2.1楞次定律（Word版含答案）

2.1 楞次定律 同步练习
一、单选题
1．下面说法正确的是（ ）
A．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
B．楞次总结出了通电导线在磁场中受力方向的判定法则
C．回旋加速器利用了电磁感应原理
D．做曲线运动的物体其所受到的合外力方向与加速度方向一定在同一直线上
2．如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且磁场与竖直方向的夹角为θ（0°<θ<90°）。在下列各过程中，一定能在轨道回路中产生感应电流且磁通量增大的是（　　）
A．只减小θ角 B．同时减小磁感应强度B和θ角
C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B D．同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°）
3．如图甲所示，半径为r，匝数为n的线圈，其两极分别与固定在水平位置的平行金属板A，B相连，线圈处于匀强磁场之中，磁场的方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示（垂直纸面向里为正方向，忽略虚线右侧的感生电场），在时刻，将一质量为m，电荷量为，重力不计的粒子从平行金属板中正位置由静止释放，对粒子在时间的运动，正确的判断是（　　）
A．粒子可能一直向下做加速运动
B．粒子可能一直向上做加速运动
C．粒子可能先向下加速运动接着向下减速运动且恰好到达下极板
D．粒子可能先向上加速运动接着向上减速运动且恰打到达上极板
4．水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。把条形磁铁向水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向的驱动力，关于这个情景，下列说法正确的是（　　）
A．驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同
B．驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相反
C．金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流（俯视）
D．金属圆环将有收缩的趋势
5．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．时圆环对桌面的压力小于圆环所受的重力
C．0~1s内圆环有扩张的趋势
D．1~2s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反
6．如图所示，把水平放置的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，导体棒中通有向右的电流，则导体棒所受安培力的方向为
A．垂直导体棒向上 B．垂直导体棒向下
C．垂直纸面向内 D．垂直纸面向外
7．矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行.导线中通入电流方向如图所示，当MN中的电流减小时，下列说法正确的是
A．导线框abcd有逆时针的感应电流
B．MN所受线框给它的作用力向右
C．导线框所受的安培力的合力向右
D．bc、ad两边均不受安培力的作用
8．在我市某重点中学的操场上，四位同学按如图所示的装置研究利用地磁场发电问题，他们把一条大约10m 长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路．两个同学迅速摇动这条电线，另外两位同学在灵敏电流计旁观察指针摆动情况，下列说法中正确的是：
A．为了使指针摆动明显，摇动导线的两位同学站立的方向应沿东西方向
B．为了使指针摆动明显，摇动导线的两位同学站立的方向应沿南北方向
C．当导线在最高点时，观察到感应电流最大
D．当导线在最低点时，观察到感应电流最大
9．如图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为（ ）
A．内环逆时针，外环顺时针
B．内环顺时针，外环逆时针
C．内环逆时针，外环逆时针
D．内环顺时针，外环顺时针
10．如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．P、Q将相互靠近 B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度大于g D．磁铁的加速度仍为g
11．如图所示，上、下两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。一金属圆环垂直磁场放置，其直径与两磁场的边界重合。下列说法正确的是（　　）
A．仅增大，圆环受到的安培力是垂直边界向上的
B．仅增大，圆环受到的安培力是垂直边界向上的
C．同时以相同的变化率增大和时，圆环的电流沿逆时针方向
D．同时以相同的变化率减小和时，圆环的电流沿顺时针方向
12．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
13．如图所示，虚线边界MN右侧充满垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，纸面内有一个边长为L，粗细均匀的正方形导线框abcd，cd边与MN平行，导线框在外力的作用下，先后以v和2v的速度垂直MN两次匀速进入磁场，运动过程中导线框平面始终与磁场垂直，则（　　）
A．两次进入磁场的过程中，导线框中的电流均为逆时针方向
B．导线框以速度v进入磁场时，c、d两点的电压为BLv
C．导线框先后两次进入磁场的过程中，产生的热量之比为1：2
D．导线框先后两次进入磁场的过程中，外力做功的功率之比为1：2
