（2021新人教版）高中物理选择性必修第二册课时分层作业 楞次定律的应用检测.doc

1、1/7 课时分层作业课时分层作业 (教师用书独具教师用书独具) (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 1研究人员发现一种具有独特属性的新型合金研究人员发现一种具有独特属性的新型合金，只要略微提高其温度只要略微提高其温度，这这 种合金就会变成强磁性合金种合金就会变成强磁性合金，从而使它旁边的线圈中产生感应电流从而使它旁边的线圈中产生感应电流。如图如图，一一 圆形线圈放在圆柱形合金材料下方圆形线圈放在圆柱形合金材料下方，现对合金材料进行加热现对合金材料进行加热，则则() A线圈中将产生逆时针方向的电流线圈中将产生逆时针方向的电流 B线圈中将产生顺时针方向的电流线圈中将产生顺时针方向的电流 C线圈

2、将有收缩的趋势线圈将有收缩的趋势 D线圈将有扩张的趋势线圈将有扩张的趋势 C提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁 通量增大，从而在线圈中产生电流。由于原磁场的方向未知，所以不能判断出通量增大，从而在线圈中产生电流。由于原磁场的方向未知，所以不能判断出 感应电流的方向感应电流的方向。故故 A、B 错误错误；当合金材料的磁场增大时当合金材料的磁场增大时，穿过线圈的磁通量穿过线圈的磁通量 增大增大，则线圈产生的感应电流磁场阻碍磁通量的增大则线圈产生的感应电流磁场阻碍磁通量的增大，面积有缩小的趋势面积有缩小的趋势，故故

3、 C 正确，正确，D 错误。错误。 2如图所示如图所示，一轻质长杆两侧各固定一铜环一轻质长杆两侧各固定一铜环， ，左环左环 M 开口开口，右环右环 N 闭合闭合， 横杆可以绕中心自由转动横杆可以绕中心自由转动，用一条形磁铁插向其中一个铜环用一条形磁铁插向其中一个铜环，下列说法正确的下列说法正确的 是是() A若磁铁插向若磁铁插向 M 环环，横杆会发生转动横杆会发生转动 B若磁铁插向若磁铁插向 N 环环，横杆会发生转动横杆会发生转动 C无论磁铁插向哪个环无论磁铁插向哪个环，横杆都不会发生转动横杆都不会发生转动 D无论磁铁插向哪个环无论磁铁插向哪个环，横杆都会发生转动横杆都会发生转动 2/7 B左

4、环不闭合，磁铁插向左环不闭合，磁铁插向 M 环时，不产生感应电流，环不受力，横杆不环时，不产生感应电流，环不受力，横杆不 转动；右环闭合，磁铁插向转动；右环闭合，磁铁插向 N 环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用，环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用， 横杆转动，故横杆转动，故 B 正确，正确，A、C、D 错误。错误。 3绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上， ，铁芯上套着一个铝环铁芯上套着一个铝环，线圈与电源线圈与电源、 开关相连开关相连，如图所示如图所示。线圈上端与电源负极相连线圈上端与电源负极相连，闭合开关的瞬间闭合开关的瞬间，铝环向上铝环向上 跳起跳起。

5、若保持开关闭合若保持开关闭合，则则() A铝环跳起到某一高度后将回落铝环跳起到某一高度后将回落 B铝环停留在某一高度铝环停留在某一高度 C铝环不断升高铝环不断升高 D如果电源的正如果电源的正、负极对调负极对调，观察到的现象不变观察到的现象不变 AD闭合开关的瞬间，线圈突然产生磁场闭合开关的瞬间，线圈突然产生磁场(假设磁场向上假设磁场向上)，通过铝环的磁，通过铝环的磁 通量突然通量突然(向上向上)增加，那么铝环中的感应电流就产生与原磁场方向相反的磁场增加，那么铝环中的感应电流就产生与原磁场方向相反的磁场 (感应电流的磁场向下感应电流的磁场向下)；因为原磁场与感应电流的磁场方向相反因为原磁场与感应

