2024版高中同步新教材選擇性必修第二冊人教物理備課資源專題強化練3楞次定律的推論及應用選擇題1.【經典題】(2023北京豐臺期末)如圖所示,用繩吊起一個鋁環,用磁鐵的任意一極由左向右靠近鋁環。下列說法正確的是()A.用磁鐵N極靠近鋁環,鋁環會被吸引B.用磁鐵S極靠近鋁環,鋁環會被吸引C.用磁鐵N極靠近鋁環,鋁環中的電流方向為逆時針方向(從左向右看)D.用磁鐵S極靠近鋁環,鋁環中的電流方向為逆時針方向(從左向右看)2.(2023北京北理工附中期末)金屬棒ab、cd放在水平光滑導軌上,條形磁鐵向下加速運動,在接近導軌時,下列說法正確的是()A.ab、cd相互靠近B.ab、cd相互遠離C.磁鐵加速度大于gD.磁鐵加速度等于g3.【多選題】(2023廣東深圳階段測試)用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質導線做成一個半徑為r的圓環,ab為圓環的一條直徑。如圖所示,在ab的左側存在一個勻強磁場,磁場垂直圓環所在平面,方向如圖,磁感應強度隨時間的變化規律為B=kt(k>0),則()A.圓環有擴張的趨勢B.圓環有收縮的趨勢C.圓環有向左滑動的趨勢D.圓環有向右滑動的趨勢4.【經典題】(2023黑龍江哈爾濱三中期末)如圖所示,金屬圓環A用輕繩懸掛,所在平面與紙面垂直,圓心與長直螺線管中心軸線共線,整個裝置靜止,將開關S閉合,在滑動變阻器滑片P向右移動的過程中,圓環將()A.向右運動,并有擴張趨勢B.向右運動,并有收縮趨勢C.向左運動,并有擴張趨勢D.向左運動,并有收縮趨勢5.(2023四川宜賓階段測試)如圖所示,線圈兩端與電阻相連構成閉合回路,在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵。下列選項能使電阻中感應電流的方向由b到a,且線圈與磁鐵相互排斥的是()A.磁鐵S極向下,磁鐵向下運動B.磁鐵S極向下,磁鐵向上運動C.磁鐵N極向下,磁鐵向下運動D.磁鐵N極向下,磁鐵向上運動6.【多選題】(2023湖南長沙期中)如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有變化的電流i,電流隨時間變化的規律如圖乙所示,t1時刻電流方向如圖甲中箭頭所示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為FN,則()A.t1時刻FN>G,P有收縮的趨勢B.t2時刻FN=G,此時穿過P的磁通量的變化率為0C.t3時刻FN=G,此時P中無感應電流D.t4時刻FN<G,此時穿過P的磁通量最小7.【經典題】(2022四川宜賓期末)如圖,在水平光滑桌面上,兩相同的圓形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上,且每個小線圈都各有一半面積在金屬框內,在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間,下列說法正確的是()A.兩小線圈會有相互靠攏的趨勢B.兩小線圈會有相互遠離的趨勢C.兩小線圈中感應電流都沿逆時針方向D.左邊小線圈中感應電流沿順時針方向,右邊小線圈中感應電流沿逆時針方向8.(2022湖北部分示范高中期末聯考)如圖,兩個半徑不同的同心圓形導線環A、B位于同一平面內,A環的半徑大于B環的半徑,從0到t1的時間間隔內,當導線環A中的電流i發生某種變化,導線環B中的感應電流總是沿逆時針方向,且導線環B總有擴張的趨勢。設A環中電流i的正方向與圖中箭頭所示的方向相同,則i隨時間t的變化的圖像可能是()9.【多選題】(2022云南師大附中月考)如圖所示,a、b、c三個線圈是同心圓,b線圈上連接有直流電源E和開關K,則下列說法正確的是()A.在K閉合的一瞬間,線圈c中有逆時針方向的瞬時電流,有收縮趨勢B.在K閉合的一瞬間,線圈c中有順時針方向的瞬時電流,有擴張趨勢C.在K閉合的一瞬間,線圈a中有逆時針方向的瞬時電流,有收縮趨勢D.在K閉合的一瞬間,線圈a中有逆時針方向的瞬時電流,有擴張趨勢10.【多選題】(2022廣東金山中學期末)一長直導線與閉合金屬線框放在同一豎直面內,如圖甲所示,長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示(以豎直向上為電流的正方向)。則在0~T時間內,下列說法正確的是()A.0~T3時間內,B.T3~2T3C.T3~2T3D.2T3~T時間內

