2.1楞次定律 同步练习题（word版含答案）

2.1楞次定律
一、单选题
1．如图所示，导线框abcd与通电直导线固定在同一平面内，直导线中通有图示方向的电流I，当电流I增大时，下列说法中正确的是（　　）
A．线框中将产生逆时针方向的感应电流，线框将受到水平向右的安培力
B．线框中将产生逆时针方向的感应电流，线框将受到水平向左的安培力
C．线框中将产生顺时针方向的感应电流，线框将受到水平向左的安培力
D．线框中将产生顺时针方向的感应电流，线框将受到水平向右的安培力
2．电磁阻尼在很多领域都有应用，如图装置可以体现电磁阻尼的原理。条形磁铁挂在轻弹簧下端，磁铁穿过固定的水平闭合金属环。向下拉动磁铁，放手后磁铁的运动会很快停下，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁中央通过线圈平面时，线圈中感应电流最大
B．磁铁向下运动时，线圈受到的安培力方向一定向上
C．磁铁向上运动且弹簧处于原长时，磁铁的加速度一定不小于g
D．磁铁向下运动且弹簧处于原长时，磁铁的加速度一定不小于g
3．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒以某一速度水平抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．金属棒a端的电势高于b端的电势
B．金属棒a端的电势低于b端的电势
C．金属棒中有a到b的感应电流
D．金属棒中有b到a的感应电流
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，金属棒、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒在匀强磁场中沿导轨向右运动，则（　　）
A．棒不受安培力作用
B．棒所受安培力的方向向右
C．棒中感应电流的方向由到
D．螺线管产生的磁场，端为N极
6．竖直平面内放置某竖直向上恒定电流的导线，如图所示。正方形导体框置于导线右侧，下列说法正确的是（　　）
A．电流变大，线框将水平左运动，并有扩张趋势
B．导体框向左运动一小段时会产生感应电流，电流方向是逆时针方向
C．从静止释放导线框，则该框下落过程中加速度逐渐减小，最后匀速下落
D．以导线为轴线框顺时针（俯视）转动时会产生感应电流，电流方向
7．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
8．如图所示，一段长铜管竖直放置，将一铁质圆柱体从铜管内部上端由静止释放，经过时间t1落到铜管下端，将相同质量的磁体从铜管内部上端由静止释放，经过时间t2落到铜管下端，则t1和t2的关系为（　　）
A．t1< t2 B．t1> t2
C．t1= t2 D．条件不足，无法判断
9．如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时（　　）
A．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大
D．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大
10．如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则（　　）
A．圆环中产生顺时针方向的感应电流
B．圆环中产生恒定的感应电流
C．圆环有扩张的趋势
D．圆环受到水平向左的摩擦力
11．如图所示，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FN大小变化、摩擦力方向，及线圈是收缩或扩张趋势的正确判断是（　　）
A．FN先小于mg后大于mg，摩擦力方向先向左后向右，先有扩张趋势后有收缩趋势
B．FN先大于mg后小于mg，摩擦力方向先向右后向左，先有扩张趋势后有收缩趋势
C．FN先小于mg后大于mg，摩擦力方向一直向右，先有收缩趋势后有扩张趋势
D．FN先大于mg后小于mg，摩擦力方向一直向左，先有收缩趋势后有扩张趋势
12．某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（　　）
A．从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B．从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用
D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
13．如图所示，一闭合小金属线圈从蹄形磁铁的N极正上方移到S极正上方，从上往下看，此过程中小线圈中感应电流的方向 （　　）
A．始终沿顺时针 B．始终沿逆时针
C．先沿顺时针后沿逆时针 D．先沿逆时针后沿顺时针
14．法拉第的贡献无法用任何物质来衡量，他的研究涉及电学、磁学、电化学等方面，发明了电动机和发电机，变压技术等等，其中电磁感应现象的发现对电磁学的发展有重要的作用。如图所示是法拉第发现电磁感应现象的一个装置的示意图，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与电源、开关S1相连，线圈N与电阻R，开关S2相连。下列说法正确的是（　　）
