2.1楞次定律同步练习（Word版含答案）

2.1 楞次定律 同步练习
一、单选题
1．图甲是法拉第于1831年发明的人类历史上第一台发电机—圆盘发电机。图乙为其示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片M、N分别与铜盘边缘和铜轴接触。铜盘处于方向水平向右的匀强磁场B中。铜盘旋转时，电阻R就有电流通过（图示铜盘旋转方向是从左向右看顺时针旋转）。则下列说法正确的是（　　）
A．回路中恒定电流的大小与铜盘转速无关
B．回路中有大小和方向都作周期性变化的涡流
C．铜盘按图示方向旋转时，电流从M经导线流经电阻R，再从N流向铜盘
D．若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
2．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s内磁感线垂直线圈平面向里，如图甲所示．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是(　　)
A．第1 s内线圈中感应电流的大小逐渐增加
B．第2 s内线圈中感应电流的大小恒定
C．第3 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D．第4 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
3．如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上，控制磁铁使弹簧处于原长，然后由静止释放磁铁，不计磁铁与弹簧之间的磁力作用，且磁铁运动过程中未与铜盘接触，下列说法中正确的是（　　）
A．磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度为零
B．磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流
C．磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，磁铁减少的重力势能全部转化为弹簧弹性势能
D．磁铁做阻尼振动，铜盘对磁铁做功的绝对值等于铜盘产生的焦耳热（不考虑辐射电磁波）
4．如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（ ）
A． B． C． D．
5．如图，通有恒定电流的直导线右侧有一矩形线圈abcd，导线与线圈共面．如果线圈运动时产生方向为abcda的感应电流，线圈可能的运动是（ ）
A．向上平移
B．向下平移
C．向左平移
D．向右平移
6．如图（a）所示，水平面上固定着两根间距的光滑平行金属导轨、，M、P两点间连接一个阻值的电阻，一根质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向_上的匀强磁场，磁场宽度。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进入磁场开始计时，其运动的v－t图像如图（b）所示，运动过程中金属棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。则金属棒（　　）
A．刚进入磁场时，a点电势高于b点
B．刚进入磁场时，通过电阻R的电流大小为
C．通过磁场过程中，通过金属棒横截面的电荷量为
D．通过磁场过程中，金属棒的极限速度为
7．航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去．现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ铜<ρ铝．则合上开关S的瞬间，下列（）
A．从右侧看，环中产生逆时针方向的感应电流
B．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
C．若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射
D．电池正、负极调换后，金属环能向右弹射
8．关于电场强度、电势能、安培力和洛伦兹力，下列的说法正确的是
A．由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r趋近于零时，其电场强度趋近于无穷大
B．由电势能的公式可知，在电场中的同一位置，电荷量越大的点电荷所具有的电势能也越大
C．由安培力公式F=BIL可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场
D．一带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向一定垂直于磁感应强度的方向和带电粒子的运动方向
9．下列说法正确的是（　　）
A．运动电荷在磁场中所受的磁场力方向一定与磁场的方向垂直
B．电荷在电场中的受力方向一定与电场的方向相同
C．感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相反
D．导体棒在匀强磁场中运动时一定能产生感应电动势
10．如图所示，金属杆ab静放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中当磁感应强度均匀减小时，杆ab总保持静止，则
A．杆中感应电流方向是从b到a B．杆中感应电流大小不断减小
C．金属杆所受安培力逐渐增大 D．金属杆受到的合力不断减小
二、多选题
11．一根长为0.2m、电流为2A的通电导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是(　　)
A．0.4N B．0.3N C．0.2N D．0
12．下列现象中利用的原理主要是电磁感应的有（　　）
A．如图甲所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内的金属能迅速熔化
B．如图乙所示，安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时，会触发报警
C．如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来
D．如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来
13．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右变加速运动
B．向左变加速运动
C．向左匀速运动
D．向右减速运动
14．如图甲所示，将带有绝缘皮的导线放在导体线框abcd上，当导线中通有图乙所示的电流时（规定图中箭头方向为电流正方向），线框能够产生abcd方向电流的时间段是
A．0-1s B．1-2s C．2-3s D．3-4s
15．如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是(　　)
A．A中产生逆时针方向的感应电流
B．A中产生顺时针方向的感应电流
C．A具有收缩的趋势
D．A具有扩张的趋势
16．如图甲所示，MN为磁流体发电机，大量的正、负电荷连续以某速度射入两板间的匀强磁场，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列说法正确的是（　　）
A．M板带正电，N板带负电
B．1s~2s内，ab、cd导线互相排斥
