楞次定律的應(yīng)用(建議用時：30分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】11931年，英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”.1982年，美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計了一個尋找磁單極子的實驗他設(shè)想，如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)()A先有逆時針方向的感應(yīng)電流，然后有順時針方向的感應(yīng)電流B先有順時針方向的感應(yīng)電流，然后有逆時針方向的感應(yīng)電流C始終有順時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流D始終有逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流解析：選D.在磁單極子運動的過程中，當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈上方時，原磁場的方向向下，磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時針(俯視)方向的感應(yīng)電流；當(dāng)磁單極子位于超導(dǎo)線圈下方時，原磁場的方向向上，磁通量減小，則感應(yīng)電流的磁場方向向上，由安培定則可知，產(chǎn)生逆時針(俯視)方向的感應(yīng)電流，故選項D正確2如圖所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將()AS增大，l變長BS減小，l變短CS增大，l變短 DS減小，l變長解析：選D.當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大，一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙；二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方法進(jìn)行阻礙，故選項D正確3(2019·石室中學(xué)檢測)如圖所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩根可自由滑動的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時，導(dǎo)體ab和cd的運動情況是()A一起向左運動B一起向右運動Cab和cd相向運動，相互靠近Dab和cd相背運動，相互遠(yuǎn)離解析：選C.電流增強(qiáng)時，電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直紙面向里的磁場增強(qiáng)，回路磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知回路要減小面積以阻礙磁通量的增加，因此，兩導(dǎo)體要相向運動，相互靠近，選項C正確4如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器R的滑片自左向右滑動時，線框ab的運動情況是()A保持靜止不動B逆時針轉(zhuǎn)動C順時針轉(zhuǎn)動D發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向解析：選C.由圖示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，電路中電阻增大，電流減弱，則穿過閉合導(dǎo)線框ab的磁通量將減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流磁場將阻礙原磁通量的變化，線框ab只有順時針轉(zhuǎn)動，才能阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，故選C.5(多選)如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()A線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應(yīng)電流B穿過線圈a的磁通量變小C線圈a有擴(kuò)張的趨勢D線圈a對水平桌面的壓力FN將增大解析：選AD.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，螺線管b中電流增大，根據(jù)楞次定律和安培定則，線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應(yīng)電流，穿過線圈a的磁通量變大，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，選項B、C錯誤，選項A、D正確6(2019·浙江諸暨市牌頭中學(xué)月考)為了測量列車運行的速度和加速度大小，可采用如圖甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(測量記錄儀未畫出)當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，P、Q為接測量儀器的端口，若俯視軌道平面磁場垂直地面向下，如圖乙所示則在列車經(jīng)過測量線圈的過程中，流經(jīng)線圈的電流方向為() A始終逆時針方向B始終順時針方向C先逆時針，再順時針方向D先順時針，再逆時針方向解析：選C.在列車經(jīng)過線圈的上方時，由于列車上的磁場的方向向下，所以線圈內(nèi)的磁通量方向向下，先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的方向為先逆時針，再順時針方向7(2019·江蘇南通海安中學(xué)月考)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的電磁驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去現(xiàn)在在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，電阻率銅<鋁則合上開關(guān)S的瞬間()A電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射B從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向C若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動D銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力解析：選B.