物理人教版选修3-2同步练习专题1楞次定律的推广及应用

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第四章 专题一 楞次定律的推广及应用

课后强化演练

一、选择题

1．如图所示，两条柔软的导线与两根金属棒相连，组成闭合电路，上端金属棒固定，下端金属棒自由悬垂．如果穿过回路的磁场逐渐增强，面金属棒可能的运动情况是( )

A．向左摆动 B．向右摆动 C．向上运动 D．不运动

解析：由于磁场增强且没有具体方向，穿过闭合线圈的磁通量增加，根据楞次定律，产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，故线圈会朝着磁通量减少的方向运动．线圈向左、向右或向上摆动均能使穿过它的磁通量减少，故选项A、B、C均正确．

答案：ABC

2．如图所示，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判断正确的是( )

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等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后减少．当通过线圈的磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势．当通过线圈的磁通量减少时，为阻碍其减少，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势．综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右．

答案：D

3．如图所示，在O点悬挂一轻质导线环，一条形磁铁沿导线环轴线方向静止，突然平行于环所在的平面向右平移少许，则导线环的运动情况是( )

A．不动

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且下

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B．向右摆动 C．向左摆动

D．因磁铁的极性未知，无法确定

解析：不管是哪个磁极靠近线圈，磁铁向右运动时，感应电流的磁场总要阻碍磁铁的相对运动，所以环将有和磁场同方向的运动，即向右摆动．

答案：B

4．一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是( )

A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间

C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时 D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时

解析：由楞次定律及左手定则可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减小，则N受吸引而向左．故C选项正确．

答案：C

5．如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )

A．一起向左运动 B．一起向右运动

C．ab和cd相向运动，相互靠近 D．ab和cd相背运动，相互远离

解析：电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体要相向运动，相互靠近．

答案：C

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6．(2012·高考课标全国理综)如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是( )

解析：题中“线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右”表明穿过线框的磁通量先减小后增大，即导线中的电流先减小后增大，选项C、D错误；根据楞次定律，当导线中的电流先沿正方向减小时，在线框中才产生顺时针方向的感应电流，选项B错A对．

答案：A 二、非选择题

7．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下．在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________(选填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流________(选填“变大”“变小”或“不变”)．

解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小．

答案：收缩 变小

8．三个金属环用细线悬挂，与螺线管都垂直且C在上方正中，当滑片P右滑时，分析A、B、C环的运动情况．

解析：当滑片P右滑时，电路中的电阻变小，电流变大，穿过三个线圈的磁通量都增大，

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则环将通过向磁场较弱的位置运动来阻碍磁通量的增大，故A左摆、B右摆．而C在磁场方向上面积已经最大且磁场垂直穿过C，C的受力向上．故C向上运动．

答案：A左摆、B右摆、C向上运动

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