高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律复习练习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律复习练习题，共18页。试卷主要包含了如图甲所示，两个闭合圆形线圈A等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，阻值为的金属棒从图示位置分别以．的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到位置，若，则在这两次过程中（ ）
A．回路电流B．产生的热量
C．通过任一截面的电荷量D．外力的功率
2．19世纪中叶发现的能量守恒定律是自然科学中十分重要的定律。下列物理定律中，哪一个定律是能量守恒定律的具体体现（ ）
A. 万有引力定律B. 动量守恒定律
C. 楞次定律D. 库仑定律
3．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A．B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，时电流的方向为顺时针（如图中箭头所示），在t1~t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈B有扩张的趋势
B. 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈B有收缩的趋势
C. 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈B有扩张的趋势
D. 线圈B内有逆时针方向电流，线圈B有收缩的趋势
4．如图所示，宽度为2d与宽度为d的两部分金属导轨衔接良好，固定在绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，导轨左．右侧磁场的磁感应强度大小分别为B．2B。两完全相同的导体棒甲和乙按如图的方式置于左．右侧的导轨上，已知两导体棒的质量均为m．两导体棒单位长度的电阻均为，现给导体棒甲一水平向右的初速度。假设导轨的电阻忽略不计，导体棒与导轨之间的摩擦忽略不计，且两部分导轨足够长，金属棒甲始终未滑过图中的虚线位置。则下列说法正确的是（ ）
A．当导体棒甲开始运动瞬间，甲．乙两棒的加速度大小满足
B．运动足够长的时间后，最终两棒以相同的加速度做匀加速运动
C．最终两棒均做匀速运动，速度大小满足
D．最终两棒以相同的速度匀速运动，该过程甲棒中产生的焦耳热为
5．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（ ）
A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
6．如图所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为L的区域内，现有一边长为l（l3a），在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场。此过程中v-t图象如图b所示，则（ ）
A．时，线框右侧边MN的两端电压为Bav
B．在t0时刻线框的速度为
C．线框完全离开磁场的瞬间（位置3）的速度一定比t0时刻线框的速度大
D．线框从进入磁场（位置1）到完全离开磁场（位置3）的过程中产生的电热为2Fb
8．两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为d，导轨上垂直导轨静止放置两根导体棒ab．cd，两导体棒的电阻均为R，质量均为m，回路其余部分的电阻不计。现给ab棒一个平行于导轨的初速度v，不计电磁辐射，则下列说法中正确的是（ ）
A．ab棒两端的电压恒为
B．棒中的最大感应电流为
C．cd棒受到的最大安培力为
D．感应电流产生焦耳热的最大值为