A．先闭合S2 ，再闭合S1，有电流从a-R-b
B．先闭合S1，再闭合S2，有电流从a-R-b
C．先闭合S2 ，再闭合S1，有电流从b-R-a
D．先闭合S1 ，再闭合S2，有电流从b-R-a
15．如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，条形磁铁落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，条形磁铁落地用时t2，落地时速度为v2.则它们的大小关系正确的是 （　　）
A．t1＞t2，v1＞v2 B．t1＝t2，v1＝v2
C．t1＜t2，v1＜v2 D．t1＜t2，v1＞v2
二、多选题
16．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（　　）
A．穿过线框的磁通量逐渐变小
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
17．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
18．如图，电吉他中拾音器的线圈绕在磁体上。工作时，拨动被磁体磁化的琴弦，线圈就能将振动产生的信号转换为电信号并传送到音箱发出声音，则（　　）
A．琴弦振动时，琴弦中将产生感应电流
B．琴弦振动时，穿过线圈的磁通量将发生变化
C．琴弦振动时，线圈中的电流会不断变化
D．若用软铁芯替代磁铁，拾音器依然可以正常工作
19．如图所示，水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒PQ和MN，并且分别放置在磁感应强度为B1和B2的匀强磁场中，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A．向左加速运动 B．向右加速运动
C．向右减速运动 D．向右匀速运动
20．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
三、填空题
21．如图为某手机无线充电情景。充电的主要部件为两个线圈，分别安装在手机和无线充电器内部，其工作原理是：______；当B线圈中电流沿顺时针方向逐渐增大时，A线圈中会产生______方向的电流。
22．如图所示，当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是为_________．(用字母表示)
23．如图所示,导线AB与CD互相平行,则在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向为___________;在断开开关S时导线CD中感应电流的方向为__________.(填“由C到D”或“由D到C”)
24．如下图左所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环．导线abcd所围区域内磁场的磁感强度分别按下图右侧A、B、C、D图线所表示的方式随时间变化时
（1）导体圆环将受到向上的磁场作用力的是_______；
（2）导体圆环将受到向下的磁场作用力的是_______；
（3）导体圆环将不受到磁场作用力的是___________．
（请填入图线下方对应的字母）
25．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P、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MN，MN向右运动时，MN中的电流方向为________，MN向左运动时，MN中的电流方向为________（均选填“M→N”或“N→M”）。
试卷第1页，共3页
试卷第9页，共9页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
根据安培定则可知，直导线右侧磁场方向垂直直面向里，当导线中电流增大时，穿过线框的向里的磁感线条数增多，由楞次定律可知，线圈会产生逆时针的感应电流。根据左手定则对线框受力分析可知线框ab边受到的安培力方向水平向右，cd边受到的安培力方向水平向左，因为ab处的磁感应强度大于cd处的磁感应强度，由安培力表达式可知ab边受到的安培力大于cd边，故线框合力向右，A正确。
故选A。
2．C
【解析】
【详解】
A．铁中央通过线圈平面时，磁通量的变化率最小，产生的感应电流最小，A错误；
BCD．由楞次定律和牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力总阻碍磁铁的运动，所以磁铁向下运动时，受到的磁场力向上，线圈受到的磁场力向下，BD错误，C正确。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
AB．由右手定则，金属棒a端的电势低于b端的电势，A错误、B正确；
CD．由于没有闭合回路故金属棒中无感应电流，则C、D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【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．C
【解析】
【详解】
ABC．棒沿导轨向右运动，由右手定则可知，ab中产生由b到a的向上的感应电流，根据左手定则可知，ab棒受安培力向左，选项AB错误，C正确；
