2.1楞次定律课后练习-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word含答案）

2.1楞次定律
一、选择题（共15题）
1．在下列验证“由磁产生电”的实验中，说法正确的是
A．只要将条形磁铁往两端连接电流表的线圈中插入，就能观察到感应电流
B．只要条形磁铁旁放置一连有电流表的闭合线圈，就能观察到感应电流
C．只要将绕在条形磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，就能观察到感应电流
D．不管线圈是否闭合，只要通过它的磁通量发生变化，就能产生感应电流
2．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　）
A．同时增大减小
B．同时减小增大
C．同时以相同的变化率增大和
D．同时以相同的变化率减小和
3．如图所示，当磁场的磁感应强度B在逐渐减弱的过程中，内外金属环上的感应电流的方向应为（　　）
A．外环逆时针方向，内环顺时针方向 B．内外环均顺时针方向
C．外环顺时针方向，内环逆时针方向 D．内外环均逆时针方向
4．如图所示，金属线圈平面正对着条形磁铁的S极，现将条形磁铁迅速地靠近线圈，则
A．线圈中电流的方向是逆时针的(从左往右看)
B．线圈中电流的方向是顺时针的(从左往右看)
C．线圈向静止不动
D．线圈向左移动
5．某实验小组在利用如图所示的装置探究产生感应电流方向的规律，下列说法正确的是
A．线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反
B．线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同
C．不管哪个磁极在下端，只要磁铁向下插入线圈，线圈中就会产生如图所示的感应电流
D．只有N极在下端且向下插入线圈或S极在下端且向上远离线圈时，线圈中才产生如图所示的感应电流
6．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A．ΔΦ1＞ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现
B．ΔΦ1＝ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现
C．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均无感应电流出现
D．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有感应电流出现
7．航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．合上开关S的瞬间，处于线圈左侧的金属环被弹射出去。则下列说法正确的是（　　）
A．开关S合上瞬间，从右向左看环中有逆时针方向感应电流
B．金属环向左运动过程中将有收缩趋势
C．若将电池正负极调换后，金属环不能向左弹射
D．若将金属环置于线圈的右侧，环将向右弹射
8．如图所示，在一个左右延伸很远的上、下有界的匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中，线圈所受磁场力始终小于重力（　　）
A．进入磁场时加速度可能小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g
B．进入磁场时加速度大于g，离开时小于g
C．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g
D．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g
9．2019年10月1日，伟大祖国70华诞，举国欢庆，盛大阅兵仪式在京隆重举行．当空军司令员丁来杭上将带着领航梯队驾机从天安门城楼上空飞过时场面极其震撼．当飞行员驾机沿长安街由东向西方向做飞行表演时，飞行员左右两机翼端点哪一点电势高（ ）
A．飞行员右侧机翼电势低，左侧高
B．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低
C．两机翼电势一样高
D．条件不具备，无法判断
10．下列几种情况适用于右手定则判断的是（ ）
A．闭合导线的一部分在外力的作用下做切割磁感线运动产生感应电流的过程中，已知磁场方向和感应电流方向，判断做切割磁感线运动方向
B．已知直导线的电流方向，判断导线周围的磁场方向
C．通电导体在磁场中受力的过程中，已知磁场方向和受力方向，判断电流方向
D．带电粒子在磁场中运动而受磁场力的过程中，已知电荷的电性、运动方向及受力方向，判断磁场方向
11．如图，线圈从位置1向左运动到到位置2的过程中，感应电流的方向应为（　　）
A．先顺时针，再逆时针，后顺时针
B．先逆时针，再顺时针，后逆时针
C．先逆时针，再顺时针
D．一直逆时针
12．如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方靠近线圈中，在磁铁靠近线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是（　　）
A．无论N极向下靠近还是S极向下靠近，磁铁都受到向下的引力
B．无论N极向下靠近还是S极向下靠近，磁铁都受到向上的斥力
C．若磁铁的N极向下靠近，线圈中产生顺时针方向的感应电流
D．若磁铁的S极向下靠近，线圈中产生逆时针方向的感应电流
13．如图所示，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动．下列判断正确的是( )
A．用磁铁的N极靠近A环，A环会有顺时针方向的电流产生
B．用磁铁的N极靠近A环，A环会有逆时针方向的电流产生
C．用磁铁的N极靠近A环，A环会远离磁铁
D．用磁铁的N极靠近B环，B环会远离磁铁
14．如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是（ ）
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）
B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动
C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
15．如图所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是(　　)
A．C端一定是N极
B．D端一定是N极
C．C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D．因螺线管的绕法不明，故无法判断极性
二、填空题
16．如图所示，在一个水平放置且闭合的线圈上方放一条形磁铁，当条形磁铁向上运动时，线圈中产生的感应电流方向从上往下看为_______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向.
