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．长沙磁悬浮中低速城市轨道交通线路是中国首条拥有完全自主知识产权的磁浮铁路，全长18.75km，设计时速100km/h。小明学习了电磁感应的知识后对磁悬浮列车产生了很大的兴趣，他特意去长沙体验乘坐了磁悬浮列车。回家后，他查找了相关资料并和同学一起设计了一个磁悬浮实验，他找来了一个金属圆盘，用绝缘细线系在圆盘中心把它水平吊起来，再在圆盘下放置一螺线管，调整至细线、圆盘中心轴线、螺线管中心轴线共线（如图甲所示），规定图中螺线管中通的电流方向为正方向，他们给螺线管通以图乙所示的电流，并对金属圆盘何时能产生磁悬浮效应有不同的看法，其中正确的是（　　）
A．t1时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”
B．t2时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”
C．t3时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”
D．t4时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”
2．如图所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同．一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行．线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间．则下列说法中正确的是（　　）
A．在位置2时，穿过线圈的磁通量为零
B．在位置2时，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化
D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向先向右后向左
3．如图所示，线圈M与电源、开关，滑动变阻器相连，线圈N与灵敏电流计相连，线圈M与线圈N绕在同一铁芯上。已知灵敏电流计的指针向电流流入一侧偏转，则下列操作可以使电流计的指针向“+”接线柱偏转的是（　　）
A．闭合开关瞬间
B．保持断开，将滑动变阻器向右移
C．保持闭合，将滑动变阻器向右移
D．保持闭合，将滑动变阻器向左移
4．如图所示，光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时增加，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　）
A．线圈1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4
5．如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在表面由非磁性材料制成的电子秤上，一条形磁铁（N极向下）从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到电子秤表面的过程，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁的加速度恒定
B．磁铁的机械能减小
C．通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D．与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数减小
6．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b与电源、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（　　）
线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B．线圈a对水平桌面的压力F不变
C．穿过线圈a的磁通量减小
D．线圈a有收缩的趋势
7．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水平边界重合，某时刻保持两磁场方向不变，增大的同时减小，则圆环中（ ）
A．有可能不产生感应电流 B．产生顺时针方向的感应电流
C．产生逆时针方向的感应电流 D．条件不足无法判断
8．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
9．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（　　）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
10．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的条形磁铁。当一水平线圈从磁铁上方附近沿直线AB快速经过时，若磁铁始终不动，关于线圈中电流方向正确判断的是（从上往下看）（　　）
A．一直是逆时针 B．一直是顺时针
C．先逆时针，后顺时针 D．先顺时针，后逆时针
二、多选题
11．关于感应电流，下列说法正确的是（　　）
A．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量
B．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反
D．当导体切割磁感线运动时，只能用安培定则确定感应电流的方向
12．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
13．如图所示，电阻为R的长直螺线管两端通过电阻可忽略的导线相连接。一个质量为m的小条形磁铁从静止开始落入其中，经过一段距离后以速度v做匀速运动。假设小磁铁在下落过程中始终沿螺线管的轴线运动且无翻转，则（　　）
A．小磁铁的磁性越强，小磁铁最后做匀速运动的速度v就越小
B．螺线管的电阻R越大，小磁铁最后做匀速运动的速度v 就越小
C．小磁铁做匀速运动时，由于回路中的磁通量没有变化，因此在回路中没有感应电流产生
D．小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电流I=
14．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着正电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO'重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，则（　　）
A．丝线受到的拉力减小
B．金属环B中产生顺时针方向（俯视）的电流
C．金属环B的面积有扩大的趋势
D．如果胶木盘A开始匀速转动，此后金丝线受到的拉力不变
三、填空题
15．如图，铝环A用轻线静止悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若突然闭合电键S，则铝环A将________（填“向左”或“向右”或“不”）摆动，并有________（填“收缩”或“扩张”）趋势。
16．如图为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，产生电磁感应现象的是___________（填“A”或“B”）线圈。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向为___________（填“D到C”或“C到D”）。
17．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动。当AB在外力F的作用下水平向右运动时，导体棒CD中感应电流的方向为_______,它会向_______运动。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．t1时刻螺线管中电流均匀增大，由安培定则可知，从下向上穿过金属圆盘的磁通量均匀增大，由楞次定律可知，金属圆盘此时有向上运动的趋势，受到向上的磁“浮力”，A正确；
B．t2时刻螺线管中电流不变，因而穿过金属圆盘的磁通量不变，没有感应电流产生，所以也没有磁“浮力”，B错误；
CD．t3时刻到t4时刻，螺线管中电流减小，因而穿过金属圆盘的磁通量减小，由楞次定律可知，圆盘有向下运动的趋势，即受到向下的“拉力”，CD错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
