《楞次定律与能量守恒定律》楞次定律与能量守恒定律 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《楞次定律与能量守恒定律》楞次定律与能量守恒定律

1单选题

很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率（　　）

A
均匀增大
B
先增大，后减小
C
逐渐增大，趋于不变
D
先增大，再减小，最后不变

题目答案

C

答案解析

分析：

因条形磁铁的运动，导致绝缘铜圆环的磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍条形磁铁的运动，当阻力等于其重力时，速度达到最大，即可求解．

解答：

解：由题意可知，当条形磁铁下落时，导致绝缘铜圆环磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍磁铁的运动，

根据牛顿第二定律可知，安培阻力越来越大时，竖直向下的加速度将减小，但速度仍在增大，当阻力等于重力时，合外力为零，加速度也为零，速度达到最大；

故C正确，ABD错误；

故选：C．

点评：

考查安培阻力的由来，掌握牛顿第二定律的应用，注意联系已知的题型：下落的雨滴，受到的阻力，最后也达到最大速度．

纠错重做

2单选题

老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)

A
磁铁插向左环，横杆发生转动
B
磁铁插向右环，横杆发生转动
C
无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D
无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

题目答案

B

答案解析

分析：

穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中会产生感应电流，感应电流受到磁场力的作用，横杆转动；

如果金属环不闭合，穿过它的磁通量发生变化时，只产生感应电动势，而不产生感应电流，环不受力的作用，杆不转动．

解答：

解：左环不闭合，磁铁插向左环时，不产生感应电流，环不受力，横杆不转动；

右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用，横杆转动；故B正确，ACD错误；

故选：B．

点评：

本题难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件，分析清楚图示情景即可正确解题．

纠错重做

3单选题

如图所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且很靠近(但不重叠)的水平直导线，导线中通过图示方向的恒定电流，线框从实线位置由静止释放，在线框的运动过程中(　　)

A
线框中的磁通量为零时其感应电流也为零
B
线框中感应电流方向为先顺时针后逆时针
C
线框受到安培力的合力方向竖直向上
D
线框减少的重力势能全部转化为电能

题目答案

C

答案解析

分析：

根据右手定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小，然后根据楞次定律可以判断感应电流的方向，根据左手定则可以判断受力的方向．

解答：

解：AB、根据右手定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小．线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流．向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流新方向又变成了顺时针；

由上分析，穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大．这一过程是连续的，始终有感应电流存在，故AB错误；

C、根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故受安培力的方向始终向上，不是0，故C正确．

D、根据能量守恒定律，线框从实线位置由静止释放过程中，减小的重力势能，除增加其动能外，还产生电能，从而转化为热量，故D错误；

故选：C．

点评：

本题考查通电直导线的磁场的特点和楞次定律的应用，该过程中，要注意穿越导线时，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大．这一过程是连续的，始终有感应电流存在．属于基础题型，易错题．

纠错重做

4单选题

如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的长边均处于水平位置．线框A固定且通有电流I，线框B从足够高处由静止释放，在运动到A下方的过程中(　　)

A
穿过线框B的磁通量先变小后变大
B
穿过线框B的磁通量先变大后变小
C
线框B所受安培力的合力为零
D
线框B的机械能一直减小

题目答案

D

答案解析

分析：

由右手螺旋定则可知A中磁场分布，则可知B中磁通量的变化，由于电磁感应，B产生感应电流，由楞次定律可知B中电流的方向；由F的=BIL可知安培力的变化，由安培力做功情况可知能量的转化情况．

解答：

解：A、由右手螺旋定则可知A中内部磁场向里，外部磁场向外，当线框B从足够高处由静止释放，向A靠近的过程中，向外的磁场逐渐增大，则B中的磁通量增大；

当B与A开始有一部分重合时，内部向里的磁通量与外部向外的磁通量开始相互抵消，所以向外的磁通量逐渐减小，一直到合磁通量为0；然后向里的磁通量进一步增大，B与A完全恰好重合时向里的磁通量最大；之后B再下落的过程中，向里的磁通量又逐渐减小到0；而在离开后，向外方向的磁通量又是先增大后减小，磁通量应是先向外增大后减小的，然后是向里增大后减小，最后阶段再是向外增大后减小．故A错误，B错误；