9．如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨相同的光滑金属棒P．Q静止在导轨上。时用水平恒力F向右拉动金属棒Q运动过程中金属棒PQ始终与导轨垂直并接触良好金属棒P．Q与导轨构成的回路中的电流用I表示．磁通量用中表示：金属棒Q的加速度用a表示，其相对金属棒P的速度用表示。下列关于I．．a．与时间t的关系图像中正确的是（ ）
A．B．C．D．
10．如图，一足够长通电直导线固定在光滑水平面上，质量是的硬质金属环在该平面上运动，初速度大小为．方向与导线的夹角为，则该金属环最终（ ）
A．做曲线运动，环中最多能产生0.08J的电能
B．静止在平面上，环中最多能产生的电能
C．做匀加速直线运动，环中最多能产生的电能
D．做匀速直线运动，环中最多能产生的电能
11．如图，和是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d．方向竖直向上．磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m．电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（重力加速度为g）（ ）
A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热
B．金属棒克服安培力做的功为
C．金属棒产生的电热为
D．金属棒运动的时间为
12．如图所示，两根间距为．电阻不计且足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角，质量为．电阻为的金属棒被锁定在轨道上。整个装置处在垂直于导轨平面向上．磁感应强度大小为的匀强磁场中，棒受到沿斜面向上．大小为的恒力作用。某时刻棒解除锁定，经过时间棒刚好达到最大速度。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．解除锁定后，棒中产生的感应电流方向由
B．解除锁定后瞬间，棒的加速度大小为
C．时间内棒重力势能的增加量大于回路中产生的焦耳热
D．时间内通过棒的电量为
13．如图所示，矩形线框处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框长为，长为L，为垂直于并可在和上自由滑动的金属杆，且杆与和接触良好，和上单位长度的电阻皆为r，让从处开始以速度v向右匀速滑动，设与ad之间的距离为，则在整个过程中（ ）
A．当时，中电流最小B．当时，中电流最大
C．中电流的最小值为D．中电流的最大值为
14．如图所示，平行导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻R连接，其余电阻不计，水平虚线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒ab垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，将其从距虚线h高处由静止释放，进入磁场时恰好以做匀速直线运动。g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒ab进入磁场后电流的方向是b到a
B．导体棒进入磁场后下落的过程不存在能量转化
C．电阻R的阻值为
D．h=0.5m
15．如图所示，两根电阻不计．倾角为θ=37°且足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨间距为L=0.4m，顶端连接电阻为R=2Ω的定值电阻。虚线上方（含虚线处）的区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.25T。质量为m=0.1kg．电阻为R1=1Ω的导体棒P在虚线上方某处；电阻为R2=2Ω的导体棒Q固定在虚线处。将导体棒P由静止释放，经过时间t=3s导体棒P到达虚线处，P在到达虚线之前已达到最大速度，P．Q与导轨始终接触良好。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8.下列说法正确的是（ ）
A．导体棒P到达虚线前的动量变化率越来越大
B．导体棒P到达虚线时的速度大小为m/s
C．导体棒P的释放点与虚线间的距离为m
D．从导体棒P开始运动到到达虚线时导体棒Q上产生的焦耳热为J
参考答案与试题解析
1．【答案】A
【解析】【来源】江西省新余市第一中学2020-2021学年高二（下）第九次段考物理试题
A．感应电动势为
电流为
所以回路电流。A正确；
B．产生的热量为
所以产生的热量，B错误；
C．通过任一截面的电荷量为
所以通过任一截面的电荷量。C错误；
D．导体棒做匀速运动，所以外力与安培力平衡，则外力的功率为
故外力的功率，D错误。
故选A。
2．【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．万有引力定律体现的是真空中两个质点间的相互作用力，与能量守恒定律无关，A错误；
B．动量守恒定律体现的是合外力为零的系统满足的规律，与能量守恒定律无关，B错误；
C．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，C正确；
D．库仑定律指的是真空中的两个点电荷间的相互作用力规律，与能量守恒定律无关，D错误。
故选C。
3．【答案】A
【解析】
【详解】时间内，线圈中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈内部的磁场方向垂直纸面向外，线圈外部的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈的合磁场方向垂直纸面向外；由于线圈中的电流增加，故穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则，在线圈中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈有扩张的趋势，故A正确，B．C．D错误；
故选A。
4．【答案】D
【解析】【来源】2021届山东省日照市校际联合高三（下）三模物理试题
导体棒甲刚开始运动时两棒受到的安培力大小相等，则加速度也相等，运动过程中动量守恒，最终两棒均做匀速运动，速度大小满足
系统产生的总热量为系统损失的动能，即
甲棒中产生的焦耳热为
故D正确，ABC错误。
故选D。
5．【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；
B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；
CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误D正确。
故选D。
6．【答案】C
【解析】
设导线框完全滑入时速度为v，对导线框滑入过程，由动量定理有
在滑入磁场的某极短时间内有
故滑入磁场的整个过程位移为l，满足
导线框滑出磁场过程有
联立解得
据能量守恒可得，线框滑进磁场过程中产生的热量为
线框滑出磁场过程中产生的热量为
故
C正确。
故选C。
7．【答案】D
【解析】【来源】2021届北京市海淀区八一学校高三（下）摸底考试物理试题
A．时，线框右侧边MN产生的感应电动势为
设每条边的电阻为R，根据闭合电路欧姆定律
MN两端电压为
解得
A错误；
B．在t0～3t0时间内根据牛顿第二定律
根据图像
解得
B错误；
C．线框刚进入磁场与刚出磁场时的初速度相同，进出磁场时的受力情况也相同，则线框进出磁场的运动性质相同，所以线框完全离开磁场的瞬间（位置3）的速度一定与t0时刻线框的速度相同，C错误；
D．设进入磁场时产生的热量为Q1，线框从进入磁场（位置1）到完全离开磁场（位置3）的过程中产生的电热为为Q
从位置1到位置2，根据动能定理
解得
线框从进入磁场（位置1）到完全离开磁场（位置3）的过程中产生的电热为2Fb，D正确。
故选D。
8．【答案】C
【解析】
A．ab棒切割磁感线，产生感应电流，在安培力的作用下做减速运动，所以ab棒两端的电压逐渐减小。A错误；
BCD．两棒组成的系统动量守恒，最终以相同的速度匀速运动，所以初始时刻电路中的电流最大，有
cd棒受到的最大安培力为
两棒动量守恒有
根据能量守恒得感应电流产生焦耳热的最大值为
BD错误，C正确。
故选C。
9．【答案】D
【解析】【来源】河南省名校联盟2020-2021学年高二（下）6月联考物理试题
ABD．由题意可知Q棒由静止开始加速，受水平向右的恒力F和反向的安培力作用；Р棒在安培力作用下同样由静止开始加速。对Q棒有
对Р棒有
又
所以I刚开始一段时间内逐渐增大，也逐渐增大，而逐渐减小，逐渐增大，且有
，故
增大；当和相同时达到稳定状态，不变，电流不再改变，所以金属棒Q先做加速度减小的加速运动，然后做匀加速运动；故选项A．B均错误，选项D正确；
C．又两金属棒达到稳定状态时
故P．Q间的距离增大。根据
可知，不断增大，故选项C错误。
故选Ｄ。
10．【答案】D
【解析】【来源】2021届贵州省贵阳市高三（下）适应性考试理综物理试题（二）
金属环在向右上方运动过程中，通过金属环的磁通量减少，根据楞次定律可知金属环受到的安培力会阻碍金属环的运动，直到金属环磁通量不发生变化，即沿着导线的方向运动时，金属环不再受到安培力的作用，此时金属环将沿导线方向做匀速直线运动，金属环只具有竖直方向的速度，根据速度合成与分解规律可知金属环最终做匀速直线运动的速度为
根据能量守恒定律可得，金属环中产生的电能为
所以D正确；ABC错误；
故选D。
11．【答案】D
【解析】【来源】2021届湖南省邵阳市新邵县高三（下）新高考适应性考试物理试题
A．根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误；
B．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得
mgh-μmgd-W=0
得
W=mg（h-μd）
故B错误；
C．电路中产生的总的焦耳热
Q=W= mg（h-μd）
则金属棒产生的电热为
Q′=mg（h-μd）
故C错误；
D．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得
mgh=mv02
得
金属棒经过磁场通过某界面的电量为
根据动量定理

