2019-2021北京重点校高二(上)期末物理汇编：楞次定理.docx

2019-2021北京重点校高二（上）期末物理汇编
楞次定理
一、单选题
1．（2019·北京师大附中高二期末）发电机的原理可以简化成如图所示的电路，导体棒bc在外力作用下沿接触良好的导轨向右匀速运动，下列说法正确的是（　　）

A．在导体棒向右运动的过程中，导体棒内自由电子所受洛伦兹力的方向严格由b指向c
B．导体棒内大量自由电子所受洛伦兹力沿垂直棒方向的分量之和宏观上表现为安培力
C．发电机工作中，安培力充当非静电力搬运电荷做功，产生电动势
D．如果将图中磁场反向但保持导体棒运动方向不变，则导体棒所受安培力也反向
2．（2020·北京·人大附中高二期末）如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（　　）

A．在0<t<t1时间内，有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
B．在0<t<t1时间内，有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
C．在t1<t<t2时间内，有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
D．在t1<t<t2时间内，有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
3．（2020·北京·101中学高二期末）如图所示，在竖直放置的长直导线右侧有一矩形线框abcd，导线与线框在同一平面内，且线框的ad、bc边与导线平行，导线中通有如图所示的恒定电流，能使线框中产生沿abcda方向的感应电流的是（ ）

A．线圈水平向左平动
B．线圈水平向右平动
C．线圈竖直向上平动
D．线圈竖直向下平动
4．（2021·北京·清华附中高二期末）如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是

A．向左平动进入磁场
B．向右平动退出磁场
C．沿竖直方向向上平动
D．沿竖直方向向下平动
5．（2021·北京·清华附中高二期末）如图所示，已知电流从电流表的右侧接线柱流入，其指针向右偏转．当条形磁铁竖直向下落入线圈时，空气阻力不计．则

A．电流表指针向右偏转
B．电流表指针向左偏转
C．磁铁加速度大于重力加速度
D．磁铁加速度等于重力加速度
二、多选题
6．（2019·北京·北大附中高二期末）如图所示，矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，直导线中的电流方向由M到N，导线框的ab边与直导线平行．若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是（ ）

A．导线框有两条边所受安培力的方向相同
B．导线框有两条边所受安培力的大小相同
C．导线框所受的安培力的合力向左
D．导线框所受的安培力的合力向右
7．（2020·北京·首都师范大学附属中学高二期末）如图所示，在水平面上有一光滑的形金属框架，框架上跨接一金属杆，在框架的区域内有一竖直方向的匀强磁场（图中未画出）。下面说法中正确的是（）

A．若方向竖直向下，当增强时，杆将向右移动
B．若方向竖直向下，当减弱时，杆将向右移动
C．若方向竖直向上，当增强时，杆将向右移动
D．若方向竖直向上，当减弱时，杆将向右移动
8．（2021·北京·清华附中高二期末）在图中，线圈和线圈绕在同一铁芯上，线圈和灵敏电流计组成闭合回路，则（　　）

A．当合上开关的瞬时，通过灵敏电流计的电流由流向
B．当合开关的瞬时，通过灵敏电流计的电流由流向
C．当断开开关的瞬时，通过灵敏电流计的电流由流向
D．当断开开关的瞬时，通过灵敏电流计的电流由流向
三、实验题
9．（2020·北京·人大附中高二期末）小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。

（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针______________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（3）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向______________（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有______________（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
四、填空题
10．（2020·北京·人大附中高二期末）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学忘记记录图中甲乙丙丁四种情况中磁铁的运动情况，请你在每一个图中用箭头标记一下与感应电流方向相匹配的磁铁的运动方向_________________。