C．0~4s内，穿过线圈A的磁通量变化量为零
D．3s~4s内，cd导线中的电流减小
17．下列四幅图中涉及经典的物理实验研究，其中说法正确的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
18．关于楞次定律，下列说法正确的是（　　）
A．感应电流的磁场总是和引起感应电流的磁场方向相反
B．感应电流的磁场总是和引起感应电流的磁场方向相同
C．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场总是和引起电磁感应的磁场方向相同
三、实验题
19．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分
（1）如图所示，磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道_______________________。
（2）如图所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏。闭合开关稳定后，若向左移动滑动变阻器触头，此过程中电流表指针向__________偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向__________偏转（均选填“左”或“右”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．圆盘在外力作用下运动，相当于沿半径方向上的金属“条”切割磁感线，从而产生感应电动势，可以产生感应电流。根据法拉第电磁感应定律知铜盘产生的感应电动势为
感应电流为
可知回路中恒定电流的大小与铜盘转速有关。故A错误；
BC．根据右手定则可知，电流从经导线流经电阻，再从流向铜盘，回路中的电流是直流电，故B错误，C正确；
D．若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，由
知回路中电流变为原来的2倍，根据
分析知电流在上的热功率变为原来的4倍，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
根据B-t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，由法拉第电磁感应定律：，各段时间内的电流为定值，且大小相等．由题意可知，第1s内磁感线垂直 线圈平面向里，则有在第1s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 感应电流是恒定的，故A错误；在第2s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 感应电流是恒定的，故B正确； 在第3s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 感应电流是恒定的，故C错误； 在第4s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向； 感应电流是恒定的，故D错误．
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．磁铁上下运动时，由于穿过铜盘的磁通量发生变化，则在铜盘中会产生感应电流，铜盘对磁铁有磁场力阻碍磁铁的运动，则当磁铁所受弹力与重力等大反向时，此时磁铁还应该受到下面铜盘的作用力，故此时磁铁的加速度不为零，A错误；
B．根据楞次定律，磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生逆时针方向的涡旋电流，B错误；
C．磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，由于有电能产生，则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能与产生的电能之和，C错误；
D．磁铁做阻尼振动，铜盘对磁铁做功的绝对值等于铜盘中产生的电能，电能全部转化为铜盘产生的焦耳热，D正确；
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
对于A选项，电流先正向减小，这一过程，电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向里，再根据安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向，合力方向与线框左边所受力方向都向左；然后电流反向增大，在此过程，电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再根据安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向，合力方向与线框左边所受力方向都向右，综上所述，选项A正确，选项B、C、D错误．
5．C
【解析】
【详解】
导线中电流强度不变时，产生的磁场不变，导线周围的磁感应强度不变，则穿过线框的磁通量不变，即不会产生感应电流，故AB错误；线框向左运动时，线框中的磁感应强度增大，穿过线框的磁通量增大，可以产生感应电流，根据楞次定律可知电流方向为abcda，故C正确；线框向右运动时，线框中的磁感应强度减小，穿过线框的磁通量减小，可以产生感应电流，根据楞次定律可知电流方向为adcba，故D错误．所以C正确，ABD错误．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据右手定则，b点为电源的正极，所以a点电势低于b点，A错误；
B．刚进入磁场时，感应电动势为
电流为
B错误；
C．通过磁场过程中，通过金属棒横截面的电荷量为
C正确；
D．通过磁场过程中，当安培力与外力平衡时，速度达到极限，有
解得
D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【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，感应电流由左侧看为逆时针，由右侧看为顺时针，故A错误；
B．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大；故铜环受到的安培力要大于铝环，故B错误；
C．若环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动；故C正确；
D．电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出；故D错误；
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
试题分析：当r趋近于零时，电荷不能看做点电荷了，公式不再适用，A错误；电势能是标量，在根据公式计算时，需要将q和的正负号代入计算，如果是负电荷在正电势处，同一位置，电荷量越大，电势能越小，B错误；当通电导线和磁场垂直时，不受磁场力作用，故一小段通电导体在某处不受安培力，可能是导线与磁场方向垂直，不一定没有磁场，C错误；根据左手定则可得所受洛伦兹力的方向一定垂直于磁感应强度的方向和带电粒子的运动方向，D正确；
【名师点睛】
要熟练掌握从两个方面判断电势能的高低变化：一是根据电势的高低利用公式Ep=φq进行判断，二是根据电场力做功判断电势能的变化，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功电势能增大；洛伦磁力的方向一定垂直于的磁感应强度方向和带电粒子的运动方向．