6、电流的磁场方向相反，相互排斥相互排斥，所所 以铝环受到向上的斥力，铝环向上跳起；若保持开关闭合，流过线圈的电流稳以铝环受到向上的斥力，铝环向上跳起；若保持开关闭合，流过线圈的电流稳 定，磁场不再发生变化，铝环中没有感应电流，也没有相互作用，铝环仅受重定，磁场不再发生变化，铝环中没有感应电流，也没有相互作用，铝环仅受重 力作用力作用，最后回落最后回落，故故 A 正确正确，B、C 错误错误；如果电源的正如果电源的正、负极对调负极对调，观察到观察到 的现象不变，故的现象不变，故 D 正确。正确。 4如图所示如图所示，两轻质闭合金属圆环两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上穿挂在一根光滑水平

7、绝缘直杆上，原原 来处于静止状态来处于静止状态。当条形磁铁的当条形磁铁的 N 极自右向左插入圆环时极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是两环的运动情况是 () A同时向左运动同时向左运动，两环间距变大两环间距变大 B同时向左运动同时向左运动，两环间距变小两环间距变小 C同时向右运动同时向右运动，两环间距变大两环间距变大 D同时向右运动同时向右运动，两环间距变小两环间距变小 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。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。 3/7 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，所以两环均向根据楞次定律，感应电流的

8、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，可判断两环在靠近。选项左运动。靠近磁铁的环所受的安培力大于另一个，可判断两环在靠近。选项 B 正确。正确。 5.如图所示如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁现将一条形磁 铁从左向右插入螺线管的过程中铁从左向右插入螺线管的过程中，则则() A小车将向右运动小车将向右运动 B使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转化为电能使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转化为电能，最终转化为螺线最终转化为螺线 管的内能管的内能 C条形磁铁会受到向右的力条形

9、磁铁会受到向右的力 D小车会受到向左的力小车会受到向左的力 A磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留来拒去留”，磁，磁 铁与小车相互排斥，条形磁铁会受到向左的力，小车在光滑水平面上受力向右铁与小车相互排斥，条形磁铁会受到向左的力，小车在光滑水平面上受力向右 运动，所以选项运动，所以选项 A 正确，选项正确，选项 C、D 错误；电磁感应现象中满足能量守恒，由错误；电磁感应现象中满足能量守恒，由 于小车动能增加于小车动能增加， 外力做的功转化为小车的动能和螺线管中的内能外力做的功转化为小车的动能和螺线管中的内能， 所以选项所以选项 B 错

10、误。错误。 6如图所示如图所示，条形磁铁从高条形磁铁从高 h 处自由下落处自由下落， ，中途穿过一个固定的空心线圈中途穿过一个固定的空心线圈。 开关断开开关断开，条形磁铁至落地用时条形磁铁至落地用时 t1，落地时速度为落地时速度为 v1；开关闭合开关闭合，条形磁铁至落条形磁铁至落 地用时地用时 t2，落地时速度为落地时速度为 v2，则它们的大小关系正确的是则它们的大小关系正确的是() At1t2，v1v2Bt1t2，v1v2 Ct1t2，v1v2Dt1t2， ，v1v2 D开关断开时，线圈中无感应电流，对条形磁铁无阻碍作用，条形磁铁开关断开时，线圈中无感应电流，对条形磁铁无阻碍作用，条形磁铁

11、自由下落，故自由下落，故 ag；当开关闭合时，线圈中有感应电流，对条形磁铁有阻碍作；当开关闭合时，线圈中有感应电流，对条形磁铁有阻碍作 用，故用，故 ag，所以，所以 t1t2，v1v2，选项，选项 D 正确。正确。 4/7 7如图所示如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈的铜质矩形线圈。当一竖直放当一竖直放 置的条形磁铁从线圈中线置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时正上方等高快速经过时，若线圈始终不动若线圈始终不动，则关于则关于 线圈受到的支持力线圈受到的支持力 FN及在水平方向运动趋势的正确判断是及在水平方向运动趋势的正确判断是() A

