第2节 感应电流的方向-楞次定律综合训练（Word版含解析）

2.2感应电流的方向——楞次定律
一、选择题（共15题）
1．导体在磁场中切割磁感线会产生感应电流，导体的运动速度v、磁场B、电流I三者的方向有确定的空间关系，在如图所示的四个图中，能正确表示这种关系的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，一根质量为M、长为L的铜管竖直放置在水平桌面上，现让一块质量为m、可视为质点的强磁铁从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中不与铜管接触，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．强磁铁下落过程中，桌面对铜管的支持力小于Mg
B．强磁铁下落过程中，铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒
C．若将铜管换成铝管，强磁铁将做自由落体运动
D．强磁铁下落到桌面的时间
3．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感生电流方向是（　　）
A．a→G→b
B．先a→G→b，后b→G→a
C．b→G→a
D．先b→G→a，后a→G→b
4．如图，A、B两个同轴线圈在同一平面，A线圈通有顺时针方向逐渐增加的电流I1，则穿过B线圈引起感应电流的磁通量的方向和B线圈产生的感应电流I2的方向分别为
A．垂直纸面向内，I2逆时针方向
B．垂直纸面向内，I2顺时针方向
C．垂直纸面向外，I2逆时针方向
D．垂直纸面向外，I2顺时针方向
5．在物理学发展过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．楞次认为感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．奥斯特首先发现了电流磁效应，并首先发现了磁场对电流的作用规律
C．法拉第由通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场的相似性提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质
D．库仑用“扭秤”实验精确测定了元电荷e的值
6．一条形磁体平放在水平桌面上，一闭合线圈保持在竖直平面内，从条形磁铁探出桌面的一端的左上方竖直下落，线圈平面垂直于磁铁（如图）．在线圈通过磁铁截面的过程中磁铁一直静止，关于磁铁的受力分析正确的是
A．线圈中感应电流的方向不会变化
B．磁铁受桌面的支持力一直大于重力
C．磁铁受到桌面的摩擦力一直向右
D．磁铁受到桌面的摩擦力一直向左
7．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是
A．FN先大于mg，后小于mg
B．FN一直大于mg
C．Ff先向左，后向右
D．线圈中的电流方向始终不变
8．竖直放置的螺线管A中电流方向如图所示，螺线管正下方水平桌面上有一导体圆环，螺线管中的电流i与时间t的关系有以下四种情况，哪种情况可以使导体环将受到向上的磁场力作用（ ）
A． B． C． D．
9．下列四幅演示实验图，对现象的描述正确的是（　　）
A．图甲中，把带正电的物体C移近导体A，A端箔片张开，B端箔片闭合
B．图乙中，同向电流相互排斥，反向电流相互吸引
C．图丙中，阴极射线管中阴极打出的电子束在磁场力的作用下向下偏转
D．图丁中，磁铁靠近圆环A，A环会被吸引
10．如图当磁铁或线圈运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则可能发生的是（　　）
A．磁铁向下运动
B．磁铁向上运动
C．线圈向上运动
D．线圈、磁铁都向下运动
11．如图（甲）所示，长直导线右侧的固定矩形线框与长直导线位于同一平面内，以导线中向上电流为正，当长直导线中的电流发生如图（乙）所示的变化时，线框中感应电流与线框所受安培力的方向是（ ）
A．感应电流方向一直逆时针，线框受合力方向先向右后向左
B．感应电流方向一直顺时针，线框受合力方向先向左后向右
C．感应电流方向先顺时针后逆时针，线框受合力方向一直向左
D．感应电流方向先逆时针后顺时针，线框受合力一直向右
12．如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁D一小段时间，之后弹簧才把衔铁D拉起，能做到延时的主要原因是（　　）
A．线圈A中的电流逐渐减小
B．线圈B中产生了感应电流
C．铁芯中有剩磁起主要作用
D．衔铁D有剩磁起主要作用
13．如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点．O点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在同一竖直面内摆动．条形磁铁在完整摆动一次的过程中，下列说法中正确的是
A．线圈内感应电流的方向改变4次
B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力
14．如图所示,竖直放置的线圈两端连接一只小灯泡构成回路,一块强磁铁从线圈上方某一高度由静止释放后从线圈中穿过,小灯泡会发光则
A．灯泡亮度与强磁铁释放高度无关
B．强磁铁下落的时间比没有线圈时长
C．强磁铁进入线圈时受到阻力一定比重力小
D．强磁铁进入与离开线圈时加速度方向可能相同
15．如图，铝环a平放在水平桌面上，在a的正上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁竖直向下运动的过程中（ ）
A．铝环a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B．穿过铝环a的磁通量变小
C．铝环a有扩张的趋势
D．铝环a对水平桌面的压力FN将增大
二、填空题
16．如图所示，ABDC是一环形导线，在C、D处用软导线与一直导线ab接通，环形区域存在一垂直纸面向里均匀减小的磁场，则直导线ab中电流方向为___________（选填“由a向b”或“由b向a”），放在ab下方的小磁针的___________极将转向纸外。
17．如图所示，两圆共面放置,则当开关闭合瞬间,小圆中产生的感应电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向.