D．根据安培定则可知，螺线管产生的磁场，B端为N极，选项D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．电流变大，线框内磁通量变大，会产生逆时针方向感应电流，根据楞次定律推论，即“增缩减扩”可判断线圈面积有缩小的趋势，线框将将向右水平运动，且有收缩的趋势，故A错误；
B．导体框向左运动时，线框内磁通量增加，因此会产生感应电流，根据楞次定律判断则电流方向a→d→c→b，即逆时针方向，故B正确；
C．从静止释放导线框，则该框下落过程中，线框中磁通量不变，所以没有感应电流，因此线框做自由落体，故C错误；
D．以导线为轴线框顺时针转动时，导线框中的磁通量并不变化，所以没有感应电流产生，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【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。
8．A
【解析】
【详解】
由楞次定律可知，磁体的运动导致磁体周围的铜管磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍磁体下落，故磁体下落的时间长，故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
本题以磁体和金属体在铜管中下落为载体，通过两个物体下落时间的比较，考查学生对楞次定律的理解，考查了学生物理观念的建立。
9．A
【解析】
【详解】
当螺线管中电流I减小时，电流产生的磁场减弱，穿过金属环的磁通量减小，由楞次定律可知，为阻碍原磁通量的减小，金属环的磁场与螺线管产生的磁场方向相同，则知金属环与螺线管中的电流方向相同，由于同向电流相互吸引，环有缩小的趋势，所以环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小，A正确，BCD错误。
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
A．直导线通电流向上，在右侧产生的磁感线向里，电流增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场向外，则感应电流为逆时针，故A错误；
B．据题意电流只是逐渐增大，而只有直导线通的电流均匀增大，才能在圆环中产生均匀增大的磁通量变化，从而产生恒定的感应电流，故B错误；
C．穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律的理解“增缩减扩”，可知圆环有收缩的趋势，故C错误；
D．将有逆时针感应电流流过的圆环用微元法截成电流元，上下电流元所受安培力抵消，而对于左右的电流元，由于左侧所处磁感应强度更大，抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向，由左手定则可知方向向右，则圆环始终静止在水平桌面上有圆环受到水平向左的摩擦力和安培力平衡，故D正确。
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留：可知，线圈有向下和向右的趋势；因此线圈受到的支持力先增大；同时运动趋势向右；当线圈离开时支持力小于重力，同时有向右运动的趋势，则全程所受的摩擦力一直向左；根据楞次定律的表述“增缩减扩”可知线框先有收缩趋势后有扩张趋势，故选D。
【点睛】
当回路中的磁通量发生变化时，感应电流的效果是阻碍原磁通量的变化。阻碍原磁通量的变化——“增反减同”
12．D
【解析】
【详解】
AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从下往上看是顺时针方向，B中中向上的磁场增强，感应电流的方向从下往上看是逆时针方向，AB错误；
C．结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，C错误；
D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，D正确。
故选D。
13．B
【解析】
【详解】
小线圈从蹄形磁铁的N极正上方移到S极正上方的过程中，磁通量先向上减小后向下增大;根据楞次定律的推论“增反减同”，可判断小线圈中感应电流的方向始终沿逆时针（从上往下看），ACD错误，B正确。
故选B。
14．C
【解析】
【详解】
BD．先闭合S1，再闭合S2，右边线圈磁通量就不发生变化，所以不会有电流产生，B、D错误；
AC．先闭合S2后闭合S1，则右边磁通量增加，根据安培定则可知，穿过右边的磁通量在增加，原磁场方向向下，由楞次定律可知，感应电流磁场方向向上，根据安培定则可知流过电阻的电流为,故C正确，A错误。
故选C。
15．D
【解析】
【详解】
开关S断开时，线圈中没有感应电流产生，不受安培力，则条形磁铁也不受安培力，所以磁铁自由下落，加速度为g；S闭合时，穿过线圈的磁通量在变化，将产生感应电流，根据楞次定律“来拒去留”可知，磁铁受到向上的安培力，合力小于重力，加速度小于g，所以下落时间延长，落地速度减小，即有t1＜t2，v1＞v2。
故选D。
16．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．线框由静止释放，在下落过程中，因电流的磁场离导致越远，磁场越弱，则穿过线框的磁通量在减小，故A正确；