12、FN先小于先小于 mg 后大于后大于 mg，运动趋势向左运动趋势向左 BFN先大于先大于 mg 后小于后小于 mg，运动趋势向左运动趋势向左 CFN先小于先小于 mg 后大于后大于 mg，运动趋势向右运动趋势向右 DFN先大于先大于 mg 后小于后小于 mg，运动趋势向右运动趋势向右 D条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后 减小。当通过线圈的磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下减小。当通过线圈的磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下 运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方

13、向上有向右运动的运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的 趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上 运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的 趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是 向右，故向右，故 D 正确。正确。 8如图所示如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨通电

14、螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨 MN 和和 PQ 之之 间间，ab 和和 cd 是放在导轨上的两根金属棒是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧它们分别静止在螺线管的左右两侧， 现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动时现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，ab 和和 cd 棒的运动情况是棒的运动情况是() Aab 向左向左，cd 向右向右Bab 向右向右，cd 向左向左 Cab、cd 都向右运动都向右运动Dab、cd 保持静止 保持静止 A当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，电路中的总电阻变小，流过螺当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，电路中的总电阻变小，流过螺 线管的电流将增大，周

15、围的磁场变强，由楞次定律可知，感应电流的磁场应阻线管的电流将增大，周围的磁场变强，由楞次定律可知，感应电流的磁场应阻 碍其变化，因此两棒应分别向外运动，增大回路的面积，以增大螺线管外部的碍其变化，因此两棒应分别向外运动，增大回路的面积，以增大螺线管外部的 磁通量来阻碍内部磁场的磁通量的增大，故选项磁通量来阻碍内部磁场的磁通量的增大，故选项 A 正确。正确。 9(多选多选)如图所示如图所示，通电螺线管通电螺线管 N 置于闭合金属环置于闭合金属环 M 的轴线上的轴线上，当当 N 中的中的 5/7 电流突然减小时电流突然减小时，则则() A金属环金属环 M 有缩小的趋势有缩小的趋势 B金属环金属环

16、M 有扩张的趋势有扩张的趋势 C螺线管螺线管 N 有缩短的趋势有缩短的趋势 D螺线管螺线管 N 有伸长的趋势有伸长的趋势 AD对通电螺线管对通电螺线管，当通入的电流突然减小时当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引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，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 有缩小有缩小 的趋势。选项的趋势。选项 A、D 正确。正确。 (建议用时：建议用时：15 分钟

17、分钟) 10(多选多选)如图所示如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道， ，轨道与轨道与 轨道平面内的圆形线圈轨道平面内的圆形线圈 P 相连相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈要使在同一平面内所包围的小闭合线圈 Q 内产内产 生顺时针方向的感应电流生顺时针方向的感应电流，导线导线 ab 的运动情况可能是的运动情况可能是() A匀速向右运动匀速向右运动B加速向右运动加速向右运动 C减速向右运动减速向右运动D加速向左运动加速向左运动 CD本题关键是要弄清使本题关键是要弄清使 Q 中产生顺时针方向的电流，则穿过中产生顺时针方向的电流，则穿过 Q 中

18、的磁中的磁 通量应如何变化。可用楞次定律步骤的逆过程来分析，要使通量应如何变化。可用楞次定律步骤的逆过程来分析，要使 Q 中产生顺时针方中产生顺时针方 向的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内。如果穿过向的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内。如果穿过 Q 的原磁的原磁 场是垂直纸面向里的，则原磁场应减弱；如果穿过场是垂直纸面向里的，则原磁场应减弱；如果穿过 Q 的原磁场是垂直纸面向外的原磁场是垂直纸面向外 的的，则原磁场应增强则原磁场应增强。当当 ab 向右运动时向右运动时，根据右手定则可判定出根据右手定则可判定出 P 中产生的感中产生的感 应电流方向是顺时针方向，由安培

