圈下落过程只受到重力作用,线圈做自由落体运动,根据H=gt2,可知t乙=t丙,甲是闭合的铝线圈,属于导体,构成闭合回路,下落过程中线圈中产生感应电流,且薄强磁铁产生的磁场对线圈的安培力阻碍线圈向下运动,即线圈向下运动的加速度小于重力加速度,可知甲线圈下落的时间大于乙、丙线圈下落的时间,即有t乙=t丙
6.D
思路点拨 线圈A的电流在铁环中产生的磁场是顺时针方向的,如图所示,磁场穿过线圈B的方向是向下的,即线圈B中原磁场的方向是向下的。
闭合开关S的瞬间,通过B线圈的磁通量不发生变化,B线圈中不产生感应电流(易错点),选项A、B错误;闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,A线圈中的电流逐渐减小,则穿过B线圈的磁场逐渐减弱,由楞次定律和安培定则可知,电流表G中的感应电流方向为b→a,选项C错误,D正确。
7.AB
思路点拨
t1时刻,螺线管中电流增大,磁场增强,穿过线圈P的磁通量增大,根据楞次定律的推论,线圈P有远离螺线管和面积收缩的趋势,FN>G,A正确;t2时刻,螺线管中电流不变,磁场不变,穿过线圈P的磁通量不变,磁通量的变化率为0,线圈中无感应电流产生,FN=G,B正确;t3时刻,虽然螺线管中电流为0,但穿过线圈P的磁通量在变化,此时线圈中有感应电流产生,C错误;t4时刻,螺线管中电流不变,穿过线圈P的磁通量不变(但不是最小),无感应电流产生,FN=G,D错误。
8.AC 线圈转动前的磁通量为Φ1=BS sin 37°=BS,线圈转动后的磁通量为Φ2=-BS cos 37°=-BS,则磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,磁通量的变化量的大小为BS,与线圈匝数无关,故A正确,B错误;穿过线圈的磁通量先减小后反向增加,则根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向始终沿adcba方向,故C正确,D错误。
9.BD
图形剖析
若线圈闭合,进入磁场时,线圈中出现感应电流,受到的安培力使线圈相对传送带向后滑动,故A正确,不满足题意要求;若线圈不闭合,进入磁场时,线圈中没有感应电流,则相对传送带位置不变,故B错误,满足题意要求;从图中可以看出,第3个线圈不合格,若是闭合的,则在安培力作用下,会相对传送带向后滑动,故C正确,不满足题意要求;从图中可以看出,第4、5、6个线圈均是合格的,它们的位置分布均匀,故D错误,满足题意要求。
10.AD 在K闭合的一瞬间,线圈b中有顺时针方向的电流,线圈b中电流从无到有,则线圈b内磁场垂直纸面向里增大,线圈b外磁场垂直纸面向外增大。研究c线圈,穿过线圈c的磁通量垂直纸面向里增大,线圈c处磁场垂直纸面向里,根据楞次定律及其推论,线圈c中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势,选项A正确,B错误。研究a线圈,穿过线圈a的磁通量垂直纸面向里增大,线圈a处磁场垂直纸面向外,根据楞次定律及其推论,线圈a中有逆时针方向的瞬时电流,有扩张的趋势(易错点),选项C错误,D正确。
易混易错 解答本题,很多同学盲目套用“增缩减扩”这一推论,误认为a、c都有收缩的趋势。本题中a、c两线圈中感应电流方向相同,但它们周围磁场方向相反,所以一个有扩张趋势,一个有收缩趋势。
线圈a中有向里、向外两个方向的磁场,不能简单套用“增缩减扩”,如图,a扩张可以使向外的磁通量增大,以阻碍向里的合磁通量的增大。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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