高考物理试题《楞次定律》在线测试（2018年最新版）(一) 2018-10-11 00:28:49 【大 中 小】 1、简答题  一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直向下落，磁场的分布情况如图所示.已知磁感应强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化，其随高度y变化关系为By=?B0(1+ky)?(此处k为比例常数，且k＞0)，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上.金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度.求： (1)圆环中感应电流的方向； (2)圆环收尾速度的大小. 2、选择题  如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是(　　) A．有顺时针方向的感应电流 B．有逆时针方向的感应电流 C．先逆时针后顺时针方向的感应电流 D．无感应电流 3、选择题  如图甲所示，竖直放置的长直导线MN通有图示方向的恒定电流I，有一闭合矩形金属框abcd与导线在同一平面内，在金属框内部通有如图乙所示的变化磁场（规定垂直于纸面向里为磁场的正方向），下列说法正确的是（　　） A．0～t1时间内，MN与ab相斥 B．t2～t3时间内，MN与ab相吸 C．t1时刻MN与ab作用力最小 D．t2时刻MN与ab作用力最小 4、简答题  如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是______： A．若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流 B．若磁铁的S极向下插入，线圈中产生逆时方向的感应电流 C．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力 D．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力． 5、选择题  如图所示，一条形磁铁，从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做（　　） A．减速运动 B．匀速运动 C．自由落体运动 D．非匀变速运动

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1、简答题  一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直向下落，磁场的分布情况如图所示.已知磁感应强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化，其随高度y变化关系为By=?B0(1+ky)?(此处k为比例常数，且k＞0)，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上.金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度.求：

(1)圆环中感应电流的方向；
(2)圆环收尾速度的大小.

参考答案：(1)顺时针(俯视观察)
(2)16mgR/π2k2B02d4

本题解析：(1)根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针(俯视观察).
(2)圆环下落高度为y时的磁通量为
Φ=BS=Bπ=B0(1+ky)π?①
设收尾速度为vm，以此速度运动Δt时间内磁通量的变化为：ΔΦ=ΔBS=B0kπvmΔt?②
根据法拉第电磁感应定律有
E==B0kπvm?③
圆环中感应电流的电功率为?④
重力做功的功率为PG=mgvm?⑤
根据能的转化和守恒定律有PE=PG?⑥
由①—⑥解得vm=16mgR/π2k2B02d4.

本题难度：简单

2、选择题  如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是(　　)

A．有顺时针方向的感应电流
B．有逆时针方向的感应电流
C．先逆时针后顺时针方向的感应电流
D．无感应电流

参考答案：B

本题解析：因为穿过线圈的磁通量等于磁铁内部的磁通量减去磁铁外部穿过线圈的磁通量，故线圈面积越小，磁通量越大，所以金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则通过线圈的磁通量增大，并且是竖直向上的磁通量增大，所以根据楞次定律可得产生的感应电流方向为逆时针方向，A正确
点评：本题最容易出错的地方在于穿过线圈的磁通量等于磁铁内部的磁通量减去磁铁外部穿过线圈的磁通量，故线圈面积越小，磁通量越大，

本题难度：简单

3、选择题  如图甲所示，竖直放置的长直导线MN通有图示方向的恒定电流I，有一闭合矩形金属框abcd与导线在同一平面内，在金属框内部通有如图乙所示的变化磁场（规定垂直于纸面向里为磁场的正方向），下列说法正确的是（　　）
A．0～t1时间内，MN与ab相斥
B．t2～t3时间内，MN与ab相吸
C．t1时刻MN与ab作用力最小
D．t2时刻MN与ab作用力最小

参考答案：A、0～t1时间内，垂直向里的磁场在增强，导致穿过线圈中的磁通量变大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向逆时针；而由右手螺旋定则可知，通电直导线在线圈处产生的磁场方向，垂直纸面向外，所以根据左手定则可确定边ab所受到的安培力方向水平向左，而边cd所受到的安培力方向水平向右，由于向左的安培力大于向右的，则MN与ab吸引，故A错误；
B、t2～t3时间内，垂直向外的磁场在增强，导致穿过线圈中的磁通量变大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向顺时针；而由右手螺旋定则可知，通电直导线在线圈处产生的磁场方向，垂直纸面向外，所以根据左手定则可确定边ab所受到的安培力方向水平向右，而边cd所受到的安培力方向水平向左，由于向右的安培力大于向左的，则MN与ab排斥，故B错误；
C、在t1时刻，磁场的变化率最小，则产生感应电动势也最小，感应电流也最小，所以在此处所受到的安培力也最小，故C正确；
D、在t2时刻，磁场的变化率最大，则产生感应电动势也最大，感应电流也最大，所以在此处所受到的安培力也最大，故D错误；
故选：C

本题解析：

本题难度：一般

4、简答题  如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是______：
A．若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
B．若磁铁的S极向下插入，线圈中产生逆时方向的感应电流
C．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力
D．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力．

参考答案：A、若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时方向的感应电流．故A错误．
? B、若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时方向的感应电流．故B错误．
? C、D根据安培定则判断可知，当N极向下插入时，线圈上端相当于N极；当S极向下插入，线圈上端相当于S极，与磁铁的极性总相反，存在斥力．故C错误，D正确．
故选D

本题解析：

本题难度：一般

5、选择题  如图所示，一条形磁铁，从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做（　　）
A．减速运动
B．匀速运动
C．自由落体运动
D．非匀变速运动

参考答案：穿过采用双线绕法的通电线圈，相邻并行的导线中电流方向相反，根据安培定则可知，它们产生的磁场方向相反，在空中同一点磁场抵消，则对条形磁铁没有安培力作用，条形磁铁只受重力，又从静止开始下落，所以做自由落体运动．
故选C

本题解析：

本题难度：一般

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