答案與分層梯度式解析專題強化練3楞次定律的推論及應用1.C2.A3.BD4.A5.A6.AB7.B8.B9.AD10.BC1.C根據楞次定律的推論“來拒去留”,用磁鐵N極或S極靠近鋁環,鋁環都會被排斥,A、B錯誤;用磁鐵N極靠近鋁環,穿過鋁環向右的磁通量增加,根據楞次定律可知,鋁環中產生的感應電流的磁場的方向向左,根據安培定則可知,鋁環中的電流方向為逆時針方向(從左向右看),C正確;用磁鐵S極靠近鋁環,穿過鋁環向左的磁通量增加,根據楞次定律可知,鋁環中產生的感應電流的磁場的方向向右,根據安培定則可知,鋁環中的電流方向為順時針方向(從左向右看),D錯誤。故選C。2.A條形磁鐵向下加速運動,在接近導軌時,穿過回路的磁通量增加,回路中感應電流所產生的效果要阻礙磁通量的增加,所以會阻礙條形磁鐵的下落,即感應電流的磁場給條形磁鐵一個向上的阻礙其下落的阻力(來拒去留),即磁鐵下落的加速度小于g,為了阻礙回路中磁通量增加,ab、cd兩金屬棒將互相靠攏,使回路的面積減小(增縮減擴)。故選A。3.BD磁感應強度隨時間增大,穿過圓環的磁通量增大,由楞次定律的推論“增縮減擴”和“來拒去留”可知,為了阻礙磁通量的增大,圓環有收縮的趨勢,且圓環有向右滑動的趨勢。故選B、D。4.A當滑片P向右移動時,電路中的電阻增大,電流減小,通電螺線管產生的磁場減弱,穿過金屬圓環的磁通量減小,根據楞次定律的推論“增縮減擴”,金屬圓環A將向右運動,并有擴張的趨勢。故選A。5.A要使線圈與磁鐵相互排斥,由楞次定律的推論“來拒去留”可知,磁鐵應向下運動,B、D錯誤;感應電流的方向由b到a,由安培定則可知,螺線管上端為S極,則磁鐵的S極向下,A正確,C錯誤。故選A。6.AB思路點撥t1時刻,螺線管中電流增大,磁場增強,穿過線圈P的磁通量增大,根據楞次定律的推論,線圈P有遠離螺線管和面積收縮的趨勢,FN>G,A正確;t2時刻,螺線管中電流不變,磁場不變,穿過線圈P的磁通量不變,磁通量的變化率為0,線圈中無感應電流產生,FN=G,B正確;t3時刻,雖然螺線管中電流為0,但穿過線圈P的磁通量在變化,此時線圈中有感應電流產生,C錯誤;t4時刻,螺線管中電流不變,穿過線圈P的磁通量不變(但不是最小),無感應電流產生,FN=G,D錯誤。7.B根據右手螺旋定則可知,通電瞬間,金屬框內部磁感線垂直紙面向外,外部磁感線垂直紙面向里,左邊小線圈右半部分處于向外的磁場中,磁通量增大,左半部分處于向里的磁場中,磁通量增大,由于矩形金屬框內部的磁場比外部強,所以穿過左邊小線圈的合磁通量不為零,合磁通量方向向外;同理,右邊小線圈也一樣,因此穿過左、右小線圈的磁通量均增大,合磁通量方向垂直紙面向外,根據楞次定律的推論可知,線圈中的感應電流方向都是順時針方向,兩線圈的運動情況是相互遠離,以阻礙磁通量的增大,選項B正確,A、C、D錯誤。8.B因為導線環B總有擴張的趨勢,則穿過導線環B的磁通量減小,導線環B中的感應電流沿逆時針方向,可知穿過導線環B的磁通量垂直于平面向外減小,再根據安培定則可以判斷,導線環A中的電流應沿逆時針方向減小,即沿負方向減小,選項B正確。9.AD在K閉合的一瞬間,線圈b中有順時針方向的電流,線圈b中電流從無到有,則線圈b內磁場垂直紙面向里增大,線圈b外磁場垂直紙面向外增大。研究c線圈,穿過線圈c的磁通量垂直紙面向里增大,線圈c處磁場垂直紙面向里,根據楞次定律及其推論,線圈c中有逆時針方向的瞬時電流,有收縮趨勢,選項A正確,B錯誤。研究a線圈,穿過線圈a的磁通量垂直紙面向里增大,線圈a處磁場垂直紙面向外,根據楞次定律及其推論,線圈a中有逆時針方向的瞬時電流,有擴張的趨勢,選項C錯誤,D正確。易混易錯解答本題,很多同學盲目套用“增縮減擴”這一推論,誤認為a、c都有收縮的趨勢。本題中a、c兩線圈中感應電流方向相同,但它們周圍磁場方向相反,所以一個有擴張趨勢,一個有收縮趨勢。線圈a中有向里、向外兩個方向的磁場,不能簡單套用“增縮減擴”,如圖,a擴張可以使向外的磁通量增大,以阻礙向里的合磁通量的增大。