19、定则可判知应电流方向是顺时针方向，由安培定则可判知 P 中感应电流的磁场穿过中感应电流的磁场穿过 Q 中的中的 磁感线方向向里磁感线方向向里， 所以当所以当 ab 向右减速运动时向右减速运动时， 可使穿过可使穿过 Q 的向里的磁通量减小的向里的磁通量减小， 从而使从而使 Q 中产生顺时针方向的电流中产生顺时针方向的电流；当当 ab 向左运动时向左运动时，同理可判定同理可判定 P 中感应电中感应电 6/7 流的磁场穿过流的磁场穿过 Q 中的磁感线方向向外中的磁感线方向向外，所以当所以当 ab 向左加速运动时向左加速运动时，可使穿过可使穿过 Q 的向外的磁通量增大，从而使的向外的磁通量增大，从而使

20、 Q 中产生顺时针方向的感应电流。故正确选项中产生顺时针方向的感应电流。故正确选项为为 C、D。 11(多选多选)如图所示如图所示，一导体圆环保持水平一导体圆环保持水平，沿一个匀称的条形磁铁轴线落沿一个匀称的条形磁铁轴线落 下下，条形磁铁竖直固定条形磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上圆环中心始终位于磁铁轴线上。已知当圆环落至已知当圆环落至 B、D 两位置时两位置时，刚好经过磁铁上下端截面刚好经过磁铁上下端截面，而而 C 位置位于磁铁正中央位置位于磁铁正中央。不计空气阻不计空气阻 力力，下列说法正确的有下列说法正确的有() A圆环由圆环由 A 落至落至 B 的过程中的过程中，环中感应电流从

21、上向下看为顺时针环中感应电流从上向下看为顺时针 B圆环由圆环由 B 落至落至 C 的过程中的过程中，穿过圆环的磁通量在减少穿过圆环的磁通量在减少 C圆环落至圆环落至 C、D 之间时之间时，圆环有收缩趋势圆环有收缩趋势 D圆环由圆环由 A 落至落至 E 的过程中的过程中，任意时刻加速度都小于重力加速度任意时刻加速度都小于重力加速度 g AC圆环由圆环由 A 落至落至 B 的过程中，穿过圆环向上的磁通量增大，根据楞次的过程中，穿过圆环向上的磁通量增大，根据楞次 定律可得环中感应电流从上向下看为顺时针定律可得环中感应电流从上向下看为顺时针，A 正确正确；当圆环在当圆环在 B、D 之间下落之间下落 时

22、，穿过圆环的磁场分为两部分，一部分是磁铁外部向下的磁场，一部分是磁时，穿过圆环的磁场分为两部分，一部分是磁铁外部向下的磁场，一部分是磁 铁内部方向竖直向上的磁场铁内部方向竖直向上的磁场(这部分是匀强磁场，恒定不变，即向上穿过圆环的这部分是匀强磁场，恒定不变，即向上穿过圆环的 磁感线条数恒定不变磁感线条数恒定不变)，即即上 上 下 下， ，磁铁外部磁场在磁铁外部磁场在 C 位置最弱位置最弱，磁感线条磁感线条 数最少，故在数最少，故在 C 位置穿过圆环的磁通量最大，磁感线最密集，圆环由位置穿过圆环的磁通量最大，磁感线最密集，圆环由 B 落至落至 C 的过程中，磁通量增大，从的过程中，磁通量增大，从