18．如图所示，导体环A保持水平方向从空中自由落下，中途加速穿过一通电螺线管B，已知环通过螺线管时，加速度方向均向下，b点在线圈正中间，a和c关于b点对称，则A环在这三处加速度aa、ab、ac的大小关系如何 __________.
三、综合题
19．如图甲所示，一轻质闭合铝框两端装有转轴，铝框放在U形磁铁的N、S之间，能灵活转动。现转动安装在U形磁铁上的摇把P使磁铁转动起来，会发现铝框会随之同方向转动起来，试说明其原理。
20．如图所示，矩形线框向右运动，在图中画出边中感应电流的方向．
21．如图所示，竖直放置的平行导轨上搁置了一根与导轨接触良好的金属棒ab，水平方向的匀磁场强垂直穿过导轨平面，请在图上标出当金属棒ab下落时，ab棒中感应电流的方向和ab棒所受的磁场力方向。
22．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l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abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示，从ab边进入磁场时开始计时。
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像；
(2)判断线框中有无感应电流。若有，请判断出感应电流的方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流垂直纸面向外，选项A错误；
B．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流向上，选项B错误；
C．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流向右，选项C错误；
D．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流垂直纸面向里，选项D正确；
故选D。
2．D
【详解】
A．由于产生电磁感应现象，根据楞次定律可得，铜管对磁铁有向上的阻力，则由牛顿第三定律可知磁铁对铜管有向下的力，则桌面对铜管的支持力F＞Mg，故A错误；
B．磁铁在铜管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但铜管中出现感应电流，感应电流流过电阻发热产生内能，所以系统机械能不守恒，故B错误；
C．强磁铁通过铝管时，也会导致铝管的磁通量发生变化从而产生感应电流，铝管对磁铁也有向上的阻力，故C错误；
D．因铜管对磁铁有阻力，故运动时间与自落体运动相比会变长（自由落体运动的时间为），即有
故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且先增加后减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场先向上后向下，故感应电流先逆时针后顺时针（俯视），即先b→G→a，后a→G→b，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
根据安培定则可知，线圈A在线圈B内部产生磁场包括内部向里的磁场和外部向外的磁场，由于内部产生的磁通量大于外部的磁通量，故合磁通量向里；当线圈A的顺时针方向电流增大，导致线圈B垂直向里的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场与它相反，再根据安培定则可知，则线圈B内有逆时针方向的电流．故选A．
5．A
【详解】
A．根据楞次定律可知，楞次认为感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A正确；
B．奥斯特首先发现了电流磁效应，安培首先发现了磁场对电流的作用规律，故B错误；
C．安培由通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场的相似性提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质，故C错误；
D．密立根用油滴实验精确测定了元电荷e的值，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
线圈向下运动的过程中穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈产生的感应电流的方向一定会发生变化．故A错误；根据楞次定律可知，线圈向下运动的过程中，产生的感应电流对线圈一直存在阻碍作用，即磁铁对线圈一直有向上的作用力，根据牛顿第三定律可知，线圈对磁体一直有向下的作用力，所以磁铁受桌面的支持力一直大于重力．故B正确；根据楞次定律，线圈在桌面以上时，线圈对磁体的作用力的方向为右下方，所以磁铁还要受到向左的摩擦力；而线圈在桌面以下时，线圈对磁体的作用力的方向为左下方，所以磁铁还要受到向右的摩擦力．故CD错误．故选B．
7．A
【详解】
ABC.当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力增大，即FN大于mg。线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力。当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即FN小于mg。线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力．综上FN先大于mg，后小于mg，Ff始终向左，故BC错误A正确；
D.当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】