14．如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3Ω，边长为0.4m。金属框处于两个半径为0.1m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外，右边磁场垂直纸面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（取3）（　　）
A．线框中感应电流的方向是顺时针方向
B．0~0.4s，线框中产生的热量为0.3J
C．t=0.4s时，穿过线框的磁通量为0.55Wb
D．前0.4s内流过线框某截面的电荷量为0.02C
15．如图所示，光滑绝缘的水平面上，有一长直导线与新月形金属导线框，直导线固定，导线框可以在水平面上自由移动。开始导线框的对称轴MN与直导线垂直。t=0时给直导线通交变电流，规定图示方向为电流正方向。下列关于导线框的说法正确的是（　　）
A．在0~时间内，导线框中产生顺时针方向的感应电流
B．在~时间内，导线框有面积缩小的趋势
C．在时导线框受到的安培力最大
D．在0~时间内，导线框将沿MN方向向右平动
二、多选题
16．用单位长度电阻为的硬质细导线做成半径为的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则在到的时间内（　　）
A．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
B．圆环中的感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向
C．圆环中的感应电动势为
D．圆环中的感应电流为
17．如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来．当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动．则下列说法中正确的是（ ）
A．不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是铜盘A做切割磁感线运动，产生感应电动势
B．当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩
C．当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动
D．当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动
18．如图所示，通电导线旁边同－平面内放有矩形线圈abcd，则（　　）
A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是
B．若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C．当线圈以ab边为轴转动（小于90°）时，其中感应电流的方向是
D．当线圈向导线靠近时，其中感应电流的方向是
19．如右图所示，匀强磁场区域宽度为1，边长为d(d>l)的矩形线框以恒定速度v向右通过磁场区域，则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，以下说祛正确的是
A．产生的感应电流方向相反
B．所受的安培力方向相反
C．感应电流所产生的焦耳热相等
D．中间有一过程没有感应电流，时间为
20．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内、导轨之间接有电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀增大，ab始终保持静止，下列说法正确的是
A．棒的感应电流方向由b到a
B．ab中的感应电流逐渐增大
C．ab所受的安培力保持不变
D．ab所受的静摩擦力逐渐增大
21．如右图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置， 间距为l＝1m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R＝10Ω的电阻．一阻值为R＝10Ω的导体棒ab以速度v＝4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是（ ）
A．导体棒ab中电流的流向为由b到a
B．c、d两端的电压为1V
C．d、e两端的电压为1V
D．f、e两端的电压为1V
三、填空题
22．有一电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转；现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出：
（1）图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为________.（填“偏向正极”或“偏向负极”）
（2）图乙中磁铁下方的极性是______.（填“N极”或“S极”）
（3）图丙中磁铁的运动方向是______.（填“向上”或“向下”）
（4）图丁中线圈从上向下看电流方向是________.（填“顺时针”或“逆时针”）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．人在沿直线匀速前进的车厢内竖直向上跳起后，由于惯性，所以人还要保持原来的运动状态，故将落在起跳点，A错误；
B．安培总结出了通电导线在磁场中受力方向的判定法则，B错误；
C．回旋加速器利用了运动电荷在磁场中受力而做圆周运动，C错误；
D．无论是做什么运动，物体所受的合外力方向与加速度方向一定是共线的，D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
回路磁通量
A．只减小θ角，磁通量变大，产生感应电流，故A正确；
B．同时减小磁感应强度B和θ角，磁通量可能不变，不产生感应电流，故B错误；