B．根据右手螺旋定则，可知直导线下方的磁场方向垂直纸面向里，线框由静止释放，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知，感应电流的方向为顺时针方向，方向不变，故B正确；
C．线框由静止释放，穿过线圈的磁通量减小，将产生感应电流，产生的感应电流会阻碍线框的运动，所以一定受到安培力的作用，即线框所受安培力的合力不为零，故C错误；
D．在下降的过程中，除重力做功以外，有安培力做功，产生热量，所以线框的机械能减小，故D错误。
故选AB。
17．AD
【解析】
【详解】
A．由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈正面环绕部分的电流向下，由安培定则可知，直导线在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；
BC．开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，BC错误；
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。
故选AD。
18．BC
【解析】
【详解】
AB．由于琴弦被磁化，拨动琴弦，线圈中磁通量发生变化，从而导致线圈中产生感应电流，A错误B正确；
C．弦振动过程中方向不断变化，则穿过线圈的磁场不断变化，根据楞次定律可知线圈中的电流方向不断变化，C正确；
D．若用软铁芯替代磁铁，就没有磁场，穿过线圈的磁通量始终为零，从而拾音器无法正常工作，D错误。
故选BC。
19．AC
【解析】
【详解】
根据安培定则可知，MN处于垂直纸面向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L2中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L1线圈中电流的磁场应该是向上减弱，或向下增强。
若L1中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知PQ中电流方向为Q→P且减小，根据右手定则可知PQ向右减速运动；若L1中磁场方向向下增强，根据安培定则可知PQ中电流方向为P→Q且增大，根据右手定则可知PQ向左加速运动。
故选AC。
20．AD
【解析】
【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。
21． 电流的互感原理 逆时针
【解析】
【详解】
充电的主要部件为两个线圈，分别安装在手机和无线充电器内部，其工作原理是电流的互感原理，由电磁感应规律可知，交变电流通过无线充电器的线圈时会产生变化的磁场，从而在手机内的线圈中产生感应电流，实现无线充电；
根据麦克斯韦电磁理论可知，当B线圈中电流沿顺时针方向逐渐增大时，A线圈中会产生逆时针方向的电流。
22．d到e
【解析】
【详解】
导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动而切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可以判定感应电流的方向为由b→a，流过R的电流方向向下，即由d→e．
【点睛】
右手定则的：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内．磁感线垂直进入手心，大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向．
23． 由D到C 由C到D
【解析】
【详解】
在闭合开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流增大，穿过线框CD的磁通量增大，根据楞次定律得：线框中感应电流方向为顺时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由D到C；
在断开开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流减小，穿过线框CD的磁通量减小，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由C到D．
【点睛】
本题考查安培定则、楞次定律综合应用的能力．安培定则可以用来判断通电导线产生的磁场方向，楞次定律用来判断线圈感应电流产生的磁场方向．
24． A B CD
【解析】
【详解】
试题分析：A中可看出穿过abcd的磁通量的变化率减小，则在螺线管中产生的感应电流减小，穿过圆环的磁通量减小，故圆环受到向上的磁场力的作用；同理B中，圆环受到向下的磁场力作用；在CD中，穿过线圈的磁通量均匀变化，故在abcd中会产生恒定不变的感应电流，穿过圆环的磁通量不变，所以圆环中不产生感应电流，故圆环不受力．
考点：法拉第电磁感应定律及楞次定律．
25． N→M M→N
【解析】
【详解】
根据右手定则，MN中的电流方向为N→M。
根据右手定则，MN中的电流方向为M→N。
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答案第10页，共1页