C、线框B中有感应电流的存在，故安培力的合力不为零，故C错误；

D、在线框下落时，安培力做负功使线框的机械能转化为线框B的电能，进而转化为内能，B的机械能减小，故D正确；

故选：D．

点评：

解答本题的关键在于明确穿过线框的磁通量应为A中内部和外磁感线的条数之差，故从开始下落到两线框重合，磁通量是增大的．

纠错重做

5多选题

(多选)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．则下列说法中正确的是(　　)

A
若保持电键闭合，则铝环不断升高
B
若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度
C
若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落
D
如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变

题目答案

CD

答案解析

分析：

闭合电键的瞬间，穿过铝环的磁通量增加，产生感应电流，铝环受到安培力而上跳．当电键保持闭合时，线圈产生的磁场稳定，穿过铝环的磁通量不变，没有感应电流产生．根据安培力产生情况，判断铝环的运动情况．

解答：

解：A、B、C若电键保持闭合时，线圈产生的磁场稳定，穿过铝环的磁通量不变，没有感应电流产生，铝环不受安培力，只受重力作用，则上跳某一高度后将回落．故AB错误，C正确．

D、如果电源的正、负极对调，闭合电键的瞬间，穿过铝环的磁通量仍然增加，产生感应电流，铝环仍然受到安培力而上跳．电键保持闭合时，线圈产生的磁场稳定，穿过铝环的磁通量不变，没有感应电流产生，铝环不受安培力，只受重力作用，则上跳某一高度后将回落．则观察到的现象不变．故D正确．

故CD正确．

点评：

本题考查应用物理规律解决实际问题的能力．根据楞次定律，无论电源的极性如何，当线圈中电流增大时，铝环都将上跳．

纠错重做

6单选题

物理课上，老师做了一个“电磁阻尼”实验：如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来；如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环，使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来．某同学另找器材再探究此实验．他安装好器材，经反复实验后发现：磁铁下方放置圆环，并没有对磁铁的振动产生影响，对比老师演示的实验，其原因可能是(　　)

A
弹簧的劲度系数太小
B
磁铁的质量太小
C
磁铁的磁性太强
D
圆环的材料与老师用的不同

题目答案

D

答案解析

分析：

首先知道由于产生感应电流致使安培力做负功使振动逐渐减小，再利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向，线圈会阻碍磁铁运动做负功，所以磁铁最终会停止．

解答：

解：根据楞次定律可知下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流，从而有安培力做功致使能量转化为内能，所以振动逐渐减小；当同学另找器材再探究此实验，他安装好器材，经反复实验后发现：磁铁下方放置圆环，并没有对磁铁的振动产生影响，是由于下面的圆环没有产生感应电流，即圆环的材料与老师的不同，故ABC错误，D正确；

故选：D．

点评：

本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“增反减同”这一规律，从能量守恒的角度分析，此类题目难度不大．

纠错重做

7单选题

竖直放置的线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈正上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中（　　）

A
线圈与磁铁相互排斥，其它能转化为电能
B
线圈与磁铁相互排斥，电能转化为其它能
C
线圈与磁铁相互吸引，其它能转化为电能
D
线圈与磁铁相互吸引，电能转化为其它能

题目答案

A

答案解析

分析：

当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用．

解答：

解：当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，

根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥；

根据能量守恒定律，则有其它能转化为电能，故A正确，BCD错误．

故选：A．

点评：

楞次定律应用的题目我们一定会做，大胆的去找原磁场方向，磁通量的变化情况，应用楞次定律判断即可．

纠错重做