10.BC0~T3時間內,長直導線中的電流最大,且保持不變,所以穿過線框的磁通量最大,選項A錯誤;由楞次定律可以判斷在T3~2T3時間內,線框中始終產生逆時針方向的感應電流,選項B正確;T3~2T3時間內,長直導線中的電流先減小后增大,所以穿過線框的磁通量先減小后增大,線框先有擴張的趨勢后有收縮的趨勢,選項C正確;2T3~T時間內,長直導線中的電流保持不變,穿過線框的磁通量不變一、選擇題1.【經典題】(2023山東濰坊昌樂第一中學階段測試)如圖所示,豎直平面內有一粗細均勻的金屬圓環,圓環半徑為a,總電阻為R(指將圓環從某處剪開拉直時兩端間的電阻),磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環平面,在環的最高點A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為R2的導體棒AB,AB由水平位置緊貼環面擺下,當擺到豎直位置時,B點的線速度為v,則這時AB兩端的電壓UAB為()A.-Bav3B.Bav3C.-22.(2023江蘇南京金陵中學期末)如圖所示,平行金屬導軌與水平面成θ角,導軌與定值電阻R1和R2相連,勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一導體棒ab,質量為m,導體棒的電阻與定值電阻R1和R2的阻值均相等,導體棒與導軌之間的動摩擦因數為μ,導體棒ab沿導軌向上滑動。當導體棒上滑的速度為v時,受到安培力的大小為F,對于此時,下列說法錯誤的是()A.電阻R1的電功率為FvB.電阻R2的電功率為FvC.整個裝置因摩擦產生的熱功率為μmgvcosθD.整個裝置消耗的機械功率為(F+μmgcosθ)v3.如圖甲所示,面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中,線圈電阻r=4Ω,磁場方向垂直于線圈平面向里,已知磁感應強度隨時間變化的規律如圖乙所示,定值電阻R=6Ω,將開關S閉合,則0~5s內()A.線圈產生的感應電動勢均勻增大B.a、b兩點間電壓Uab=1.2VC.線圈上產生的熱量為2JD.將開關S斷開,a、b兩點間電壓Uab=-2V4.【經典題】(2023重慶田家炳中學階段測試)如圖所示,abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導軌,導軌間距為l,b、c間電阻為R,其他部分電阻不計。導軌間有垂直于導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B。金屬桿放置在導軌上,與導軌的接觸點為M、N。開始時金屬桿與導軌成θ角,現使金屬桿以ω的角速度繞N點由圖示位置逆時針勻速轉動到與導軌ab垂直。轉動過程中金屬桿與導軌始終接觸良好,金屬桿電阻忽略不計,則在金屬桿轉動過程中()A.電路中通過的電荷量為BB.M、N兩點電勢相等C.金屬桿中感應電流由N流向MD.電路中感應電流的大小始終為B5.【多選題】(2023廣東廣州廣雅中學階段測試)半徑分別為r和2r的金屬同心圓導軌固定在同一水平面內,一長為r、電阻為R的均勻直導體棒AB置于圓導軌上面,BA的延長線通過圓導軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示,整個裝置位于一勻強磁場中,磁場的磁感應強度的大小為B,方向豎直向下。在兩環之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器,導體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉動,在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸,導軌電阻不計,下列說法正確的是()A.導體棒中電流從A流向BB.導體棒兩端電壓為34BωrC.電容器的M板帶正電D.電容器所帶電荷量為34CBωr二、非選擇題6.【經典題】如圖所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一半徑為L的金屬圓環。電阻為r0的金屬棒OA以O為軸可以在電阻為4r0的圓環上滑動,外電阻R1=R2=4r0,其他電阻不計。