C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B，面积减小，则磁通量减小，产生感应电流，故C错误；
D．同时增大磁感应强度B和θ角（0°<θ<90°），磁通量可能不变，不产生感应电流，故D错误；
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
在内线圈中产生逆时针方向的电流，此时B极板为正，A极板为负，场强方向向上，此过程中粒子向上做加速运动；在内线圈中产生顺时针方向的电流，此时A极板为正，B极板为负，场强方向向下，此过程中粒子向上做减速运动；即整个过程中粒子可能先向上加速运动接着向上减速运动且恰打到达上极板。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
AB．把条形磁铁向水平方向移动时，穿过金属圆环的磁通量减小，根据来拒去留可知，条形磁铁与金属圆环之间有相互的吸引力，则驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同，故A正确，B错误；
C．把条形磁铁向水平方向移动时，穿过金属圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，金属圆环中会产生顺时针方向的感应电流（俯视），故C错误；
D．把条形磁铁向水平方向移动时，穿过金属圆环的磁通量减小，根据增缩减扩可知，金属圆环将有扩张的趋势，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
【详解】
A．0~1s内螺线管中电流增大，产生的磁场增强，圆环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0~1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，故A正确；
B．时圆环中感应电流最大，但螺线管中的磁场不变化，圆环中无感应电流，故时圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误；
C．0~1s内螺线管中电流增大，产生的磁场增大，圆环中磁通量增大，圆环有收缩的趋势，故C错误；
D．1~2s内正向电流减小，2~3s内反向电流增大，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故D错误；
故选A。
6．C
【解析】
【分析】
根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向．
【详解】
根据左手定则可知导线受的安培力的方向垂直纸面向内，故C正确，ABD错误．
【点睛】
本题主要考查了左手定则的应用，属于基础题．
7．B
【解析】
【详解】
A．直导线中通有向上减小的电流，根据安培定则，知通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为顺时针方向，故A错误。
BC．根据左手定则，知ab边所受安培力方向水平向左，cd边所受安培力方向水平向右，离导线越近，磁感应强度越大，所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力，则线圈所受磁场力的合力方向向左，因此MN所受线框给它的作用力向右，故B正确，C错误。
D．根据A选项分析，可知，依据左手定则，则bc、ad两边均受安培力的作用，故D错误。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
试题分析：做此题要知道产生感应电流的条件：一是闭合回路中的一部分导体，二是必须做切割磁感线运动；
AB、由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，则电路中就产生了感应电流，故A对，B错；
CD、当导线在最高点和最低点时，导线的速度方向和磁场方向平行，所以此时不产生电流，故CD错误；
综上所述本题答案是：A
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，据楞次定律可知，感应电流方向为内环顺时针，外环逆时针。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，回路的磁通量增大，根据楞次定律的推论：增缩减扩，可知P、Q将相互靠近，所以A正确；B错误；
CD．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，回路的磁通量增大，根据楞次定律的推论：阻碍相对运动，所以磁铁的加速度小于g，则CD错误；
故选A。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
CD．由于上、下两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反，故当两磁场同时以相同的变化率增大或减小时，圆环的净磁通量均为0，均无感应电流，故CD错误；
A．若仅增大时，净磁通向里且增加，由楞次定律可得金属圆环的电流沿逆时针方向，由左手定则可得圆环受到的安培力是垂直边界向下的，故A错误；
B．若仅增大时，净磁通向外且增加，由楞次定律可得金属圆环的电流沿顺时针方向，由左手定则可得圆环受到的安培力是垂直边界向上的，故B正确。
故选B。
12．B
【解析】
【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。
13．C
【解析】
【详解】
A．根据右手定则可知，线框两次进入磁场的过程中，导线框中的电流均为顺时针方向，故A错误；
B．导线框以速度v进入磁场时电动势为
c、d两点的电压为路端电压
故B错误；
C．导线框进入磁场的过程中焦耳热
可知焦耳热与速度成正比，因此导线框先后两次进入磁场的过程中，产生的热量之比为1：2，故C正确；
