人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE2楞次定律的應用1．(多選)如圖1是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發現鉆頭M向右運動，則可能是()圖1A．開關S閉合瞬間B．開關S由閉合到斷開的瞬間C．開關S已經是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D．開關S已經是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動〖答案〗AC〖解析〗當開關突然閉合時，左線圈上有了電流，產生磁場，而對右線圈來說，磁通量增加，產生感應電流，使鉆頭M向右運動，同理可知，開關由閉合到斷開瞬間，鉆頭M向左運動，故A項正確，B項錯誤；當開關S已經閉合時，只有左側線圈電流增大才會導致鉆頭M向右運動，故C項正確，D項錯誤．2.(多選)兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖2所示的勻強磁場中，與導軌接觸良好的導體棒AB和CD可以自由滑動．當導體棒AB在外力F的作用下向右運動時，下列說法中正確的是()圖2A．導體棒CD內有電流通過，方向是D→CB．導體棒CD內有電流通過，方向是C→DC．磁場對導體棒CD的作用力向左D．磁場對導體棒AB的作用力向左〖答案〗BD〖解析〗導體棒AB切割磁感線產生感應電流，根據右手定則可知，AB中感應電流的方向為B→A，則導體棒CD內有電流通過，方向是C→D，故A錯誤，B正確；導體棒CD內有電流通過，導體棒CD受到安培力作用，由左手定則判斷可知，磁場對導體棒CD的作用力向右，磁場對導體棒AB的作用力向左，故C錯誤，D正確．3.(2020·江蘇南通一中高二上期末)如圖3所示，在載流直導線旁固定有兩平行光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內，在導軌上有兩個可自由滑動的導體ab和cd.當載流直導線中的電流逐漸增大時，導體ab和cd的運動情況是()圖3A．一起向左運動B．一起向右運動C．ab和cd相向運動，相互靠近D．ab和cd相背運動，相互遠離〖答案〗C〖解析〗由于在閉合回路abdc中，ab和cd中感應電流方向相反，所以兩導體運動方向一定相反，排除A、B；當載流直導線中的電流逐漸增大時，穿過閉合回路的磁通量增大，根據楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙穿過閉合回路的磁通量的變化，所以兩導體相互靠近，減小面積，達到阻礙磁通量增大的目的．故選C.4．如圖4甲所示，有一閉合導體環，磁場方向垂直于環面向里(為正方向)，當磁感應強度隨時間按如圖乙所示規律變化時，順著磁場方向看，導體環中感應電流的方向是()圖4A．一直順時針 B．一直逆時針C．先順時針后逆時針 D．先逆時針后順時針〖答案〗D〖解析〗由題圖乙可知，0～t0內，穿過導體環的磁通量增加，由楞次定律的結論——“增反減同”可知，感應電流產生的磁場方向垂直環面向外，所以感應電流方向為逆時針；同理可得t0～2t0內感應電流方向為順時針，故D正確．5．(2020·全國卷Ⅲ)如圖5，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環．圓環初始時靜止．將圖中開關S由斷開狀態撥至連接狀態，電路接通的瞬間，可觀察到()圖5A．撥至M端或N端，圓環都向左運動B．撥至M端或N端，圓環都向右運動C．撥至M端時圓環向左運動，撥至N端時向右運動D．撥至M端時圓環向右運動，撥至N端時向左運動〖答案〗B〖解析〗開關S由斷開狀態撥至連接狀態，不論撥至M端還是N端，通過圓環的磁通量均增加，根據楞次定律(增離減靠)可知圓環會阻礙磁通量的增加，即向右運動，故選B.6.航母上艦載機電磁彈射的驅動原理如圖6所示，當閉合開關S，固定線圈中突然通過直流電流時，線圈左側的金屬環被彈射出去，則()圖6A．閉合開關S的瞬間，從左側看金屬環中的感應電流沿逆時針方向B．若將電池正負極調換后，金屬環彈射方向將改變C．若將金屬環置于線圈的右側，金屬環將向左彈射D．若將金屬環置于線圈的右側，金屬環將向右彈射〖答案〗D〖解析〗閉合開關S的瞬間，電流從線圈右側流入，產生的磁場方向向左，由楞次定律可知，金屬環中的感應電流方向由左側看為順時針，A錯誤；電池正負極調換后，根據“增離減靠”可得，金屬環仍將向左彈出，B錯誤；若將金屬環置于線圈的右側，根據“增離減靠”可得，金屬環將向右彈射，C錯誤，D正確．7.(多選)(2020·南通市期末)如圖7所示，固定的水平長直導線中通有電流I，矩形線框與導線在同一豎直平面內，且一邊與導線平行．