微型专题1 楞次定律的应用
考点一 楞次定律的重要结论
1.如图1所示,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( )
图1
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 答案 B
解析 左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动,故B正确.
1
2.如图2所示,将一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ,设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( )
图2
A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mg C.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg 答案 A
解析 当环经过磁铁上端,穿过环的磁通量增加,圆环中的感应电流的磁场要阻碍其磁通量增加,所以磁铁对环有向上的斥力作用,由牛顿第三定律,环对磁铁有向下的斥力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T1>mg;同理,当环经过磁铁下端时,穿过环的磁通量减小,在圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍其磁通量减小,所以磁铁对环有向上的吸引力作用,由牛顿第三定律,则环对磁铁有向下的吸引力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T2>mg,选项A正确.
3.如图3所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( )
图3
A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右 答案 D
解析 条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增大后减小,根据
2
楞次定律的第二种描述:“来拒去留”可知,线圈先有向下和向右的运动趋势,后有向上和向右的运动趋势,故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势向右.故选D. 4.如图4所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是 ( )
图4
A.同时向左运动,间距变大 B.同时向左运动,间距变小 C.同时向右运动,间距变小 D.同时向右运动,间距变大 答案 B
解析 磁铁向左运动,穿过两环的磁通量均增加.根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量增加,所以两者都向左运动.另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,所以选项A、C、D错误,B正确.
5.(多选)如图5所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则( )
图5
A.若磁场方向竖直向上并增强,杆ab将向右移动 B.若磁场方向竖直向上并减弱,杆ab将向右移动 C.若磁场方向竖直向下并增强,杆ab将向右移动 D.若磁场方向竖直向下并减弱,杆ab将向右移动 答案 BD
解析 不管磁场方向竖直向上还是竖直向下,当磁感应强度增大时,回路中磁通量变大,由楞次定律知杆ab将向左移动,反之,杆ab将向右移动,选项B、D正确.
6.如图6所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路.当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将 ( )
3