D．线框匀速进入磁场，所以安培力等于外力F，因此外力做功的功率
可知外力功率与速度平方成正比，因此导线框先后两次进入磁场的过程中，外力做功的功率之比为1：4，故D错误。
故选C。
14．B
【解析】
【详解】
A．磁感应强度B1垂直水平面向里，大小随着时间增大，B2垂直水平面向外，大小不变，故线框的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；
B．由乙图可知
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势
0~0.4s，线框中产生的热量为
故B正确；
C．t=0.4s时，穿过线框的磁通量为
故C错误；
D．前0.4s内流过线框某截面的电荷量为
故D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
A．在0~时间内，直导线中的电流正向增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；
B．在~时间内，导线框中磁通量减小，其面积有扩大的趋势，故B错误；
C．在时直导线中电流变化率为零，导线框中感应电流为零，受到的安培力为零，故C错误；
D．在0~时间内，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框向右加速运动，故D正确。
故选D。
16．AD
【解析】
【详解】
AB．根据B―t图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针方向，B错误，A正确；
C．由闭合电路欧姆定律得
又根据法拉第电磁感应定律得
正方形的边长
解得圆环中的感应电动势为
C错误；
D．根据电阻定律得
又
联立解得
D正确；
故选AD。
17．ABC
【解析】
【详解】
A、转动A盘时，将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条组成的，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势，电路又是闭合的，所以不断转动A盘就可以获得持续的电流，故A正确；
B、A盘产生的感应电流流过B盘时，B盘在磁场中受到安培力作用，此力对转轴有力矩，从而使B盘转动，故B正确；
C、当A盘顺时针转动时，根据右手定则判断出感应电流的方向是：中心到边缘，由左手定则判断B所受安培力方向是：逆时针方向，则B盘逆时针转动，故C正确，D错误．
18．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．通电导线在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，线圈向右平动时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，A正确；
B．竖直向下平动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，B正确；
C．以ab边为轴转动（小于90°）时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，C错误；
D．当线圈靠近导线时磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，D正确。
故选ABD。
19．ACD
【解析】
【详解】
线框进入磁场和穿出磁场的过程，磁场方向相同，而磁通量变化情况相反，进入磁场时磁通量增加，穿出磁场时磁通量减小，则由楞次定律可知，产生的感应电流方向相反．故A正确．根据楞次定律：感应电流阻碍导体与磁场间相对运动，可知安培力方向均水平向左，方向相同．故B错误．进入磁场和出离磁场产生的感应电动势相同，时间相同，根据可知，产生的焦耳热相同，选项C正确；当磁场全部在线圈中时无感应电流产生，则中间有一过程没有感应电流的时间为，选项D正确；故选ACD.
20．AD
【解析】
【详解】
A. 磁感应强度均匀增大，磁通量增大，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由b到a，故A正确；
B. 由于磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律E=△BS/△t得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故B错误；
C. 根据安培力公式F=BIL知，电流不变，B均匀增大，则安培力增大，故C错误；
D. 导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，f=F，安培力增大，则静摩擦力增大，故D正确．
故选AD.
点睛：根据楞次定律得出感应电流的方向，结合法拉第电磁感应定律判断感应电流是否不变，根据安培力公式分析安培力是否保存不变，结合平衡分析静摩擦力的变化．
21．BD
【解析】
【详解】
根据右手定则得：导体棒ab中电流的流向为由a到b．故A错误；ab产生的感应电动势为E=Blv=0.5×1×4V=2V，则cd两端的电压为Ucd==1V；而de间没有电流，则de两端的电压为0；fe两端的电压等于cd两端的电压，是1V．故BD正确，C错误．
22． 偏向正极 S极 向上 顺时针
【解析】
【详解】
（1）[1]根据楞次定律可知，图甲中感应电流从正极流入电流计，则灵敏电流计指针的偏转方向为偏向正极；
（2）[2]图乙中，感应电流从负极流入电流计，根据楞次定律可知，磁铁下方的极性是S极；
（3）[3]图丙中，感应电流从负极流入电流计，根据楞次定律可知，磁铁的运动方向是向上；
（4）[4]图丁中，根据楞次定律可知，线圈从上向下看电流方向是顺时针方向。
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