線框由靜止釋放，不計空氣阻力，在下落過程中()圖7A．穿過線框的磁通量保持不變B．線框中感應電流的方向保持不變C．線框所受安培力的合力方向向上D．線框的機械能不斷增大〖答案〗BC〖解析〗當線框由靜止向下運動時，穿過線框的磁通量逐漸減小，根據楞次定律可得，產生的感應電流的方向為順時針方向，且方向不發生變化，A錯誤，B正確；整個線框所受的安培力的合力方向向上，對線框做負功，線框的機械能不斷減小，C正確，D錯誤．8．如圖8所示，一條形磁體從高h處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，開關S斷開時，由開始下落至落地用時t1，落地時速度為v1；開關S閉合時，由開始下落至落地用時t2，落地時速度為v2.不計空氣阻力，則它們的大小關系是()圖8A．t1>t2，v1>v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1<t2，v1<v2D．t1<t2，v1>v2〖答案〗D〖解析〗開關S斷開時，線圈中無感應電流，對磁體無阻礙作用，故磁體自由下落，a1＝g；當S閉合時，線圈中有感應電流，對磁體有阻礙作用，故a2<g.所以t1<t2，v1>v2，故D正確．9.(多選)如圖9所示，兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，漆包線繞成的兩個線圈P、Q與其組成閉合回路．兩個磁性很強的條形磁體如圖放置，當用手左右擺動線圈P時，線圈Q也會跟著擺動．以下說法正確的是()圖9A．P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)B．P向右擺動的過程中，Q會向右擺動C．P向右擺動的過程中，Q會向左擺動D．若使Q左右擺動，P會始終保持靜止〖答案〗AB〖解析〗穿過線圈P的磁感線方向向左，P向右擺動的過程中，磁通量減少，根據楞次定律，P中的電流方向從右向左看為順時針方向，A正確；由于Q與P構成一回路，Q中的電流也為順時針方向(從右向左看)，Q線圈最下面的一條導線中通過的電流方向向外，該處的磁場方向向下，則該導線所受的安培力向右，那么Q會向右擺動，B正確，C錯誤；若使Q左右擺動，最下面的那條導線切割磁感線運動產生感應電流，則P中有電流，那么P將受到安培力而運動，D錯誤．10.如圖10所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通電細長直導線，電流方向如圖所示，現將一矩形金屬線框abcd放在導線上，ab邊平行于MN，讓線框的位置偏向導線的左邊，兩者彼此絕緣，當導線上的電流突然增大時，線框整體受力為()圖10A．受力向右 B．受力向左C．受力向上 D．受力為零〖答案〗A〖解析〗金屬線框放在導線MN上，導線中電流產生磁場，根據安培定則判斷可知，線框左右兩側磁場方向相反，線框左側的磁通量大于線框右側的磁通量，當導線中電流增大時，穿過線框的磁通量增大，線框產生感應電流，根據楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的變化，則線框將向使磁通量減小的方向運動，即向右移動，線框整體受力向右，故A正確，B、C、D錯誤．11．如圖11甲所示，長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示．在0～eq\f(T,2)時間內，直導線中電流方向向上，下列說法正確的是()圖11A．0～eq\f(T,2)時間內，線框內感應電流方向為順時針，線框有擴張趨勢B．0～eq\f(T,2)時間內，線框內感應電流方向為順時針，線框有收縮趨勢C.eq\f(T,2)～T時間內，線框內感應電流方向為逆時針，線框有擴張趨勢D.eq\f(T,2)～T時間內，線框內感應電流方向為逆時針，線框有收縮趨勢〖答案〗D〖解析〗在0～eq\f(T,2)時間內，直導線電流方向向上，根據安培定則，知導線左側磁場的方向垂直紙面向外，電流逐漸減小，則磁場逐漸減弱，根據楞次定律，金屬線框中產生逆時針方向的感應電流，且線框面積有擴張的趨勢，A、B錯誤．同理可知，eq\f(T,2)～T時間內，感應電流方向為逆時針，線框有收縮趨勢，C錯誤，D正確．12.如圖12所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側，現使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時，ab和cd棒的運動情況是()圖12A．ab向左運動，cd向右運動B．ab向右運動，cd向左運動C．ab、cd都向右運動D．