参考答案
1．B
【详解】
A．导体棒运动过程中某时刻，电子具有水平向右的分速度，根据左手定则可知电子受到b指向c的洛伦兹力，如图：

电子实际速度由水平方向上的速度和竖直方向上的速度合成，所以导体棒内自由电子所受洛伦兹力的方向不是严格由b指向c，故A错误；
B．通电导线在磁场中受到的安培力为

而电流为

为单位体积内的自由电子数目，为导体棒横截面积，每个电子有向下的分速度，受到的水平洛仑兹力为

所以安培力为

为导体内自由电子的总数，所以导体棒内大量自由电子所受洛伦兹力沿垂直棒方向的分量之和宏观上表现为安培力，故B正确；
C．结合A、B选项分析可知，发电机工作中，洛伦兹力充当非静电力搬运电荷从而产生电动势，故C错误；
D．不论磁场方向如何，导体棒向右运动过程中闭合回路中的磁通量增大，根据楞次定律，为了阻碍闭合回路中磁通量的增大，安培力方向始终向左，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
AB．在0<t<t1时间内，线圈A中逆时针电流在减小，电流产生磁场在减小，根据安培定则与磁场叠加原则可知，线圈B所处磁场的方向向外，且在减小，根据楞次定律，则线圈B的感应电流方向为逆时针，两线圈的电流同向，则有相互吸引趋势，所以线圈B有收缩趋势，故AB错误；
CD．当t1<t<t2时间内，线圈A中顺时针电流在增大，电流产生磁场在增强，根据安培定则与磁场叠加原则可知，线圈B所处磁场的方向向里，且在增强，根据楞次定律，则线圈B的感应电流方向为逆时针，两线圈的电流反向，则有相互排斥趋势，所以线圈B有扩张趋势，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．电流形成的磁场在线框位置垂直纸面向里，线圈水平向左平动时磁通量增大，根据楞次定律，线框中产生逆时针的感应电流，A错误；
B．电流形成的磁场在线框位置垂直纸面向里，线圈水平向右平动时磁通量减小，根据楞次定律，线框中产生顺时针的感应电流，B正确；
CD．无论线圈竖直向上平动，还是竖直向下平动，线圈的磁通量都不变，线圈中都不产生感应电流，CD错误。
故选B。
4．A
【分析】
ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手守则判断出ab边中感应电流的方向，再根据右手定则判断线框的运动方向．
【详解】
AB.ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手守则判断出ab边中感应电流的方向是a→b，再根据右手定则判断线圈ad边向左平动切割磁感线；故A正确，B错误；
CD.当线圈沿竖直方向向上或向下平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，ab边不受磁场力作用；故CD错误。
故选A。
5．B
【分析】
根据磁通量的变化，运用楞次定律判断出感应电流的方向，从而确定电流表指针的偏转方向；根据楞次定律“来拒去留”确定磁铁的受力情况．
【详解】
当磁铁向下插入线圈时，磁通量向下增大，根据楞次定律知，线圈中感应电流由上端流入，下端流出，故感应电流的方向从电流表的左接线柱流入，则电流表指针向左偏转．故A错误，B正确；根据楞次定律可知，磁铁受到向上的阻力，故加速度小于重力加速度，故CD错误．故选B．
【点睛】
本题考查楞次定律的应用，楞次定律是高考的热点问题，解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向和受力情况．
6．BD
【详解】
若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，上下两边电流方向相反、而所在区域磁场方向相同，则安培力大小相等、方向相反，同样左右两条边电流方向也相反，所受安培力方向相反，由于所在区域磁场大小不等，则所受安培力大小不等．则B正确A错．若直导线中的电流增大，则导线右侧磁场增强，线圈中磁通量增大，根据楞次定律推论线圈将向右移从而阻碍线圈中磁通量增大，所以所受合力向右，则D正确C错．
7．BD
【详解】
A．若磁场方向垂直纸面向下，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向左，将向左运动，故A错误；
B．若磁场方向垂直纸面向下，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向右，将向右运动，故B正确；
C．若磁场方向垂直纸面向上，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向左，将向左运动，故C错误；
D．若磁场方向垂直纸面向上，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向右，将向右运动，故D正确；
故选BD。
8．BC
【详解】
AB．当合上开关的瞬时，通过线圈的磁通量增大，根据楞次定律知，灵敏电流计中的电流由流向；A错误，B正确；
CD．当断开开关的瞬时，通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知，灵敏电流计中的电流由流向；C正确，D错误；
故选BC。
9． 向左偏转 向右偏转 顺时针 右 扩张
【详解】
(1)[1]如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向左偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，流过线圈的电流变大，那么穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向左偏转。
(2)[2]将线圈A从线圈B抽出的过程中，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向右偏转。
(3)[3]由图乙可知根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增加，回路中电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律可知产生向右的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向顺时针；
[4][5]因穿过A环的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故相互吸引，则金属环A将向右运动，且金属环A有扩张趋势。
10．
【详解】
根据楞次定律可知，甲图中螺线管上端为N极，则磁铁向下运动；乙图中螺线管上端为S极，则磁铁向下运动；丙图中螺线管上端为S极，则磁铁向上运动；丁图中螺线管上端为N极，则磁铁向上运动。如图所示；

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