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．运动电荷在磁场中所受的磁场力方向一定与磁场的方向垂直，A正确；
B．正电荷在电场中的受力方向一定与电场的方向相同，B错误；
C．根据楞次定律，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，C错误；
D．导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向运动时不能产生感应电动势，D错误。
故选A。
10．A
【解析】
【详解】
A.当磁感应强度B均匀减小时，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为逆时针方向（俯视），则杆中的感应电流方向是从b到a．故A正确；
B.当磁感应强度B均匀减小时，穿过回路的磁通量均匀减小，磁通量的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律得，回路中产生的感应电动势不变，则感应电流大小保持不变．故B错误;
C.根据安培力F=BIL，I不变，B均匀减小，得知金属杆受到的安培力逐渐减小．故C错误;
D.杆ab总保持静止，合力不变．故D错误。
故选A。
11．CD
【解析】
【详解】
当通电导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力最大，为
当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小为零，则导线所受磁场力的范围为0－0.2N，故CD正确。
故选CD。
12．ABD
【解析】
【详解】
A．真空冶炼炉外中的线圈中通有高频交流电，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使得金属到达很高的温度从而熔化，利用了电磁感应的原理，故A正确；
B．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品，原理是：线圈中交变电流产生的磁场，会在金属物品中产生变化的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，即利用了电磁感应的原理来工作，故B正确；
C．放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，从而使得圆柱形电极与边缘形成电流，电流在磁场中受到安培力的作用而发生转动，不是利用电磁感应的原理，故C错误；
D．用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘内部将会产生涡流，从而会很快静止下来，利用了电磁感应的原理，故D正确；
故选ABD。
13．BD
【解析】
【详解】
A. PQ向右变加速运动，由安培定则，L2回路的电流为逆时针增大，L2上N下S，由楞次定律，L1反抗磁通量增大，L1下N上S，L1回路产生顺时针的电流，MN电流向上，由左手定则，MN受安培力向左，A错误；
B. PQ向左变加速运动，由安培定则，L2回路的电流为顺时针增大，L2上S下N，由楞次定律，L1反抗磁通量增大，L1下S上N，L1回路产生逆时针的电流，MN电流向下，由左手定则，MN受安培力向右，B正确；
C. PQ向左匀速运动，L2回路的电流大小不变，L1的磁通量不变，L1回路不产生感应电流，MN不受安培力，不运动，C错误；
D. PQ向右减速运动，由安培定则，L2回路的电流为逆时针减小，L2上N下S，由楞次定律，L1反抗磁通量减小，L1下S上N，L1回路产生逆时针的电流，MN电流向下，由左手定则，MN受安培力向右，D正确。
故选BD。
14．AD
【解析】
【详解】
0-1s电流增大，根据楞次定律可知线圈感应磁场方向向外，线框上产生abcd方向电流，A对
1-2s电流减小，根据楞次定律可知线圈感应磁场方向向里，线框上产生adcb方向电流，B错
2-3s电流反向增大，根据楞次定律可知线圈感应磁场方向向里，线框上产生adcb方向电流，C错
3-4s电流反向减小，根据楞次定律可知线圈感应磁场方向向里，线框上产生adcb方向电流，D对
故应该选AD
15．BD
【解析】
【详解】
AB．由题图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；
CD．B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，根据楞次定律可知，A环具有面积扩张的趋势，故C错误，D正确.
16．AC
【解析】
【分析】
大量的正、负电荷通过匀强磁场会发生偏转，使得上、下金属板带异种电荷，ab直导线中会产生电流，线圈A中因磁场发生变化也会产生感应电流，由楞次定律可判断cd导线中会产生电流的方向，根据同向电流相互吸引、异向电流相互排斥可判断导线间的作用力。
【详解】
A．由左手定则，可以判断M板带正电，N板带负电，故A正确；
B．1s~2s内，线圈A的磁场正向增大，根据楞次定律可判断cd导线中电流方向向下，ab直导线中电流方向也向下，由同向电流相互吸引可知，ab、cd导线应互相吸引，故B错误；
C．0~4s内，穿过线圈A的磁通量变化量为零，故C正确；
D．3s~4s内，因磁场是均匀变化的，故cd导线中的电流不变，故D错误。
故选AC。
【点睛】
同向电流互相吸引，异向电流互相排斥。
17．BCD
【解析】
【详解】
试题分析：A图是奥斯特的发现的实验，小磁针开始时南北指向，根据安培定则判断可知要使小磁针向东西方向转动，电流是南北指向，故A错误；B图是法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置．软铁环上绕有M、N两个线圈．开关S闭合的瞬间，线圈M中产生磁场，铁芯磁化后，产生了顺时针磁场，根据楞次定律判断得知线圈N中磁场方向逆时针方向，故线圈中电流与图示方向相反，故B正确；C图是阴极射线管，电子在飞过左侧挡板后形成一个向右运动的扁平电子束，如用蹄形磁铁加一个垂直向里的磁场，根据左手定则，电子束向下偏转，故C正确；地球可以看做一个巨大的“拱形桥”，当车速大到一定程度时，地面对车的支持力是零，这时驾驶员处于完全失重状态，其与座椅之间的压力也是零，故D正确；故选BCD．
考点：物理学史
【名师点睛】本题考查了四个演示实验，分别是：电流的磁效应、楞次定律、左手定则、第一宇宙速度，对课本的实验要能够明确实验原理．
18．CD
【解析】
【分析】
【详解】
当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相反，而当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故AB错误，CD正确。
故选CD。
19． 电流从电流表的“+”接线柱流入时，指针向哪个方向偏转 右 左
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道电流从电流表的“+”接线柱流入时，指针向哪个方向偏转。
(2)[2][3]闭合开关时，电流表指针向右偏，说明磁场向下且磁通量增大时，电流表指针向右偏，闭合开关稳定后，若向左移动滑动变阻器触头，电阻减小，电流增大，磁场增强，磁通量增大，故电流表指针向右偏转；若将线圈A抽出，磁场减弱，磁通量减小，此过程中电流表指针向左偏转。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页