線圈中電流為右側(cè)流入，磁場方向向左，在閉合開關(guān)的過程中，磁場變強(qiáng)，則由楞次定律可知，環(huán)中電流由左側(cè)看沿順時針方向，故B正確；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，故A錯誤；若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，故C錯誤；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)，故D錯誤8(多選)(2019·河北承德二中月考)如圖所示，一根長導(dǎo)線彎曲成“”形，通以直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)在電流I增大的過程中，下列判斷正確的是()A金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B金屬環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流C懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力解析：選BC.BS，S不變，I增大，B增大，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯誤；由楞次定律得，感應(yīng)電流方向沿逆時針，B正確；由圓的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圓為主，I方向向左，B垂直紙面向里，F(xiàn)安方向向下，所以F拉mgF安，拉力大于重力，C正確，D錯誤【B組素養(yǎng)提升】9如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO重合，現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，則()A金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力增大B金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力減小C金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力減小D金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大解析：選B.膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過B的磁場方向向下，磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流引起的效果阻礙原磁通量的增大，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢，且有向上的運動趨勢，所以絲線的拉力減小，故選項B正確，A、C、D錯誤10(2019·衡水高二期中)如圖，在水平光滑桌面上，兩相同的矩形剛性小線框分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上，且每個小線框上各有一半面積在金屬框內(nèi)，在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間()A兩小線框會有相互靠攏的趨勢B兩小線框會有相互遠(yuǎn)離的趨勢C兩小線框中感應(yīng)電流都沿逆時針方向D左邊小線框中感應(yīng)電流沿順時針方向，右邊小線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向解析：選B.根據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線瞬間，因矩形金屬框內(nèi)部的磁場比外部強(qiáng)，所以左小線圈有向外的磁通量，且增大；同理，右邊金屬框也一樣，因此左、右小線圈的磁通量均增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈的感應(yīng)電流方向都是順時針方向，再由同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，知兩線圈的運動情況是相互遠(yuǎn)離，故B正確，A、C、D錯誤11(多選)(2019·南通高二期末)如圖所示是某同學(xué)設(shè)想的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害關(guān)于該裝置，說法正確的是()A若電梯突然墜落，將線圈閉合可起到應(yīng)急避險作用B若電梯突然墜落，將線圈閉合可以使電梯懸浮在空中C當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B中電流方向相同D當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落解析：選AD.若電梯突然墜落，將線圈閉合時，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應(yīng)急避險作用，故A正確；感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，故B錯誤；當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應(yīng)電流方向相反，故C錯誤；結(jié)合A的分析可知，當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D正確12(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布，一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B感應(yīng)電流方向一直是逆時針C安培力方向始終與速度方向相反D安培力方向始終沿水平方向解析：選AD.圓環(huán)從位置a運動到磁場分界線前，磁通量向里增大，感應(yīng)電流為逆時針；跨越分界線過程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感?yīng)電流為順時針；再擺到b的過程中，磁通量向外減小，感應(yīng)電流為逆時針，所以A正確；由于圓環(huán)所在處的磁場上下對稱，所受安培力豎直方向平衡，因此總的安培力沿水平方向，故D正確13(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計的平行金屬軌道，軌道與軌道平面內(nèi)的圓形線圈P相連，要使在同一平面內(nèi)所包圍的小閉合線圈Q內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，導(dǎo)線ab的運動情況可能是()A勻速向右運動 B加速向右運動C減速向右運動D加速向左運動解析：選CD.要使Q中產(chǎn)生電流，P中的感應(yīng)電流必須是變化的，導(dǎo)體ab必須做變速運動，故A錯誤；Q中產(chǎn)生順時針電流，感應(yīng)磁場方向垂直紙面向里，由“增反減同”和安培定則知，P中感應(yīng)電流有兩種情況：故C、D正確，B錯誤14. 如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從1的正上方下落至正下方過程中，從上往下看線圈2中的感應(yīng)電流應(yīng)為()A無感應(yīng)電流B有順時針方向的感應(yīng)電流C先是順時針方向，后是逆時針方向的感應(yīng)電流D先是逆時針方向，后是順時針方向的感應(yīng)電流解析：選C. 線圈1中恒定電流形成的磁場分布情況如圖所示當(dāng)線圈2從線圈1的正上方下落，并處于線圈1的上方時，磁感線向上，且磁通量增大，根據(jù)楞次定律知，線圈2中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向向下，由右手螺旋定則知，俯視線圈2中感應(yīng)電流方向應(yīng)為順時針方向；同理，線圈2落至線圈1的正下方時，磁通量向上且是減小的，由楞次定律和右手螺旋定則知，俯視線圈2中感應(yīng)電流方向應(yīng)為逆時針方向- 6 -