-2.1楞次定律 自主提升过关练（word版含答案）

2.1楞次定律
自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则（　　）
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到b到d到c
B．若ad、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为0
D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a
2．下列各图中的导体棒是闭合回路的一部分，图中分别标出了导体棒的速度方向、磁场方向和棒中感应电流的方向，其中三者关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列科学家对物理学发展所做贡献符合史实的是（　　）
A．库仑发现了点电荷间的作用规律，并提出了电场的概念
B．法拉第研究了感应电流产生的条件，并提出了法拉第电磁感应定律
C．德国科学家楞次通过分析大量实验结果，发表了确定感应电流方向的楞次定律
D．安培首先发现电流的磁效应现象，并提出了分子电流假说
4．如图所示，一矩形线框，从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（线框平行于纸面移动）（　　）
A．一直顺时针 B．顺时针→逆时针
C．逆时针→顺时针→逆时针 D．顺时针→逆时针→顺时针
5．如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁体。当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是（　　）
A．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大 B．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小
C．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小 D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大
6．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中错误的是（　　）
A．圆环中有感应电流产生
B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处
C．圆环最终停在轨道的最低点B处
D．安培力始终阻碍圆环的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化
7．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，t1时刻电流方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　）
A．t1时刻FN＞G，P有收缩的趋势
B．t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量为0
C．t3时刻FN＝G，此时P中无感应电流
D．t4时刻FN＜G，此时穿过P的磁通量最小
8．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
9．歼-20是我国研制的一款单座双发动机并具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第四代战斗机，于2011年1月11日实现首飞，代表着中国高端技术发展，使得我国开始具备世界一流空军实力，能够和任何敌人进行同代同水平空中对抗。国庆阅兵时歼-20在天安门上空沿水平方向呼啸而过，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（　　）
A．低 B．高 C．相等 D．以上情况都有可能
10．下列关于电磁感应说法正确的是（　　）
A．只要磁通量发生变化，就会产生感应电流
B．感应电流激发的磁场总是阻碍线圈中磁通量的变化
C．穿过闭合回路磁通量为零时，感应电流也为零
D．穿过闭合回路磁通量最大时，感应电流也一定最大
11．如图所示是动圈式麦克风的示意简图，磁体固定在适当的位置，线圈与一个膜片连接，声波传播时可使膜片左右移动，从而引起线圈运动产生感应电流。则线圈（　　）
A．向右移动时，感应电流从a流向b
B．向左移动时，感应电流从b流向a
C．先向右移动后向左移动时，感应电流一直从a流向b
D．先向右移动后向左移动时，感应电流先从b流向a再从a流向b
12．如图所示，光滑无电阻的金属框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面，质量为m的金属棒ab从∠abO=45°的位置由静止释放，两端沿框架在重力作用下滑动。在棒由图示位置滑动到处于水平位置的过程中，ab中感应电流的方向是（　　）
A．由a到b B．由b到a
C．先由a到b，再由b到a D．先由b到a，再由a到b
13．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（　　）
A．线圈接在了直流电源上 B．所选金属套环有缺口
C．所选线圈的匝数过多 D．所用的塑料套环
14．如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量增大
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
15．如图所示，软导线放在水平面上，空间存在竖直方向的匀强磁场，由于磁场发生变化，回路形状由图甲变为图乙。关于该磁场的方向以及强弱的变化，下列说法可能正确的是（　　）
A．方向竖直向上，逐渐增强 B．方向竖直向上，逐渐减弱
C．方向竖直向下，逐渐增强 D．方向竖直向下，逐渐减弱
二、解答题
16．请写出应用楞次定律判断感应电流方向的步骤．
17．如图所示边长为l的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为B的有界匀强磁场（磁场宽度略大于线框边长），线框平面始终与磁场方向垂直。从线框进入磁场区域直到完全离开的过程中，线框中产生的感应电流方向是怎样的？（方向采用“顺时针”或“逆时针”）
试卷第页，共页
参考答案：
1．D
【解析】
A．若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故A错误；
B．若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故B错误；
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中有顺时针方向的电流，故C错误；
D．若ab、cd都向右运动，且vcd>vab，则ab、cd所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
根据右手定则，伸开右手，让磁感线穿过掌心，大拇指指向导体棒运动方向，可判断感应电流的方向。A中感应电流应沿导体棒向里，B中感应电流应沿导体棒向外，C中感应电流应沿导体棒向右， D中导体棒运动时不切割磁感线，无感应电流产生，ACD错误，B正确。
故选B。
3．C
【解析】