17．如图所示线圈放置在水平桌面上，S极向下的条形磁铁沿线圈轴线向桌面运动，此过程中，穿过线圈的磁通量_____（填“增大”、“减小”或“不变”），从上向下看，线圈中感应电流方向为_____（填“顺时针”或“逆时针）．
18．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左侧S极上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面方向向里的电流，则磁铁对桌面的压力______（选填“增大”或“减小”），桌面对磁铁______摩擦力（选填“有”或“没有”）。
19．如图，平行导体滑轨MM′、NN′水平放置，固定在匀强磁场中，磁场方向与水平面垂直向下．金属杆AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路，CD固定不动．当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向是 __________ (填“顺时针”或“逆时针”)，杆CD受到的磁场力方向__________ (填“向左”或“向右”)
三、综合题
20．如图所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？
21．如图所示，两平行金属导轨P、Q水平放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面，在两导轨之间连接一电阻R。当一根垂直于导轨的导体棒ab沿着导轨向右滑动时，棒ab中感应电流的方向是怎样的？请说明理由。
22．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向是怎样的？
23．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框，沿垂直于磁感线方向以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，从边进入磁场开始计时。
（1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像；
（2）从进入到穿出磁场的过程中，请分析线框中产生感应电流的情况。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
只要将条形磁铁往两端连接电流表的线圈中插入，由于磁通量发生变化，所以就能观察到感应电流，选项A正确；条形磁铁旁放置一连有电流表的闭合线圈，由于线圈的磁通量不变，所以无感应电流，选项B错误；将绕在条形磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，但是穿过线圈的磁通量不变，则无感应电流产生，则不能观察到感应电流，选项C错误；线圈不是闭合时，即使通过它的磁通量发生变化，也不能产生感应电流，选项D错误；故选A.
2．B
【详解】
AB．产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确。
CD．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，CD 错误。
故选B。
3．C
【详解】
当磁场的磁感应强度B减弱时，穿过闭合回路的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向里，根据安培定则，感应电流为顺时针方向（大圆中），故小圆中的感应电流方向为逆时针方向，故C正确，ABD错误．
4．B
【详解】
当条形磁铁S极迅速地靠近线圈，导致线圈的磁通量增大，根据楞次定律与右手螺旋定则，则产生感应电流方向顺时针（从左往右看），并根据楞次定律的“来拒去留”，即可判定线圈向右摆动，故B正确，ACD错误；故选B.
5．D
【详解】
AB．线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化，当原磁场减弱时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，故AB错误；
CD．根据楞次定律可得只有N极在下端且向下插入线圈或S极在下端且向上远离线圈时，线圈中产生如图所示的感应电流，故C错误，D正确。
故选D.
6．D
【详解】
设在位置Ⅰ时磁通量大小为Φ1，位置Ⅱ时磁通量大小为Φ2．第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量△Φ1=Φ1-Φ2，根据楞次定律判断可知，感应电流沿adcba方向；第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量△Φ2=Φ1+Φ2，根据楞次定律判断可知，感应电流沿adcba方向；则可知，△Φ1＜△Φ2，两次运动中线框中均有沿 adcba 方向电流出现，故D正确，ABC错误．故选D．
7．D
【详解】
A．线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由右侧看为顺时针，故A错误；
B．金属环向左运动过程中，穿过线圈的磁通量减小，则由楞次定律可知，为阻碍磁通量减小，故金属环的面积有扩张的趋势，故B错误；
C．电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出，故C错误；
D．若金属环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右弹射，故D正确．
故选D。
8．D
【详解】
闭合线圈从上方下落进入和离开磁场时由楞次定律的推论“来拒去留”可知，受到的磁场力始终向上，由题意知，线圈所受磁场力始终小于重力，故进入磁场和离开磁场时，加速度都小于g，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，当飞机做水平飞行时，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低；但由于是飞行表演，所以飞行角度不确定，如果倒过来飞，则方向相反，因此无法判定．
A．飞行员右侧机翼电势低，左侧高，与结论不相符，选项A错误；
B．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低，与结论不相符，选项B错误；
C．两机翼电势一样高，与结论不相符，选项C错误；
D．条件不具备，无法判断，与结论相符，选项D正确；
10．A
【详解】
试题分析：A、闭合导线的一部分在外力的作用下做切割磁感线运动产生感应电流的过程中，因此可以使用右手定则来，确定切割速度方向．故A正确；B、已知直导线的电流方向，则因使用左手定则来确定磁场的方向．故B错误；C、通电导体在磁场中受力的过程中，仍是用左手定则来判定，还是因通电产生安培力，故C错误；D、带电粒子在磁场中运动而受磁场力的过程中，是洛伦兹力，所以使用左手定则来确定磁场方向，故D错误．
11．B
