2024年高考物理选修二专题练习第1节 楞次定律

《模型畫法·物理課堂》馮考必勝第1节楞次定律【刷基础】【题型1实验探究感应电流的方向】1．[浙江名校协作体2021高二下月考]某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象．(1)在甲图中，闭合开关S后，将滑片P向右减速移动的过程中，线圈B中的磁通量________(填“增大”或“减小”)．(2)在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从________(填“正”或“负”)极接线柱流入电表．(3)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图丙所示．已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“逆时针”)方向．解析：(1)滑片P向右减速移动的过程中，接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，B中的磁通量增大．(2)条形磁铁向下插入线圈，线圈中的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律的“增反减同”，线圈中的感应电流产生的磁场向下，根据安培定则和图乙中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入、下端流出，因此电流从负极接线柱流入电表．(3)条形磁铁从图中位置向右远离L时，穿过L的磁通量向上且减小，由楞次定律知，感应电流产生的磁场向上，故此时感应电流的方向为由b进入电流计，由a出来，由安培定则知，俯视线圈，其绕向为逆时针方向．【题型2利用楞次定律判断感应电流的方向】2．[辽宁师范大学附属中学2020高二上月考]如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直于桌面向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向()A．始终为A→C→B→AB．先为A→C→B→A后为A→B→C→AC．始终为A→B→C→AD．先为A→B→C→A后为A→C→B→A答案：C解析：当线圈平面与磁场方向平行时，线圈平面与磁场方向的夹角为0°，穿过线圈的磁通量最小即Φ＝0.当线圈与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，图示情况磁场与线圈垂直，所以开始时穿过线圈的磁通量最大，转过90°时穿过线圈的磁通量最小，所以在线圈由图示位置以OO′为轴翻转180°的过程中，向下穿过线圈的磁通量先减小，后增大，向下穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律可知产生的感应电流的方向为A→B→C→A，转过角度大于90°后，向下穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知产生的感应电流的方向仍然是A→B→C→A，故A、B、D错误，C正确．3．[河北石家庄二中2021高二上月考]MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则()A．若固定ab，使cd向右滑动，则回路中电流方向为a→c→d→b→aB．若ab向左、cd向右同时滑动，则回路中电流为零C．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则回路中电流方向为a→b→d→cD．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则回路中电流方向为c→d→b→a答案：A解析：若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则可判断出应产生顺时针方向的电流，故A正确；若ab向左，cd向右，ab、cd所围线圈面积增大，磁通量增大，由楞次定律得知回路中产生顺时针方向的电流，故B错误；若ab、cd同向且以相同的速度大小滑动，ab、cd所围的回路面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故C、D错误．【题型3利用右手定则判断感应电流的方向】4．为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)．当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，如图乙所示，P、Q为接测量仪器的端口．若俯视轨道平面磁场方向垂直地面向里，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为()A．始终沿逆时针方向B．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．始终沿顺时针方向答案：B解析：方法一：列车带着强磁体向右运动，线圈中向里的磁通量先变大后变小，由楞次定律可知感应电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确．方法二：列车带着强磁体向右运动，当线圈的左边进入磁场时，相当于线圈的左边向左运动切割磁感线，根据右手定则可知线圈中的电流方向沿逆时针方向，当线圈的右边进入磁场时，相当于线圈的右边向左运动切割磁感线，根据右手定则可知线圈中的电流方向沿顺时针方向，故线圈中的电流方向先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确．5．[安徽蚌埠田家炳中学2021高二上月考]如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在垂直导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点C．当金属棒ab向右加速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点答案：D解析：当金属棒向右匀速运动切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为a→b，ab相当于电源，b点电势高于a点；左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，故右线圈中不产生感应电流，c点与d点等电势，选项A、B错误．当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断φb>φa，回路中电流沿逆时针方向，金属棒两端的感应电动势不断增大，感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向垂直向下，并且磁感应强度不断增强，所以右边线圈中向上的磁通量不断增加，由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针方向，电流从d流向c，因此d点电势高于c点，故选项D正确，C错误．6．[河北衡水中学2020高三专题练习改编](多选)如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区域的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示，不计轨道电阻，以下叙述正确的是()A．