A．库仑发现了点电荷的相互作用规律--库仑定律，法拉第提出了电场、电场线和磁场、磁感线的概念，故A错误；
B．法拉第研究了感应电流产生的条件，库柏和韦德提出了法拉第电磁感应定律。故B错误；
C．德国科学家楞次通过分析大量实验结果，发表了确定感应电流方向的楞次定律，故C正确；
D．奥斯特首先发现电流的磁效应现象，安培发现了磁场对电流的作用规律，并提出了分子电流假说，故D错误；
故选C。
4．D
【解析】
由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直直面向外，右边的磁场方向垂直向里。
当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直直面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为adcba，为顺时针方向；
当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直直面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为abcda，为逆时针方向；
当继续向右运动时，磁场方向是垂直直面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可在，感应电流方向为：abcda，为逆时针方向；
当远离导线时，磁场方向是垂直直面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为：adcba，为顺时针方向。
故选D。
5．A
【解析】
根据楞次定律可知：当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合铝环内的磁通量增加，因此铝环有收缩的趋势，同时有远离磁体的趋势，从而阻碍磁通量的增加，故增加了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面的压力增加，故选项A正确，BCD错误。
故选A。
6．B
【解析】
A．水平通电直导线周围有磁场，且离导线越远磁感应强度越小，在圆环运动过程中，通过圆环的磁通量变化，故有感应电流产生，A正确，不符合题意；
B．因为圆环在运动的过程中，有感应电流产生，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上滑到轨道右侧与A点等高的C处，B错误，符合题意；
C．由于圆环运动的过程中，磁通量不断变化，所以机械能不断转化为电能，故圆环的机械能越来越小，最终停在最低点B处，C正确，不符合题意；
D．由能量守恒定律可知，安培力始终对圆环做负功，这样便阻碍了圆环中磁通量的变化，D正确，不符合题意。
故选B。
7．A
【解析】
A．t1时刻，螺线管中电流增大，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离螺线管和面积收缩的趋势，即
A正确；
B．t2时刻，螺线管中电流不变，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈中无感应电流产生，故t2时刻
此时穿过P的磁通量最大，B错误；
C．t3时刻，螺线管中电流为0，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流产生，C错误；
D．t4时刻，螺线管中电流不变，线圈P中的磁通量不变，无感应电流产生，故
D错误。
故选A。
8．B
【解析】
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。
9．B
【解析】
当歼-20在天安门上空水平飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高。
故选B。
10．B
【解析】
A．穿过回路的磁通量发生变化，但回路不闭合，则不会有感应电流产生，A错误；
B．根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍线圈原来磁通量的变化，B正确；
C．穿过闭合回路磁通量为零时，可能此时磁通量的变化率最大，因此感应电流却最大，C错误；
D．穿过闭合回路磁通量最大时，可能此时磁通量的变化率最小，因此感应电流却最小，D错误。
故选B。
11．D
【解析】
由图可知，线圈中原磁场方向向右；当线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向左，由安培定则可知感应电流方向从b流向a；当线圈向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向右，由安培定则可知感应电流从a流向b。
故选D。
12．A
【解析】
以ab棒与金属框架组成的回路为研究对象，由几何知识可知，当∠abO为45°时，回路面积最大，故棒由图示位置开始运动的过程中，穿过回路的磁通量在减小，由楞次定律可知，产生的感应电流方向为顺时针，即ab中感应电流的方向为由a到b，BCD错误，A正确。
故选A。
13．BD
【解析】
金属套环跳起来的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起．电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料（塑料套环），或者所选金属套环有缺口，则不会则套环不会跳起，故AC选项错误，BD选项正确。
故选BD。
14．BD
【解析】
解：AB、当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加方向向下，根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故A错误，B正确；
C、再根据微元法将线圈a无线分割根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误；
D、开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。
故选：BD。
15．AC
【解析】
根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁场的磁通量变化，无论穿过回路的磁感线的方向如何，只要磁场逐渐增强，穿过回路的磁通量就会增加，回路的面积就将减小。
故选AC。
16．见解析
【解析】
试题分析：对于感应电流的方向，可由楞次定律判定，用楞次定律判断感应电流方向一般有4个步骤：
① 确定原磁场的方向．
②判断原磁场的变化趋势．
② 根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向．
④根据右手螺旋定则确定感应电流的方向．
17．先逆时针方向，然后不产生感应电流，最后沿顺时针方向。
【解析】
线圈进入磁场时，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针方向；当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流；线圈出离磁场时，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向；
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