【物理】2020届一轮复习人教版楞次定律的应用课时作业
2020届一轮复习人教版 楞次定律的应用 课时作业
一、A组(20分钟)
1.
如图所示,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( )
A.总是顺时针
B.总是逆时针
C.先顺时针后逆时针
D.先逆时针后顺时针
解析:取导体圆环为研究对象,磁铁下落过程中原磁场方向是向上的,穿过圆环的磁通量先增加后减少,由楞次定律可判断出选项C正确。
答案:C
2.
如图所示,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加,金属圆环中产生感应电流。根据楞次定律可知,感应电流要阻碍磁通量的增加:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离通电直导线的方式进行阻碍,故D正确。
答案:D
3.
如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
解析:小磁块下落过程中,在铜管P中产生感应电流,小磁块受到向上的磁场力,不做自由落体运动,而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落体运动,故选项A错误;根据功能关系知,在P中下落时,小磁块机械能减少,在Q中下落时,小磁块机械能守恒,故选项B错误;在P中加速度较小,在P中下落时间较长,选项C正确;由于在P中下落时要克服磁场力做功,机械能有损失,故可知落到底部时在P中的速度比在Q中的小,选项D错误。
答案:C
4.如图所示,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,横杆可绕中心点自由转动,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
5.
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FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
A.FT1>mg,FT2>mg B.FT1
mg,FT2mg
解析:当圆环经过磁铁上端时,磁通量增加,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FT1>mg。当圆环经过磁铁下端时,磁通量减少,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FT2>mg,所以只有A正确。
答案:A
6.(多选)
如图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场( )
A.逐渐增强,方向向外
B.逐渐增强,方向向里
C.逐渐减弱,方向向外
D.逐渐减弱,方向向里
解析:对于导线回路来说,圆形面积最大,即由于磁场变化,导致导线回路面积变大,根据楞次定律“增缩减扩”,可判断磁场在减弱,可能是方向垂直软导线回路平面向外的磁场逐渐减弱也可能是方向垂直软导线回路平面向里的磁场逐渐减弱,选项C、D对。
答案:CD
7.导学号95814013(多选)如图所示,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,回路中磁通量增加,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
二、B组(15分钟)
1.(多选)某电磁冲击钻的原理图如图所示,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已经是闭合的时候,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
2.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面内静止不动,如图甲所示。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( )
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
感应电流的方向
0~
向上,逐渐变大
向纸里、变大
垂直纸面向外
逆时针方向
向上,逐渐变小
向纸里、变小
垂直纸面向里
顺时针方向
向下,逐渐变大
向纸外、变大
垂直纸面向里
顺时针方向
~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
3.如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将( )
A.静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
解析:滑片P向右滑动过程中,电流增大,线圈处的磁场变强,磁通量增加,根据“阻碍”含义,线圈将阻碍磁通量增加而顺时针转动,故C正确。
答案:C
4.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线框。当一竖直放置的条形磁铁从线框中线AB正上方等高快速经过时,若线框始终不动,则关于线框受到的支持力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:条形磁铁从线框正上方由左向右运动的过程中,线框中的磁通量先增加后减少,根据楞次定律的“来拒去留”可知,线框先有向下和向右的趋势,后有向上和向右的趋势;故线框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
5.如图所示,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连。当圆盘a转动时( )
A.圆盘b总是与a沿相同方向转动
B.圆盘b总是与a沿相反方向转动
C.若B1、B2同向,则a、b转向相同
D.若B1、B2反向,则a、b转向相同
解析:当圆盘a转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b盘中,在磁场中由于受安培力b盘会转动。但若不知B1、B2的方向关系,则b盘与a盘的转向关系将无法确定,故A、B错。设B1、B2同向且向上,a盘逆时针转动,则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a',b盘受力将顺时针转动,故C错,同理可判定D项正确。
答案:D
6.
如图所示,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:胶木圆盘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的磁通量向下,且增大,根据楞次定律,感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大,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
7.
如图所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b。当一条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则( )
A.a、b两环均静止不动
B.a、b两环互相靠近
C.a、b两环互相远离
D.a、b两环均向上跳起
解析:据题意,由楞次定律可知,当条形磁铁N极向下靠近两环时,穿过两环的磁通量都增加,根据“增离减靠”可知两环将向两边运动,故C选项正确。
答案:C
8.导学号95814014
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,当开关S闭合瞬间,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:当开关S闭合瞬间,小铜环中磁通量从无到有逐渐增加,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
