最新人教版高中物理选修3-2第四章《楞次定律》达标训练

更上一层楼基础·巩固·达标1.如图4-4-13所示，AB为大小形状均相同且内壁光滑、使用不同材料做成的圆管，竖直固定在相同的高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。

下面关于两管的描述中可能正确的是（）图4-4-13A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的思路解析：本题考查的是对楞次定律内容的理解。

由题意可知Ａ管是塑料制的，Ｂ管是导体。

Ｂ管中小球下落时，产生感应电流，根据楞次定律感应电流的磁场要阻碍磁体的下落。

故此，选项Ａ正确，Ｂ、Ｃ、Ｄ错。

答案：Ａ2.如图4-4-14所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈c向右摆动，则ab 的运动情况是（）A.向左或向右匀速运动B.向左或向右减速运动C.向左或向右加速运动D.只能向右匀加速运动图4-4-14思路解析：当导线ａｂ在导轨上滑行时，线圈c向右动，说明穿过线圈的磁通量正在减少，即右侧回路中的感应电流减小，根据法拉第电磁感应定律导线正在减速运动与方向无关，故此Ａ、Ｃ、Ｄ错，Ｂ正确。

答案：Ｂ3.如图4-4-15所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时，则（）图4-4-15A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势思路解析：当Ｂ中的电流减小时，通过圆环Ａ的磁通量减少，根据楞次定律感应电流的磁场将阻碍原磁场的减小，采取的措施是缩小自身的面积，故此，选项Ｂ错，Ａ正确。

又因为Ｂ相当于多个小圆环的串联，根据右手定则每个小圆环有相当于一个小磁针，当电流减小时彼此之间的作用力减小故此弹簧有伸长趋势，所以选项Ｃ错，Ｄ正确。

答案：ＡＤ4.如图4-4-16所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处于静止状态。

当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是…（）图4-4-16A.同时向左运动，两环间距变大B.同时向左运动，两环间距变小C.同时向右运动，两环间距变大D.同时向右运动，两环间距变小思路解析：当条形磁铁向左插入铝环的过程中，对于两个铝环磁通量均增加，根据楞次定律感应电流的磁场将阻碍磁场的增加，采取措施是两者都向左运动。

另外，两铝环产生的感应电流方向相同，依据安培定则和左手定则可以判断两个圆环之间是相互吸引的。

所以选项Ａ、Ｃ、Ｄ错，Ｂ正确。

答案：Ｂ5.如图4-4-17所示，螺线管CD的导线绕法不同，当磁铁AB插入螺线管时，电路中产生图示方向的感应电流，下列关于螺线管极性的判断正确的是（）图4-4-17A.C端一定是N极B.C端一定是S极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.无法判断极性的关系，因螺线管的绕法不同思路解析：磁铁向下运动时，螺线管中的磁通量增加，根据楞次定律的阻碍思想，感应电流的磁场将阻碍原磁场的增加，由于条形磁铁的极性不确定，所以也不能确定Ｃ的极性，故Ａ、Ｂ选项错。

感应电流的磁场阻碍原磁场的增加将采取阻碍条形磁铁的相对运动，即“来拒去留”，根据磁极间的相互作用，所以Ｃ端的极性一定与Ｂ端的相同，故选项Ｃ正确。

答案：C6.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。

1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。

他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图4-4-18所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈上将出现…（）图4-4-18A.先是逆时针方向的感应电流，然后是顺时针方向的感应电流B.先是顺时针方向的感应电流，然后是逆时针方向的感应电流C.顺时针方向持续流动的感应电流D.逆时针方向持续流动的感应电流思路解析：只有N极的磁单极子穿过超导线圈时，线圈中的磁通量从上向下看先方向向下的增加，然后方向向上减少，根据楞次定律感应电流的磁场始终是逆时针方向的持续电流，所以选项Ｄ正确，选项Ａ、Ｂ、Ｃ错。

答案：Ｄ7.（经典回放）如图4-4-19所示，为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2（）图4-4-19A.若飞机从西往东飞，U1比U2高B.若飞机从东往西飞，U2比U1高C.若飞机从南往北飞，U1比U2高D.若飞机从北往南飞，U2比U1高思路解析：本题要判断机翼两端电势高低，实质上要判断“飞机”这个等效电源的电动势方向，电动势的方向与感应电流方向相同。