AB．磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数，故在位置2，A导线在线圈中的磁场方向向里，B导线在线圈中的磁场方向向外，则线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率不为0，A正确，B错误；
C．1→2，磁通量向外减小，感应电流为逆时针方向，2→3，磁通量向里增大，感应电流仍为逆时针方向，C错误；
D．由楞次定律知，线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动，方向总是向右，D错误．
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
A．由安培定则知，闭合开关瞬间，线圈M在其内部产生向左的磁感线，通过铁芯，通过线圈N的磁感线向左增加，由楞次定律知感应电流磁场向右，通过电流计的电流为从左到右，则电流计指针向“-”接线柱偏转，故A错误；
B．保持断开，将滑动变阻器向右移，线圈M中没有电流，没有磁感线通过铁芯，电流计不偏转，故B错误；
C．保持闭合，将滑动变阻器向右移，R接入电路电阻增大，通过线圈M的电流减小，铁芯中向左的磁感线数量减少，由“增反减同”知线圈N中感应磁场方向向左，则通过电流计的电流为从右到左，则电流计指针向“+”接线柱偏转，故C正确；
D．由C中分析可知，R向左移，出现的现象与C完全相反，结果电流计指针会向“-”接线柱偏转，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
AC．结合安培定则和磁场的矢量叠加可分析出，线圈1、3内的磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈1、3内的磁通量仍为零，故无感应电流产生，故AC错误；
B．同理知线圈2内的磁场垂直纸面向外，当导线中电流增大时，线圈2内的磁通量垂直纸面向外增加，根据楞次定律可得线圈2中会产生顺时针方向的感应电流，故B错误；
D．同理知线圈4内的磁场垂直纸面向里，当导线中电流增大时，线圈4内的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可得线圈4中会产生逆时针方向的感应电流，故D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A．根据来拒去留，磁铁所受的磁场力是斥力，因为磁铁加速下落，斥力的大小是变化的，所以磁铁的加速度是变化的，A错误；
B．斥力对磁铁做负功，磁铁的机械能减小，B正确；
C．线圈所在处的磁场方向向下并且增大，根据增反减同，感应电流的磁场向上，根据安培定则，线圈中产生逆时针的感应电流，通过电阻的电流方向与如图中箭头所示的方向相反，C错误；
D．根据牛顿第三定律，磁铁对线圈的磁场力向下，与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大，D错误。
故选B。
6．D
【解析】
【详解】
AC．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，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AC错误；
B．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，穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a有远离b的趋势，故线圈a对水平桌面的压力将增大，B错误；
D．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，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律的推广：“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或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
增大的同时减小，根据楞次定律和安培定则可知，圆环中产生顺时针方向的感应电流，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．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。
9．C
【解析】
【详解】
C．开关S闭合后，线圈中的电流从右侧流入，由安培定则可知，磁场方向向左，在合上开关S的瞬间，磁场变强，由楞次定律可知，从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向，故C正确；
AB．铝环所在位置的磁场有沿铝环圆心向外的分量，由左手定则可判断铝环受到的安培力有向左的分力，可知铝环向左运动，同理可判断，铜环向右运动，A、B错误；
D．由于铜的电阻率较小，铜环和铝环的形状大小相同，所以铜环的电阻较小，故铜环中的感应电流较大，则铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，故D错误．
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
根据条形磁铁磁感线分布规律可知，沿直线AB快速经过过程，穿过线圈向上的磁通量先增加后减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场应阻碍原磁通量的变化，根据右手螺旋定则可以判断，线圈中电流方向先顺时针，后逆时针。
故选D。
11．BC
【解析】
【分析】
【详解】
根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。原磁场减小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，原磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反。故选项AD错误，选项BC正确。
故选BC。
12．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。
13．AD
【解析】
【详解】
AB．根据楞次定律，小磁铁的磁性越强，通过导线环的磁通量越大，磁通量变化越大，因此下落过程中在导线环中产生的感应电流越大，感应电流产生的磁场也就越强，从而对小磁铁的阻碍也就越大，小磁铁向下运动的加速度就越小，因此小磁铁最后匀速运动的速度就越小，B错误，A正确；
C．小磁铁最后做匀速直线运动时，受到的线圈对它的阻力与重力大小相等，方向相反，所以线圈中的感应电流不可能为0，C错误；
D．设小磁铁做匀速运动时，下落距离h，在此过程中有
mgh=Q
式中Q为小磁铁匀速下落h高度在螺线管中产生的热量，其大小为
式中E是螺线管中产生的感应电动势，是小磁铁通过距离h所需的时间，由于小磁铁匀速运动，因此有
联立解得
感应电流为
I=
D正确。
故选AD。
14．ABD
【解析】
【详解】
ABC．木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，通过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律的推论，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升的趋势，丝线受到的拉力减小，AB正确；C错误；
D．如果胶木盘A开始匀速转动，通过B的磁通量没有发生变化，则B环没有感应电流，则此后金丝线受到的拉力不变，所以D正确；
故选ABD。
15． 向左 收缩
【解析】
【详解】
突然闭合电键S，电流变大，则穿过铝环A的磁通量变大，由来拒去留可知，铝环A与长直螺线管间存在排斥力，则金属环A将向左运动，因磁通量增大，由增缩减扩可知，金属环A有收缩趋势。
16． B D到C
【解析】
【详解】
当电键断开或闭合的瞬间，A线圈中电流变化，引起A线圈周围磁场强弱变化，通过B线圈中的磁通量变化，因此在B线圈中产生电磁感应现象。
当电键闭合瞬间，A线圈中电流增强，磁场增强，磁感应强度增大；由安培定则可知电磁铁中磁感应强度的方向是顺时针方向；因此通过B线圈的磁场方向是顺时针方向，且增强，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向是逆时针，感应电流方向从D到C。
17． C→D 右
【解析】
【详解】
导体棒AB向右运动，根据右手定则可知，产生了由B到A的感应电流，则导体棒CD中感应电流的方向为C→D；由左手定则可知，CD受安培力向右，它会向右运动。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页