ab、cd保持靜止〖答案〗A〖解析〗當滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時，電路中的總電阻變小，流過螺線管的電流將增大，因此螺線管的磁場變強，即磁感應強度B變大，根據楞次定律可知，兩根金屬棒應分別向外運動，增大回路的面積，以增大螺線管外部磁場的磁通量來抵消內部磁場磁通量的增大，故A正確．13.(多選)如圖13所示，在勻強磁場中放有平行銅導軌，它與大導線圈M相連接，要使小導線圈N獲得順時針方向的感應電流，則放在導軌上的金屬棒ab的運動情況可能是(兩導線圈共面放置，且金屬棒切割磁感線的速度越大，感應電流越大)()圖13A．向右勻速運動 B．向左加速運動C．向右減速運動 D．向右加速運動〖答案〗BC〖解析〗欲使N產生順時針方向的感應電流，即感應電流的磁場垂直于紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時針方向逐漸減小的電流，使其在N中的磁場方向向里，且磁通量在減小，此時應使ab向右減速運動；二是M中有逆時針方向逐漸增大的電流，使其在N中的磁場方向向外，且磁通量在增大，此時應使ab向左加速運動．楞次定律的應用1．(多選)如圖1是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發現鉆頭M向右運動，則可能是()圖1A．開關S閉合瞬間B．開關S由閉合到斷開的瞬間C．開關S已經是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D．開關S已經是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動〖答案〗AC〖解析〗當開關突然閉合時，左線圈上有了電流，產生磁場，而對右線圈來說，磁通量增加，產生感應電流，使鉆頭M向右運動，同理可知，開關由閉合到斷開瞬間，鉆頭M向左運動，故A項正確，B項錯誤；當開關S已經閉合時，只有左側線圈電流增大才會導致鉆頭M向右運動，故C項正確，D項錯誤．2.(多選)兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖2所示的勻強磁場中，與導軌接觸良好的導體棒AB和CD可以自由滑動．當導體棒AB在外力F的作用下向右運動時，下列說法中正確的是()圖2A．導體棒CD內有電流通過，方向是D→CB．導體棒CD內有電流通過，方向是C→DC．磁場對導體棒CD的作用力向左D．磁場對導體棒AB的作用力向左〖答案〗BD〖解析〗導體棒AB切割磁感線產生感應電流，根據右手定則可知，AB中感應電流的方向為B→A，則導體棒CD內有電流通過，方向是C→D，故A錯誤，B正確；導體棒CD內有電流通過，導體棒CD受到安培力作用，由左手定則判斷可知，磁場對導體棒CD的作用力向右，磁場對導體棒AB的作用力向左，故C錯誤，D正確．3.(2020·江蘇南通一中高二上期末)如圖3所示，在載流直導線旁固定有兩平行光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內，在導軌上有兩個可自由滑動的導體ab和cd.當載流直導線中的電流逐漸增大時，導體ab和cd的運動情況是()圖3A．一起向左運動B．一起向右運動C．ab和cd相向運動，相互靠近D．ab和cd相背運動，相互遠離〖答案〗C〖解析〗由于在閉合回路abdc中，ab和cd中感應電流方向相反，所以兩導體運動方向一定相反，排除A、B；當載流直導線中的電流逐漸增大時，穿過閉合回路的磁通量增大，根據楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙穿過閉合回路的磁通量的變化，所以兩導體相互靠近，減小面積，達到阻礙磁通量增大的目的．故選C.4．如圖4甲所示，有一閉合導體環，磁場方向垂直于環面向里(為正方向)，當磁感應強度隨時間按如圖乙所示規律變化時，順著磁場方向看，導體環中感應電流的方向是()圖4A．一直順時針 B．一直逆時針C．先順時針后逆時針 D．先逆時針后順時針〖答案〗D〖解析〗由題圖乙可知，0～t0內，穿過導體環的磁通量增加，由楞次定律的結論——“增反減同”可知，感應電流產生的磁場方向垂直環面向外，所以感應電流方向為逆時針；同理可得t0～2t0內感應電流方向為順時針，故D正確．5．(2020·全國卷Ⅲ)如圖5，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環．圓環初始時靜止．將圖中開關S由斷開狀態撥至連接狀態，電路接通的瞬間，可觀察到()圖5A．撥至M端或N端，圓環都向左運動B．撥至M端或N端，圓環都向右運動C．撥至M端時圓環向左運動，撥至N端時向右運動D．撥至M端時圓環向右運動，撥至N端時向左運動〖答案〗B〖解析〗開關S由斷開狀態撥至連接狀態，不論撥至M端還是N端，通過圓環的磁通量均增加，根據楞次定律(增離減靠)可知圓環會阻礙磁通量的增加，即向右運動，故選B.6.