2.1楞次定律 学科素养提升练（word版含答案）

2.1楞次定律 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是（　　）
A．从上往下看，0~1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向
B．1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力
C．0~1s内圆环面积有扩张的趋势
D．1~2s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反
2．如图所示，光滑平行金属导轨和都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现垂直于导轨放置一根导体棒，用一水平向右的力F拉动导体棒，以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（　　）
A．感应电流方向是
B．感应电流方向是
C．安培力为0
D．安培力方向水平向右
3．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，若工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　）
A．无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针
B．无金属片通过时，接收线圈中不存在感应电流
C．有金属片通过时，金属片中不存在感应电流
D．有金属片通过时，金属片因存在感应电流而发热
4．如图1所示，绝缘水平面上导体环甲、乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B．甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C．丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
5．如图所示，闭合的金属线圈正上方有一个竖直放置的条形磁铁。当该磁铁向下运动靠近线圈时，下列判断中正确的是（　　）
A．若磁铁的运动是匀速的，则线圈中就没有感应电流
B．线圈中感应电流的方向与图中所标的箭头方向相同
C．线圈中感应电流的方向与图中所标的箭头方向相反
D．磁铁向下做加速或减速运动时，感应电流的方向不同
6．如图所示，平行光滑直导轨MN、PQ水平固定放置，金属棒ab、cd固定在导轨上并与导轨垂直，在两导轨和两金属棒中间，放有一个垂直导轨平面的螺线管，给螺线管通以如图所示的电流I，则下列说法正确的是（　　）
A．当电流I恒定，金属棒ab中的感应电流大小一定且不为0
B．当电流I增大，金属棒ab中的感应电流从a流向b
C．当电流Ⅰ增大，金属棒cd受到的安培力水平向左
D．当电流Ⅰ减小，金属棒ab受到向右的安培力
7．如图（甲），在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。图（乙）表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是下图中（　　）
A． B．
C． D．
8．关于楞次定律，下列说法正确的是（　　）
A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，必受磁场阻碍作用
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感生电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场
9．下列叙述符合物理史实的是（　　）
A．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C．伽利略在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
D．奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
10．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁体，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁体下落过程中始终保持竖直，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）
A．在磁体下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）
B．磁体在整个下落过程中，圆环中感应电流方向始终是顺时针方向
C．磁体在整个下落过程中，它的机械能不变
D．磁体落地时的速率一定等于
11．楞次定律是确定什么的规律（　　）
A．电流磁效应中磁场的方向； B．感应电流的方向
C．洛伦兹力的方向； D．安培力的方向
12．两个完全相同的磁电式灵敏电流表连接如图所示，当把电流表甲的指针向右拨动时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表乙的指针摆动方向向右，两电流表中电流方向相同
B．电流表乙的指针摆动方向向右，两电流表中电流方向相反
C．电流表乙的指针摆动方向向左，两电流表中电流方向相同
D．电流表乙的指针摆动方向向左，两电流表中电流方向相反
13．如图所示，长直导线MN中通有竖直向上的电流I，其附近有一个矩形线框ABCD，线框与导线始终在同一个平面内。则下列说法中正确的是（　　）
A．若I恒定，将矩形线框向右平移，线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
B．若I恒定，将导线MN向左平移，线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
C．若使MN中的电流突然为零，线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
D．若使MN中的电流突然反向，线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
14．如图所示，一形绝缘平台的一个支撑面竖直，另一支撑面水平，光滑的金属线框的ad边靠在竖直支撑面上，空间存在方向竖直向上的匀强磁场。在线框从图示位置由静止释放到接近水平位置的过程中（　　）
A．线框的边所受的安培力竖直向上 B．穿过线框的磁通量逐渐增大
C．线框所受安培力的合力为零 D．线框中有沿方向的感应电流
15．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。在开关S闭合、断开的过程中，有关通过电流表的感应电流方向判断正确的是（　　）
A．开关S闭合瞬间，通过电流表的感应电流方向为a→b
B．开关S闭合瞬间，通过电流表的感应电流方向为b→a
C．开关S断开瞬间，通过电流表的感应电流方向为a→b
D．开关S断开瞬间，通过电流表的感应电流方向为b→a
二、解答题
16．如图甲，单匝线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁场方向垂直纸面向外。若已知线圈的面积S=0.1m2，磁场的磁感应强度B=1.5×102T。求：
(1)穿过该线圈的磁通量Φ；
(2)写出两种使该线圈中产生感应电流的方法；
(3)如图乙，判断线圈从位置1水平移到位置2的过程中磁通量如何变化，并在线圈上画出感应电流方向。
17．重为G的线圈系在一个弹簧测力计上，其下方有一通电导线，如图甲所示，导线所通过的电流如图乙所示，它们均在同一平面内，求下列不同时刻弹簧测力计的示数与G的关系。
(1)在t1时刻；
(2)在t2时刻；
(3)在t3时刻。
参考答案
1．A
【详解】
A．0~1s内，螺线管中从a向b的电流逐渐增大，穿过圆环的磁场向上的逐渐增强，根据楞次定律，从上往下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，A正确；