通过分析飞机机翼切割磁感线，与地球磁场的水平分量无关，只与竖直分量有关。

再结合地理知识(我国处在北半球)确定磁场方向的竖直分量向下，再结合运动方向(要注意飞行员的前方与飞机飞行方向一致的方向，从而明确飞行员的左，右方)利用右手定则判定，Ａ、Ｃ选项正确，Ｂ、Ｄ选项错。

答案：ＡＣ8.圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点，导体环可以在竖直平面里来回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计。

在如图4-4-20所示的虚线正方形区域，有匀强磁场垂直于圆环的振动面指向纸内。

下列说法中正确的有（）图4-4-20A.此摆开始振动时机械能不守恒B.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C.导体环通过最低位置时，环中感应电流最大D.到最后此摆在匀强磁场中振动时，机械能守恒思路解析：开始时导体环再进入和穿出磁场的过程中，有感应电流产生，这部分电能是由机械能转化来的，所以选项Ａ正确；根据楞次定律，导体环在进入磁场和穿出磁场时感应电流方向相反，所以选项Ｂ正确；当导体环全部进入磁场时，无感应电流，在最低点时导体环的动能最大，所以选项Ｃ错；最后导体环在磁场中摆动时，无感应电流产生，又不计阻力，所以机械能守恒，所以选项Ｄ正确。

答案：ＡＢＤ综合·应用·创新9.(2006天津理综)在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图4-4-21所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图4-4-22变化时，图4-4-23中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是（ ）图4-4-21 图4-4-22图4-4-23思路解析：由法拉第电磁感应定律,E=nt ∆∆φ=n t BS ∆∆,在t=0-（-t ）=1 s ,B 均匀增大，则tR ∆∆为一恒量，则E 为一恒量，再由愣次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动势为正值，在t=1-(-t)=3s ,B 不变化，则感应电动势为零，在t=3-(-t)=5 s ,B 均匀增大，则t R ∆∆为一恒量，但B 变化的较慢，则E 为一恒量，但比t=0-(-t)=1 s 小，再由楞次定律，可判断感应电动势为逆时针方向，则电动势为负值，所以A 选项正确。

答案：A10.(2005全国理综Ⅲ)如图4-4-24所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。

当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（）图4-4-24A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥思路解析：由题意可知穿过线圈的磁场方向向下，磁体向下运动造成磁通量增加，由楞次定律判断感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，由此可以判断闭合线圈的上端为N极，则其感应电流的方向与题图中所标电流方向相同，磁铁与线圈相互排斥。

故选项B是正确的。

答案：B11.(2005北京理综)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图4-4-25连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。

由此可以判断（）图4-4-25A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向思路解析：由于变阻器滑动头P向左加速滑动时，可使B中磁场减小而产生的电流为I0。

当P向右加速滑动时B中磁通量增加，而产生的电流为I1与I0方向相反，所以指针应向左偏，而线圈A向上运动时，可使B中磁通量减小。

激发的B中的感应电流与I0同向，指针向右偏，故A错误；A中铁芯向上拔出或断开开关，激发的B中感应电流与I0同向，电流计指针向右偏转，选项B正确；C项中应有感应电流指针应偏转，故C错误；因为无需明确感应电流的具体方向，故D错误。

答案：B12.(2006北京海淀高三模拟)如图4-4-26甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图4-4-26乙所示。

在0～T/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）图4-4-26A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左思路解析：在T/2～T 时间内，直导线中的电流方向向下增大，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外增加，由楞次定律知感应电流方向为顺时针，线圈所受安培力由右手定则可知向右，所以C 正确。

答案：C13.如图4-4-27（a ）所示，一平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.2 m ，电阻R =1.0Ω。

有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.5 T 的匀强磁场中，磁场的方向垂直于轨道面向下，现用一外力F 与时间t 的关系如图（b ）所示，求杆的质量m 和加速度a 。

图4-4-27思路解析：本题是一道电磁感应与力学知识相结合的问题，综合性较强，涉及到力和运动。

导体杆向右运动时切割磁感线，回路中产生感应电流，分析其受力：水平方向上，安培力和外力Ｆ，由题意导体杆匀加速运动，所以合外力恒定，即F －F 安=ma ；根据法拉第电磁感应定律求出安培力的表达式，再结合图形既可解题。

解：导体杆与光滑轨道、电阻R 组成闭合回路，当杆向右运动时在回路中产生感应电流，杆在外力和安培力作用下匀加速运动。

经时间t 速度为v ，则有v=at杆切割磁感线，产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律：E=BLv由右手定则判断感应电流方向为逆时针方向。