航母上艦載機電磁彈射的驅動原理如圖6所示，當閉合開關S，固定線圈中突然通過直流電流時，線圈左側的金屬環被彈射出去，則()圖6A．閉合開關S的瞬間，從左側看金屬環中的感應電流沿逆時針方向B．若將電池正負極調換后，金屬環彈射方向將改變C．若將金屬環置于線圈的右側，金屬環將向左彈射D．若將金屬環置于線圈的右側，金屬環將向右彈射〖答案〗D〖解析〗閉合開關S的瞬間，電流從線圈右側流入，產生的磁場方向向左，由楞次定律可知，金屬環中的感應電流方向由左側看為順時針，A錯誤；電池正負極調換后，根據“增離減靠”可得，金屬環仍將向左彈出，B錯誤；若將金屬環置于線圈的右側，根據“增離減靠”可得，金屬環將向右彈射，C錯誤，D正確．7.(多選)(2020·南通市期末)如圖7所示，固定的水平長直導線中通有電流I，矩形線框與導線在同一豎直平面內，且一邊與導線平行．線框由靜止釋放，不計空氣阻力，在下落過程中()圖7A．穿過線框的磁通量保持不變B．線框中感應電流的方向保持不變C．線框所受安培力的合力方向向上D．線框的機械能不斷增大〖答案〗BC〖解析〗當線框由靜止向下運動時，穿過線框的磁通量逐漸減小，根據楞次定律可得，產生的感應電流的方向為順時針方向，且方向不發生變化，A錯誤，B正確；整個線框所受的安培力的合力方向向上，對線框做負功，線框的機械能不斷減小，C正確，D錯誤．8．如圖8所示，一條形磁體從高h處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，開關S斷開時，由開始下落至落地用時t1，落地時速度為v1；開關S閉合時，由開始下落至落地用時t2，落地時速度為v2.不計空氣阻力，則它們的大小關系是()圖8A．t1>t2，v1>v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1<t2，v1<v2D．t1<t2，v1>v2〖答案〗D〖解析〗開關S斷開時，線圈中無感應電流，對磁體無阻礙作用，故磁體自由下落，a1＝g；當S閉合時，線圈中有感應電流，對磁體有阻礙作用，故a2<g.所以t1<t2，v1>v2，故D正確．9.(多選)如圖9所示，兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，漆包線繞成的兩個線圈P、Q與其組成閉合回路．兩個磁性很強的條形磁體如圖放置，當用手左右擺動線圈P時，線圈Q也會跟著擺動．以下說法正確的是()圖9A．P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)B．P向右擺動的過程中，Q會向右擺動C．P向右擺動的過程中，Q會向左擺動D．若使Q左右擺動，P會始終保持靜止〖答案〗AB〖解析〗穿過線圈P的磁感線方向向左，P向右擺動的過程中，磁通量減少，根據楞次定律，P中的電流方向從右向左看為順時針方向，A正確；由于Q與P構成一回路，Q中的電流也為順時針方向(從右向左看)，Q線圈最下面的一條導線中通過的電流方向向外，該處的磁場方向向下，則該導線所受的安培力向右，那么Q會向右擺動，B正確，C錯誤；若使Q左右擺動，最下面的那條導線切割磁感線運動產生感應電流，則P中有電流，那么P將受到安培力而運動，D錯誤．10.如圖10所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通電細長直導線，電流方向如圖所示，現將一矩形金屬線框abcd放在導線上，ab邊平行于MN，讓線框的位置偏向導線的左邊，兩者彼此絕緣，當導線上的電流突然增大時，線框整體受力為()圖10A．受力向右 B．受力向左C．受力向上 D．受力為零〖答案〗A〖解析〗金屬線框放在導線MN上，導線中電流產生磁場，根據安培定則判斷可知，線框左右兩側磁場方向相反，線框左側的磁通量大于線框右側的磁通量，當導線中電流增大時，穿過線框的磁通量增大，線框產生感應電流，根據楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的變化，則線框將向使磁通量減小的方向運動，即向右移動，線框整體受力向右，故A正確，B、C、D錯誤．11．如圖11甲所示，長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示．在0～eq\f(T,2)時間內，直導線中電流方向向上，下列說法正確的是()圖11A．0～eq\f(T,2)時間內，線框內感應電流方向為順時針，線框有擴張趨勢B．0～eq\f(T,2)時間內，線框內感應電流方向為順時針，線框有收縮趨勢C.eq\f(T,2)～T時間內，線框內感應電流方向為逆時針，線框有擴張趨勢D.eq\f(T,2)