B．1s末，穿过圆环的磁通量达到最大，此时圆环中的感应电流为零，不受安培力，对桌面的压等于圆环的重力，B错误；
C．0~1s内，穿过圆环的磁通量逐渐增多，根据楞次定律推论“增缩减扩”，圆环面积有收缩的趋势，C错误；
D．1~2s内螺线管中从a向b的电流逐渐减小，2~3s内螺线管中从b向a的电流逐渐增加，穿过圆环的磁通量先是向上的减少，然后是向下的增多，根据楞次定律，圆环中的感应电流方向相同，D错误。
故选A。
2．A
【详解】
根据右手定则可知，感应电流方向是；根据左手定则可知，安培力方向水平向左。
故选A。
3．D
【详解】
AB．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧接收线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧接收线圈中产生逆时针方向的电流， AB错误；
CD．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，金属片因存在感应电流而发热，C错误D正确。
故选D。
4．B
【详解】
AB．根据右手定则可知，乙环在甲环中产生的磁场方向为垂直纸面向外，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势，故A错误，B正确；
CD．乙环在丙环中产生的磁场方向为垂直纸面向里，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为顺时针，有扩张的趋势，故CD错误。
故选B。
5．B
【详解】
当该磁铁向下运动靠近线圈时，无论是做加速或减速或匀速运动，都会引起线圈中磁通量发生增加，产生感应电流，根据楞次定律和右手螺旋定则可知感应电流的方向与图中所标的箭头方向相同。
故选B。
6．D
【详解】
A．当电流恒定时产生的磁场是恒定的，根据感应电流产生的条件可知是不能产生感应电流的，故A错误；
B．根据安培定则可知，该电流产生的磁场的方向向上，当电流I增大，向上的磁场增强，根据楞次定律可知，金属棒ab中的感应电流从b流向a，故B错误；
C．当电流I增大，向上的磁场增强，根据楞次定律可知，cd棒由向阻碍磁通量减小的方向运动的趋势，所以cd棒有向右运动的趋势，即cd棒受到的安培力的方向向右，故C错误；
D．当电流减小时，向上的磁场减弱，根据楞次定律可知，ab棒由向阻碍磁通量增大的方向运动的趋势，所以ab棒有向右运动的趋势，即ab棒受到的安培力的方向向右，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A由图乙可知，0~1s，电流顺时针方向，则感应电流产生的磁场向下，由楞次定律可知原磁场向上增大或向下减小，且斜率不变，1~3s感应电流为零，则原磁场未发生变化，3~5s感应电流逆时针方向，感应电流产生的磁场向上，由楞次定律可知原磁场，向上减小或向下增大，且斜率不变，综上可得，B正确，ACD错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A正确；
B．闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，磁场对导体有安培力，起到阻碍导体与磁场相对运动的作用，故B错误；
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场反向，故C错误；
D．只有当原磁通量增加时，感生电流的磁场才跟原磁场反向，阻碍原磁场，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，因导线圈中的磁通量不变，不会出现感应电流，A错误；
B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，B正确；
C．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，C错误；
D．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
10．A
【详解】
AB．由题图可知，在磁体下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁体靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁体远离圆环时穿过圆环的磁通量减小；由楞次定律可以判定，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A正确、B错误；
C．在磁体下落过程中，圆环中激发了感应电流，即圆环中有电能产生，由能量守恒定律可知，磁体的机械能要减少，故C错误；
D．磁体做自由落体运动时，由
可得磁体落地时的速度
由于磁体下落时能量有损失，所以磁体落地速度小于，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
楞次定律是指感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律还可表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
故选B。
12．B
【详解】
由题意可知，当把电流表甲的指针向右拨动时，电流表甲中产生的感应电流方向阻碍表针向右摆动，即此时电流从电流表甲的正接线柱流出、负接线柱流入，所以电流表乙的指针摆动方向向右，两电流表中电流方向相反，故选B。
13．AD
【详解】
A．若I恒定，根据右手螺旋定则可知，导线右侧磁场垂直纸面向里，且离导线越远磁场越弱，将矩形线框向右平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，A正确；
B．若I恒定，将导线MN向左平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，B错误；
C．若使MN中的电流突然为零，则穿过线框的磁通量向里且减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，选项C错误；
D．若使MN中的电流突然反向，则穿过线框的磁通量由向里变为向外，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框中产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，D正确。
故选AD。
14．BC
【详解】
在线框从图示位置由静止释放到接近水平位置的过程中，穿过线圈的磁通量向上逐渐增大，根据楞次定律可知，线框中有沿方向的感应电流，根据左手定则，此时线框的边所受的安培力水平向右，根据对称可知，线框所受安培力的合力为零。
故选BC。
15．AD
【详解】
AB．开关S闭合瞬间，根据安培定则可知M中产生向右的磁场，P中向右的磁通量增大，根据楞次定律可知通过电流表的感应电流方向为a→b，故A正确，B错误；
CD．开关S断开瞬间，M中的磁场消失，P中向右的磁通量减小，根据楞次定律可知通过电流表的感应电流方向为b→a，故C错误，D正确。
故选AD。
16．(1)15Wb；(2)①逐渐增大磁场的磁感应强度，②使线圈以竖直向下的直径为轴转动；(3)
【详解】
(1)穿过该线圈的磁通量
=BS=1.5×102×0.1Wb=15Wb
(2)两种使线圈产生感应电流的方法：①逐渐增大磁场的磁感应强度；②使线圈以竖直向下的直径为轴转动
(3)线圈从位置1水平移到位置2的过程中磁通量逐渐减小，线圈上的感应电流方向如图所示
17．(1)小于G；(2)等于G；(3)大于G
【详解】
(1)在t1时刻穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，由楞次定律知线圈有收缩的趋势，受到向上的安培力，故弹簧测力计的示数小于G；
(2)在t2时刻穿过线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，由力的平衡知，弹簧测力计的示数等于G；
(3)在t3时刻穿过线圈的磁通量减少，线圈中产生感应电流，由楞次定律知线圈有扩张的趋势，受到向下的安培力，故弹簧测力计的示数大于G。