【详解】
由安培定则得，载有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里，右边的磁场方向垂直向外，当线圈向导线靠近时，则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逆时针方向，当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，穿过线圈的磁通量变小，则感应电流方向为顺时针方向，当继续向右运动时，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，当远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，故ACD错误，B正确。
故选B。
12．B
【详解】
AB．根据安培定则判断可知，当极向下靠近时，线圈上端相当于极；当极向下靠近，线圈上端相当于极，与磁铁的极性总相反，则磁铁都受到向上的斥力，故A错误，B正确；
C．磁铁的极向下靠近，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律，线圈中感应磁场方向向上，由安培定则可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，故C错误；
D．若磁铁的极向下靠近，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，感应磁场方向向下，由安培定则可知，线圈中产生顺时针的感应电流，故D错误。
故选B。
13．BC
【详解】
AB. 用N极接近环A时，向里的磁通量最大，所以A环中感应电流的磁场的方向向外，环A能产生逆时针的感应电流，，故A错误，B正确；
C. A环闭合，磁铁插向A环时，产生感应电流，环受力，A环会远离磁铁．故C正确；故D. B环不闭合，磁铁插向B环时，环内不产生感应电流，因此环不受到磁场的作用，横杆不转动，故D错误；
故选BC
14．AB
【详解】
A.P向右摆动的过程中，线圈P平面内从右往左的磁通量减小，根据楞次定律可以得出电流方向为顺时针方向（从右向左看），选项A正确；
BC.根据P中产生的感应电流方向流过Q线圈也是顺时针方向，根据左手定则判断Q下边受安培力向右摆动，选项B正确，C错误；
D.若用手左右摆动Q，线圈Q的下边切割磁感线会产生感应电流，线圈P中会有感应电流通过，在磁场中会受到安培力，选项D项。
故选AB。
15．CD
【详解】
C．在螺线管插入过程中，穿过CD的磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，阻碍磁铁AB插入螺线管，C端的极性一定与磁铁B端的极性相同，C正确；
ABD．因磁铁AB极性不明，C端的极性无法判断，AB错误D正确。
故选CD。
16．顺时针
【详解】
条形磁铁下端为N极，所以当磁铁向上运动时，穿过线圈向下的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。
17． 增大 顺时针
【详解】
当磁铁S向下运动运动时，穿过线圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场要阻碍原磁场的增大，根据楞次定律，产生的感应电流是顺时针方向（俯视）；
18． 增大 有
【详解】
根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，如图，在根据左手定则判断安培力方向，如左图；
根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方，如右图，根据平衡条件，可知通电后支持力变大，静摩擦力变大，方向向左，故磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁由摩擦力；
19． 逆时针 向右
【详解】
由右手安培定则可知，当AB向右运动时电流由B到A，故电流方向沿ADCB，即为逆时针；则再由左手定则可得CD受力向右．
20．向左移动
【详解】
选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布图（图），磁感线方向垂直纸面向里，用“×”表示。已知矩形线圈中感应电流的方向是，根据右手螺旋定则，感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的（即指向读者的，用矩形中心的圆点“·”表示）。根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场从纸面内向外指向读者，是跟原来磁场的方向相反的。因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。
21．由b流向a；见解析
【详解】
棒ab中感应电流的方向由b流向a。已知原磁场的方向垂直于纸面向里，当棒ab向右滑动时，穿过闭合回路abPQ的磁通量增加。根据楞次定律可知，电路中产生的感应电流的磁场要阻碍该闭合回路中磁通量的增加，因此回路中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即垂直于纸面向外，由安培定则可知，感应电流沿逆时针方向流动。
22．逆时针；顺时针
【详解】
由图可知，当线圈第一次通过位置Ⅰ的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向，顺着磁场方向看是逆时针；
当线圈运动到Ⅱ位置的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向应是顺时针。
23．（1）；（2）线框进入磁场阶段，线框中产生逆时针方向的感应电流；线框在磁场中运动阶段，无感应电流产生；线框离开磁场阶段，线框中产生顺时针方向的感应电流。
【详解】
线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)．
（1）①线框进入磁场阶段：t为0～，线框进入磁场中的面积与时间成正比，即
S＝lvΔt1
故
Φ＝BS＝BlvΔt1
当Δt1＝时
Φ＝Bl2
②线框在磁场中运动阶段：t为～，线框中的磁通量为
Φ＝Bl2
保持不变，此过程
Δt2＝
③线框离开磁场阶段：t为～，线框中的磁通量均匀减小，
即
Φ＝Bl(l－vΔt3)＝Bl2－BlvΔt3
当t＝时
Δt3＝
Φ＝0
因此穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示．
（2）线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生逆时针方向的感应电流；线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生；线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生顺时针方向的感应电流。