23、 C 到到 D 过程中，穿过圆环的磁通量减小，故圆环有过程中，穿过圆环的磁通量减小，故圆环有 收缩趋势，收缩趋势，B 错误，错误，C 正确；在正确；在 C 位置，磁感线都是竖直向上的，水平方向上位置，磁感线都是竖直向上的，水平方向上 没有分量，圆环在该位置不切割磁感线，没有感应电流，不受安培力作用，故没有分量，圆环在该位置不切割磁感线，没有感应电流，不受安培力作用，故 在该位置圆环的加速度等于重力加速度，在该位置圆环的加速度等于重力加速度，D 错误。错误。 12(多选多选)圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在 O 点点， 导体环可以在竖直平面导体环可以在竖直平面 内来回

24、摆动内来回摆动，空气阻力和摩擦均可不计空气阻力和摩擦均可不计。在如图所示的正方形区域内在如图所示的正方形区域内，有垂直有垂直 于纸面向里的匀强磁场于纸面向里的匀强磁场，下列说法中正确的有下列说法中正确的有() 7/7 A此摆开始摆动时机械能守恒此摆开始摆动时机械能守恒 B导体环进入磁场和离开磁场时导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反环中感应电流的方向肯定相反 C导体环通过最低位置时导体环通过最低位置时，环中感应电流最大环中感应电流最大 D最后此摆在匀强磁场中摆动时最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒机械能守恒 BD导体环从左侧摆到右侧导体环从左侧摆到右侧，在进入磁场和离开磁

25、场的过程中在进入磁场和离开磁场的过程中，导体环中导体环中 的磁通量发生变化，因而产生感应电流，导体环中将产生焦耳热，根据能量守的磁通量发生变化，因而产生感应电流，导体环中将产生焦耳热，根据能量守 恒定律知导体环的机械能不守恒，所以摆角会越来越小，当导体环完全在磁场恒定律知导体环的机械能不守恒，所以摆角会越来越小，当导体环完全在磁场 中来回摆动时，没有感应电流，导体环最后的运动状态为在磁场区域内来回摆中来回摆动时，没有感应电流，导体环最后的运动状态为在磁场区域内来回摆 动，故动，故 A 错误，错误，D 正确；导体环进入磁场和离开磁场的过程中，磁通量分别增正确；导体环进入磁场和离开磁场的过程中，磁

26、通量分别增 大和减小，根据楞次定律可得环中电流的方向肯定相反，故大和减小，根据楞次定律可得环中电流的方向肯定相反，故 B 正确；当导体环正确；当导体环 完全进入磁场后，磁通量不变化，故导体环通过最低位置时，环中没有电流，完全进入磁场后，磁通量不变化，故导体环通过最低位置时，环中没有电流， 故故 C 错误。错误。 13如图所示如图所示，均匀带正电的绝缘圆环均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环与金属圆环 b 同心共面放置同心共面放置，当当 a 绕绕 O 点在其所在平面内旋转时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中产生顺时针方向的感应电流， 且具有收缩趋且具有收缩趋 势势，由此可

27、知由此可知，圆环圆环 a() A顺时针加速旋转顺时针加速旋转B顺时针减速旋转顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转逆时针加速旋转D逆时针减速旋转逆时针减速旋转 B由题图可知由题图可知 b 中的磁通量包括两部分，一部分是穿过环中的磁通量包括两部分，一部分是穿过环 a 区域的磁通区域的磁通 量量1，另一部分是穿过环，另一部分是穿过环 a 之外、环之外、环 b 之内区域的磁通量之内区域的磁通量2，两区域的磁场方，两区域的磁场方 向相反向相反，且且12，且且 b 具有收缩的趋势具有收缩的趋势，说明说明 a 中的电流在减小中的电流在减小，即即 a 在减速在减速 旋转，又知旋转，又知 b 中的电流方向为顺时针，结合楞次定律判断可知中的电流方向为顺时针，结合楞次定律判断可知 a 中的电流方向中的电流方向 与与 b 中的电流方向相同，故选项中的电流方向相同，故选项 B 正确。正确。