在M区时通过R的电流为b→aB．在N区时通过R的电流为a→bC．FM向右D．FN向左答案：ABD解析：根据直导线电流产生磁场的分布情况知M区的磁场方向垂直纸面向外，N区的磁场方向垂直纸面向里．当导体棒匀速通过M、N两区时，由右手定则可知选项A、B正确；由于感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，故导体棒在M、N两区域运动时，受到的安培力均向左，故选项C错误，D正确．【刷提升】1．[广东普宁2021高二上月考](多选)如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由b到a的感应电流的是() 答案：BCD解析：根据右手定则，可知图A中感应电流方向由a到b，故A错误；图B中导体ab向纸外运动，根据右手定则，感应电流方向由b到a，故B正确；根据楞次定律，可知图C闭合电路中磁通量减少，感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，感应电流方向由b到a，故C正确；图D中ab棒切割磁感线，根据右手定则，导体棒ab中电流由b到a，故D正确．2．[浙江舟山2021高二上期末]如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中产生逆时针方向(俯视)感应电流的是()A．线圈aB．线圈bC．线圈cD．线圈d答案：A解析：由安培定则，线圈a中磁场方向垂直纸面向里，当电流增大时，根据楞次定律，线圈a中有逆时针方向(俯视)的感应电流，A正确；穿过线圈b、d的磁通量为零，当电流变化时没有感应电流产生，B、D错误；由安培定则，线圈c中磁场方向垂直纸面向外，当电流增大时，根据楞次定律，线圈c中有顺时针方向(俯视)的感应电流，C错误．3．[重庆渝北南华中学2021高二下月考]如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内．当AB导线中电流I发生变化时，发现闭合线圈向左摆动，下列说法正确的是()A．AB中的电流减小，线圈中产生逆时针方向的电流B．AB中的电流减小，线圈中产生顺时针方向的电流C．AB中的电流增大，线圈中产生逆时针方向的电流D．AB中的电流增大，线圈中产生顺时针方向的电流答案：B解析：根据安培定则，线圈P所在处的磁场方向垂直纸面向里，若AB中的电流减小，则穿过线圈的磁通量减小，所以线圈中产生顺时针方向的电流，由左手定则，线圈所受安培力合力方向向左，线圈向左摆动，A错误，B正确；若AB中的电流增大，则穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律知，线圈中感应电流方向为逆时针方向，由左手定则知，线圈所受安培力合力方向向右，线圈将向右摆动，C、D错误．4．如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环．在圆环的正上方放置一个螺线管，螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正．以下说法中正确的是()A．第1s末，圆环中的感应电流最大B．第2s末，圆环对桌面的压力小于圆环的重力C．1～2s内和2～3s内，圆环中感应电流的方向相反D．0～1s内，从上往下看，圆环中感应电流沿顺时针方向答案：D解析：0～1s内螺线管中电流增大得越来越慢，1s末电流最大，但是变化率为零，所以在第1s末圆环中的感应电流最小，故A错误；第2s末金属圆环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，与圆环间无相互作用，所以第2s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误；1～2s内正向电流减小，2～3s内反向电流增大，根据楞次定律，圆环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故C错误；0～1s内，螺线管中的电流增大，产生的磁场增大(向上)，金属圆环中向上的磁通量增大，根据楞次定律，0～1s内，从上往下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故D正确．5．如图所示，一个有界匀强磁场区域内磁场方向垂直于纸面向外，一个闭合矩形导线框abcd沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左答案：D解析：导线框进入磁场时，由右手定则可知感应电流沿顺时针方向，即方向为a→d→c→b→a，故A错误．导线框离开磁场时，由右手定则可知感应电流方向沿逆时针方向，即方向为a→b→c→d→a，故B错误．由楞次定律“来拒去留”导线框进入、离开磁场时，受到的安培力方向均水平向左，故C错误，D正确．6．如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，由此可知，圆环a()A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针匀速旋转D．逆时针减速旋转答案：B解析：当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，圆环a相当于顺时针方向且不断增大的电流，根据右手螺旋定则，其内有垂直于纸面向里的磁场，其外有垂直于纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b内的合磁通量垂直纸面向里而且在增大，根据楞次定律可知，b中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，所以A错误；同理可知，B正确；圆环a逆时针减速旋转与顺时针加速旋转是等效的，D错误；逆时针匀速旋转时，穿过圆环b的磁通量不变，不会产生感应电流，C错误．7．[山西孝义2020高二上月考](多选)某人在自行车道上从东往西沿直线骑行，该处地磁场的水平分量方向由南向北，竖直分量方向竖直向下．自行车车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是()A．图示位置中辐条A点电势比B点电势低B．图示位置中辐条A点电势比B点电势高C．自行车左车把的电势比右车把的电势高D．自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车右车把电势高答案：AC解析：自行车从东往西行驶时，辐条切割地磁场水平分量的磁感线，根据右手定则，图示位置中辐条A点电势比B点电势低，故A正确，B错误；自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则，左车把的电势比右车把的电势高，故C正确；自行车左拐改为南北骑向，自行车车把仍切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手定则，左车把的电势仍然高于右车把的电势，D错误．8．[天津静海一中2021高二上期末]如图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处吊一金属环a处于静止状态，在其内部也吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，a、b两环的运动及变化情况为a将________，b将________(填