如果OA棒以某一角速度順時針勻速轉動時電阻R1的電功率最小值為P0,則:(1)畫出等效電路圖;(2)求OA棒勻速轉動的角速度。7.(2023河南新鄉期末)如圖所示,傾角為θ的斜面上固定兩根間距為L的足夠長平行光滑金屬導軌,將定值電阻和電源在導軌上端分別通過開關S1、S2與導軌連接,勻強磁場垂直斜面向下,磁感應強度大小為B,已知電源電動勢為E、內阻為r(較大),定值電阻阻值為R0,質量為m、電阻不計的導體棒垂直導軌放置,重力加速度為g,不計導軌電阻。(1)閉合開關S1,斷開開關S2,導體棒靜止釋放,求導體棒最終速度大小;(2)閉合開關S2,斷開開關S1,導體棒靜止釋放,求導體棒最終速度大小。8.【經典題】(2023江蘇揚州中學階段測試)電阻不計的平行金屬導軌相距L,與總電阻為2R的滑動變阻器、板間距為d的平行板電容器和開關S連成如圖所示的電路。磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌所在的平面。電阻為R的金屬棒ab與導軌垂直,接觸良好,并緊貼導軌勻速移動。合上開關S,當滑動變阻器觸頭P在中點時,質量為m、電荷量為+q的帶電微粒從平行板電容器中間位置水平射入,微粒在兩板間做勻速直線運動;當P移至C時,相同的帶電微粒以相同的速度從同一位置射入兩板間,微粒穿過兩板的過程中動能增加ΔEk。重力加速度為g。求:(1)ab運動的方向及其速度大小;(2)當P移至C時,微粒穿過兩板的過程中,電場力對微粒做的功W。

答案與分層梯度式解析專題強化練4電磁感應中的電路問題1.A2.A3.D4.A5.BCD1.A思路點撥導體棒的平均速度v=12vB=12v,導體棒切割磁感線產生感應電動勢,相當于電源,導體棒兩側半圓環是并聯外電路導體棒AB擺到豎直位置時,切割磁感線產生的感應電動勢為E=B·2a·v=B·2a·v2=Bav,感應電流方向由A到B;導體棒AB相當于電源,電源的內阻為R2,在電源內部,電流從負極流向正極,A的電勢低。此時電路相當于金屬環左半邊和右半邊并聯后與導體棒串聯,金屬環左、右兩部分并聯后的電阻為R并=12×R2=R4,AB兩端的電壓為路端電壓,UAB=-ER并+2.A設ab長度為L,勻強磁場的磁感應強度為B,R1、R2及導體棒的電阻均為R,電路中感應電動勢為E=BLv,R1、R2并聯后的電阻大小為R'=R2R+R=R2,ab中感應電流為I=ER+R'=2BLv3R,解得導體棒ab所受安培力為F=BIL=2B2L2v3R,電阻R1的電功率為P1=(I2)2R=B2L2v29R=16Fv,電阻R2的電功率與R1的電功率相等,A錯誤,B正確;整個裝置因摩擦而產生的熱功率為P2=μmg3.D思路點撥(1)線圈相當于電源,在電源內部,電流從負極流向正極;(2)B-t圖線的斜率k=ΔBΔt恒定,感應電動勢E=nΔΦΔtB-t圖線是一條直線,斜率恒定,斜率k=ΔBΔt=0.6?0.15T/s=0.1T/s,線圈產生的感應電動勢E=nΔBΔtS=100×0.1×0.2V=2V,保持恒定,A錯誤;電路中的電流為I=ER+r=26+4A=0.2A,根據楞次定律,線圈中產生逆時針方向的感應電流,線圈相當于電源,在電源內部,電流從負極流向正極,則a點電勢低于b點電勢,a、b兩點間電壓Uab=-IR=-0.2×6V=-1.2V,B錯誤;線圈上產生的熱量為Q=I2rt=0.22×4×5J=0.8J,C錯誤;將開關S斷開,4.A電路中通過的電荷量為q=IΔt,其中I=ER,E=ΔΦΔt,ΔΦ=B·ΔS=B×12l×ltanθ,解得q=ΔΦR=Bl22Rtanθ,A正確;金屬桿逆時針轉動切割磁感線,產生感應電動勢,相當于電源,由右手定則,MN中感應電流方向由M→N,在電源內部,電流從負極流向正極,則M點電勢低于N點電勢,B、C錯誤;在圖示位置,金屬桿切割磁感線產生的感應電動勢為E=BLv=Blsinθ×12×ωlsinθ=5.BCD思路點撥導體棒的平均速度v=12(vA+vB)=12(ωr+ω·2r)=3ωr2,導體棒切割磁感線產生感應電動勢,相當于電源根據右手定則,導體棒中電流從B流向A,導體棒相當于電源,導體棒A端相當于電源的正極,所以電容器的M板帶正電,A錯誤,C正確;導體棒產生的感應電動勢為E=Brv=32Bωr2,導體棒兩端電壓為路端電壓,U=E2R·R=E2=34Bωr2,B正確;電容器所帶電荷量為Q=C