人教版高中物理选修3244《楞次定律的应用》同步练习.docx
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人教版高中物理选修3244《楞次定律的应用》同步练习
“增反减同”法
1.
图446
1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：
存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验．他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图446所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现（ ）
A．先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流
B．先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流
C．始终有顺时针方向持续流动的感应电流
D．始终有逆时针方向持续流动的感应电流
解析 在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针（俯视）方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针（俯视）方向的感应电流．故选项D正确．
答案 D
“来拒去留”法
2.
图447
如图447所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是（ ）
A．C端一定是N极
B．D端一定是N极
C．C端的极性一定与磁场B端的极性相同
D．因螺线管的绕法不明，故无法判断极性
解析 由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用，即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同，与螺线管的绕法无关，但因为磁铁AB的N、S极性不明，所以螺线管CD两端的极性也不能确定，所以A、B、D错，C对．
答案 C
“增缩减扩”法
3.
图448
如图448所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将（ ）
A．S增大，l变长
B．S减小，l变短
C．S增大，l变短
D．S减小，l变长
解析 当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流．根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大：
一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，故D正确．
答案 D
“增离减靠”法
4.
图449
如图449所示是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是（ ）
A．开关S闭合瞬间
B．开关S由闭合到断开的瞬间
C．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动
D．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动
解析 当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，故A项正确；当开关S已经是闭合的时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C项正确．
答案 AC
“一定律三定则”的综合应用
5.
图4410
如图4410所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A．向右加速运动
B．向左加速运动
C．向右减速运动
D．向左减速运动
解析 当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N→M的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A不正确；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的；同理可判断选项B是正确的，选项D是错误的．
答案 BC
（时间：
60分钟）
题组一 “增反减同”法
1.
图4411
如图4411所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中（ ）
A．始终有感应电流自a向b流过电流表G
B．始终有感应电流自b向a流过电流表G
C．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流
D．将不会产生感应电流
解析 当条形磁铁进入螺线管时，闭合线圈中的磁通量增加，当穿出时，磁通量减少，由楞次定律可知C正确．
答案 C
2．长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图4412甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线方向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）
图4412
A．由顺时针方向变为逆时针方向
B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
解析 将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：
时间段
长直导线中电流
线框中磁通量
感应电流的磁场
感应电流方向
0～T/4
向上，逐渐变大
向纸里、变大
垂直纸面向外
逆时针方向
T/4～T/2
向上，逐渐变小
向纸里、变小
垂直纸面向里
顺时针方向
T/2～3T/4
向下，逐渐变大
向纸外、变大
垂直纸面向里
顺时针方向
3T/4～T
向下，逐渐变小
向纸外、变小
垂直纸面向外
逆时针方向
看上表的最后一列，可知选项D正确．
答案 D
题组二 “来拒去留”法
3.
图4413
如图4－4－13所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：
一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（ ）
A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆发生转动
C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
解析 左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动．右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动．
答案 B
4.
图4414
如图4414所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（ ）
A．T1>mg，T2>mg
B．T1C．T1>mg，T2D．T1mg
解析 当圆环经过磁铁上端时，磁通量增大，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有T1>mg.当圆环经过磁铁下端时，磁通量减小，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有T2>mg，所以只有A正确．
答案 A
5．如图4415所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处于静止状态．当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是（ ）
图4415
A．同时向左运动，两环间距变大
B．同时向左运动，两环间距变小
C．同时向右运动，两环间距变大
D．同时向右运动，两环间距变小
答案 B
6.
图4416
如图4416所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）
A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左
B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右
D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右
解析 条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律的第二种描述：
“来拒去留”可知，线圈先有向下和向右的趋势，后有向上和向右的趋势；故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力，同时运动趋势向右．故选D.
答案 D
题组三 “增缩减扩”法
7.
图4417
如图4417所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场，则（ ）
A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动
B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动
C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动
D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动
解析 不论磁场方向竖直向上还是竖直向下，当磁感应强度增大时，回路中磁通量变大，由楞次定律知杆ab将向左移动，反之，杆ab将向右移动，选项B、D正确．
答案 BD
8．如图4418所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增大时（ ）
图4418
A．环A有缩小的趋势
B．环A有扩张的趋势
C．螺线管B有缩短的趋势
D．螺线管B有伸长的趋势
解析 螺线管中的电流增大，穿过A环的磁通量增大，由楞次定律知感应电流的磁场阻碍磁通量的增大，有两种分析思路：
（1）感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，感应电流的磁感线向右，由安培定则，感应电流沿顺时针方向（从左向右看）；但A环导线所在处的磁场方向向左（因为A环在线圈的中央），由左手定则，安培力沿半径向外，A环有扩张的趋势．
（2）阻碍磁通量增大，只能增大A环的面积，因为面积越大，磁通量越小，故A环有扩张的趋势，B正确；螺线管B，每匝线圈中电流方向相同，相互吸引，B有短缩趋势，C选项正确．故正确选项为B、C.
答案 BC
9.
图4419
如图4419所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）
A．P、Q将相互靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
解析 根据楞次定律，感应电流的效果是总要阻碍产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，P、Q可通过缩小面积的方式进行阻碍，故可得A正确；由“来拒去留”得回路电流受到向下的力的作用，由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以磁铁的加速度小于g，选A、D.
答案 AD
题组四 “增离减靠”法
10．如图4420甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图4420乙中的哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大？
（ ）
图4420
解析 由“导体圆环对桌面的压力增大”分析可知螺线管对圆环有斥力作用．故螺线管中的电流应该增加（等效磁铁的磁性增强，则要求磁通量的变化率逐渐增加），结合Bt图象分析，B对．
答案 B
11.
图4421
如图4421所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合．现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（ ）
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
解析 胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小．故B正确，A、C、D错误．
答案 B
12.
图4422
如图4422所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ）
A．同时向两侧推开
B．同时向螺线管靠拢
C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断
D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断
解析 当电键S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将向两侧运动，故A正确．
答案 A
题组五 “一定律三定则”的综合应用
13．如图4423甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图4423乙所示，在0～
时间内，直导线中电流方向向上，则在
～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是（ ）
图4423
A．逆时针，向右 B．逆时针，向左
C．顺时针，向右D．顺时针，向左
解析 在
～T时间内，直导线中的电流方向向下且增大，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外且增加，由楞次定律知感应电流方向为顺时针，线框所受安培力由左手定则可知向右，故C正确．
答案 C
14．如图4424甲所示，等离子气流从左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有如图4424乙所示变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是（ ）
图4424
A．0～1s内ab、cd导线互相排斥
B．1s～2s内ab、cd导线互相吸引
C．2s～3s内ab、cd导线互相吸引
D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥
解析 根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的．在0～2s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增大，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，A错误，B正确；在2s～4s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由d向c的，根据电流的流向关系可知两导线相互排斥，C错误，D正确．
答案 BD
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