其中

解得

选项D正确。
故选D。
12．【答案】C
【解析】【来源】江苏省连云港市2020-2021学年高二（下）期末调研物理试题
A．解除锁定后，根据右手定则可知，棒中产生的感应电流方向由，所以A错误；
B．解除锁定后瞬间，棒的加速度大小为，则有

解得
所以B错误；
C．时间内棒重力势能的增加量为
回路中产生的焦耳热为
经过时间棒刚好达到最大速度，棒在导轨上运动的位移为x，由动能定理可得
整理可得
则有
所以C正确；
D．时间内通过棒的电量为q，则有
经过时间棒刚好达到最大速度，由动量定理有
联立解得
所以D错误；
故选C。
13．【答案】D
【解析】【来源】四川省绵阳市东辰国际学校2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题
中产生的感应电动势为
中电流
当或时，中电流最大，中电流的最大值为
当时，中电流最小，中电流的最小值为
故ABC错误，D正确。
故选D。
14．【答案】A
【解析】【来源】云南省丽江市第一中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题
A．由右手定则可知，导体棒ab进入磁场后电流方向由b到a，故A正确；
B．导体棒进入磁场后切割磁感线产生感应电动势，在闭合回路中产生电流，部分机械能转化为焦耳热，有能量转化，故B错误；
C．导体棒切割磁感线产生的感应电动势
安培力
导体棒做匀速直线运动，由平衡条件得
代入数据解得
故C错误；
D．导体棒进入磁场前做自由落体运动，下落高度
故D错误。
故选A。
15．【答案】B
【解析】【来源】2021届山东省泰安市高三（下）第四次模拟考试物理试题
A． 导体棒P由静止释放，做加速运动，向上的安培力越来越大，所以向下运动的加速度越来越小，即合力越来越小，所以动量变化率越来越小， P在到达虚线之前已达到最大速度,即最后做匀速运动，故合外力为零，则动量变化率为零，故A错误；
B． 根据受力可知
代入数据解得：
故B正确；
C． 导体棒运动过程中穿过导体棒P的电荷量为
在此过程中对P棒有
解得：
故C错误；
D．由能量守恒可知：
导体棒Q上产生的焦耳热为
解得：
故D错误。
故选B。