2019_2020学年高中物理课时跟踪检测（三）楞次定律的应用新人教版.docx

课时跟踪检测（三） 楞次定律的应用1.多选磁悬浮高速列车在我国某市已正式投入运行。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方，则()A在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(俯视)D若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)解析：选BC当将B环靠近A时，由于越靠近A，B环中的磁通量越大，即在该环中会产生感应电流；由于圆环材料是超导材料，即没有电阻，所以稳定后B环中的电流不会变小，且永远存在，故A错，B对；圆环B水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁A的上方，即相互排斥，说明B环的下面是N极，故由安培定则可判断B环中感应电流为顺时针方向(俯视)，故C对，D错。2如图所示，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，因电源正负极未知，无法具体判断解析：选A当电路接通瞬间，通电螺线管产生磁场，穿过两侧铜环的磁通量都增加，由楞次定律可知，两环中感应电流的磁场与螺线管中磁场方向相反，即受到螺线管磁场的排斥作用，使两铜环分别向外侧移动，选项A正确。3.如图所示，在载流直导线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，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd。载流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒ab和cd的运动情况是()A一起向左运动B一起向右运动Cab和cd相向运动，相互靠近Dab和cd相背运动，相互远离解析：选C方法一：电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知，回路产生逆时针方向电流；ab边电流方向向下，所受安培力向右，cd边电流方向向上，所受安培力向左，故ab和cd相向运动，C项正确。方法二：电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强，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，两导体棒要相向运动，相互靠近，C项正确。4如图所示，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()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，两环间距变小解析：选B将条形磁铁向左插入金属圆环的过程中，两个环中均产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果是阻碍环与磁铁间的相对运动，所以两环均向左运动。靠近磁铁的环所受的安培力大于另一个，可知两环间距变小。选项B正确。5多选如图所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小时，则()A金属环M有缩小的趋势B金属环M有扩张的趋势C螺线管N有缩短的趋势D螺线管N有伸长的趋势解析：选AD对通电螺线管，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以匝间距有增大趋势；对金属环M，穿过的磁通量也随之减少，由于它包围内外磁场，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环M有缩小的趋势。选项A、D正确。6.M和N是绕在同一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图所示。现将开关S从a处断开，然后合向b处，则在此过程中，通过电阻R2的电流方向是()A一直由c流向dB先由c流向d，后又由d流向cC一直由d流向cD先由d流向c，后又由c流向d解析：选A开关S从a处断开，然后合向b处，穿过M和N的磁通量发生变化：先是减少，后是反方向增加。由“因反果同”规律知，两种情况下通过R2的电流方向相同。再由“增反减同”原则判断S从a处断开时，通过电阻R2的电流由c流向d，A正确。7.多选一金属线框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中(如图所示)，在进入磁场的过程中，可能发生的情况是()A线框做加速运动，加速度agB线框做匀速运动C线框做减速运动D线框会反向运动回到原处解析：选ABC在线框下落进入磁场过程中，感应电流的磁场将阻碍线框进入磁场，这就说明进入磁场时产生的感应电流使线框受到向上的安培力，且大小与进入磁场时的速度有关，设为F。如果Fmg，线框将匀速进入磁场；如果Fmg，线框将减速进入磁场。由此可见，线框进入磁场的运动特点是由其自由下落的高度h决定的(对于确定的线框)，A、B、C三种情况均有可能。但D所示情况绝不可能，因为线框进入磁场，才会受到向上的安培力，线框的速度方向不会向上，可见线框不会反向运动。8如图所示，在水平放置的螺线管的中央，放着一个可绕水平轴OO自由转动的闭合线圈abcd，轴OO与螺线管的轴线垂直，ab边在OO轴的左上方，闭合开关K的瞬间，关于线圈的运动情况，下列说法正确的是()A不转动Bab边向左转动Cab边向右转动D转动的方向与螺线管中的电流方向有关解析：选B根据安培定则与线圈的绕法可知，通电时，通电螺线管中产生的磁场的N极向左；闭合K的瞬间，螺线管中的电流增大，所以产生的磁场增大，即向左的磁场增大，根据楞次定律可知，线圈的感应电流的磁场方向向右，感应电流的方向为abcd的方向，由左手定则可知，ab边受安培力的方向向下，cd边受安培力的方向向上，所以ab边向左转动，故A、C错误，B正确；同理可得若螺线管中的电流方向反向，ab边转动方向不变，故D错误。9甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定的轴OO无摩擦旋转，若分别加上如图(a)、(b)所示的匀强磁场，当同时让甲、乙以相同的初速度旋转时()A甲环先停B乙环先停C两环同时停D无法判断两环停止旋转的先后解析：选B由题图知，甲环旋转时没有感应电流产生，乙环旋转时切割磁感线，有感应电流产生，根据楞次定律，运动导体上的感应电流受的磁场力(安培力)总是反抗(或阻碍)导体的运动，因此乙环先停下。故B正确。10多选匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化的规律如图甲所示。在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示(磁场未画出)。用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示电流为I1、I2、I3时，金属圆环上很小一段受到的安培力。则()AI1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向BI2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向CF1方向指向圆心，F2方向指向圆心DF2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心解析：选AD在Oa段，磁场垂直纸面向里且均匀增强，根据楞次定律可判断圆环内产生的感应电流的方向是逆时针，同理，ab、bc段产生的感应电流的方向是顺时针，故A对，B错；根据左手定则可判断Oa、ab、bc段对应金属圆环上很小一段受到的安培力的方向，F1、F3方向指向圆心，而F2方向背离圆心向外，故C错，D对。11.如图所示，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。现将环从位置释放，经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则()AFT1mg，FT2mg BFT1mg，FT2mg，FT2mg DFT1mg解析：选A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，又由牛顿第三定律可知圆环给磁铁一个向下的磁场力，因此有FT1mg；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，同理圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有FT2mg，A正确。12.如图所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环P，在圆环P的正上方固定一个线圈Q，线圈Q与平行金属导轨相连并与导体棒ab组成闭合回路，金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中。由于导体棒ab的运动，使得圆环P中产生逆时针方向(从上向下看)的感应电流，并且对桌面的压力小于圆环P的重力。下列说法正确的是()A导体棒ab向右加速运动B导体棒ab向左加速运动C导体棒ab向右减速运动D导体棒ab向左减速运动解析：选C导体棒ab在匀强磁场中切割磁感线，产生感应电流，感应电流通过线圈Q，线圈Q产生的磁场穿过圆环P，当穿过圆环P的磁通量发生变化时，圆环P中便有感应电流产生。因为圆环P中产生从上向下看逆时针方向的感应电流，则圆环P中感应电流的磁场方向向上。又因为圆环P对桌面的压力小于圆环P的重力，圆环P有靠近线圈Q的趋势，说明线圈Q产生的磁场在减弱，所以线圈Q应产生向上的磁场并且减弱，导体棒ab中感应电流的方向由b到a并逐渐减弱，导体棒ab应向右减速运动，C项正确。13多选如图甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图乙所示的电流I，则()A在t1到t2时间内A、B两线圈相吸引B在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥Ct1时刻两线圈作用力为零Dt2时刻两线圈作用力最大解析：选ABC在t1到t2时间内，A中电流减小，穿过B的磁通量减少，根据楞次定律，则A、B相吸引；在t2到t3时间内，A中电流增大，A、B相排斥；t1时刻，A中电流最大，此时A中的电流的变化率为零，所以B中无感应电流产生，所以A、B之间作用力为零；t2时刻，A中电流为零，此时A中的电流的变化率最大，在B中感应电流最大，A、B之间作用力为零。选项A、B、C正确。14如图甲所示，两个闭合圆环线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是()A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈B有扩张的趋势B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈B有收缩的趋势C线圈B内有逆时针方向的电流，线圈B有扩张的趋势D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈B有收缩的趋势解析：选At1t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向垂直纸面向外，线圈A外部产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈B的合磁场方向垂直纸面向外，由于线圈A中的电流增加，故穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋势，故A正确，B、C、D错误。15如图所示，在水平地面下有一条知道其大致方位的沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串联有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的准确位置。不考虑地磁场的影响，且检测线圈位于水平面内。现使检测线圈从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方并继续移动至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线