由楞次定律可知，导体圆环要想受到向上的安培力作用，则通过圆环的磁通量应是减小的，因为圆环面积不变，所以圆环中的磁场应减弱，此磁场是因通电电流产生的，故电流也应减小，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．C
【详解】
A．感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷。金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，故A错误；
B．图乙中，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故B错误；
C．由左手定则可知，阴极射线管中阴极打出的电子束受到向下的洛伦兹力，即电子束在磁场力的作用下向下偏转，故C正确；
D．用磁铁靠近轻质铝环A，由于A环中发生电磁感应，根据楞次定律“来拒去留”可知，A将远离磁铁，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
A．当磁铁向下运动时，向下穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，流过电阻的电流是由B经R到A，故A错误；
B．当磁铁向上运动时，向下穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，高于电流的磁场的方向向下，流过电阻的电流是由A经R到B，故B正确；
CD．根据相对运动，则线圈应该向下运动，等效于磁铁向上运动，故CD错误。
故选B。
11．B
【详解】
在时间内，直线电流方向向上，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐减小，则磁场逐渐减小，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向左，右边受到的安培力水平向右，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向左；在时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右，B正确，ACD错误。
故选B。
12．B
【详解】
当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是由于通过B线圈的磁通量减少，由于互感现象，B中产生互感电流，产生的电流磁场对衔铁仍有吸引，故能够延时，B对,ACD错。
故选B。
13．AC
【详解】
试题分析：在一个周期之内，穿过铝线圈的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过铝线圈磁场方向不变，磁通量变化趋势改变，感应电流方向发生改变，因此在一个周期内，感应电流方向改变4次，故A正确；由楞次定律可知，磁铁靠近铝线圈时受到斥力作用，远离铝线圈时受到引力作用，故B错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，感应电流对磁铁的作用力总是阻力，故C正确；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，感应电流对磁铁的作用力总是阻力，故D错误．
14．BD
【详解】
强磁铁释放的高度越高，则进入线圈时的速度越大，产生的感应电动势越大，灯泡越亮，选项A错误；强磁铁穿过线圈下落时要受到向上的磁场力作用，加速度与自由下落的加速度不同，强磁铁下落的时间比没有线圈时长，选项B正确；若强磁铁进入线圈时的速度较大，则受到的向上的磁场力可能比重力大，选项C错误；强磁铁进入与离开线圈时受到的向上的磁场力可能都小于重力，其加速度可能均向下，即加速度方向可能相同，选项D正确.
15．AD
【详解】
AB．当磁铁竖直向下运动的过程中，穿过铝环的磁通量向下增加，根据楞次定律，感应电流的磁场为向上的方向，由右手定则可知，铝环a中将产生俯视逆时针方向的感应电流， B错误A正确；
CD．当磁铁竖直向下运动的过程中，穿过铝环的磁通量向下增加，根据“增缩减扩”线圈做出收缩的趋势，根据阻碍相对运动，则同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力增大，C错误D正确。
故选AD。
16． 由b向a N
【详解】
环形区域存在一垂直纸面向里均匀减小的磁场，则根据楞次定可知，环形区域产生顺时针方向的电流，即直导线ab中电流方向为由b向a，导线ab下面的磁场垂直纸面向外，则放在ab下方的小磁针的N极将转向纸外。
17．顺时针
【详解】
大圆中的电流方向为逆时针方向，所以在大圆内部的磁场方向为垂直纸面向外，即闭合开关瞬间，穿过小圆垂直纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律可知小圆中的感应电流为顺时针。
18．
【详解】
由楞次定律的推论：来拒去留可知，可知线圈除受重力还受向上的安培力．在b点，磁通量最大，变化率为零，感应电流为零，安培为零，加速度为g；在a,c两处磁场分布相同，因为加速，所以经过c点速度大，磁通量变化率大，产生的感应电流大，受到的向上的安培力大于a处受到的向上的安培力，所以
19．为了更好地展示导体相对运动方向和磁场运动方向，画出自右向左观察实验装置的右侧视图，如图乙所示。
当U形磁铁如图所示逆时针转动时，O点上部磁感线向左切割ab导线，同时O点下部磁感线向右切割cd导线，根据相对运动的原理可假设磁感线不同，导线ab向右切割磁感线，而导线cd向左切割磁感线。应用右手定则可知铝框中的感应电流方向为a→b→c→d。再应用左手定则可知ab边和cd边所受的磁场力方向分别为向左和向右，这样线框受到两个逆时针方向的力矩作用转动起来。
20．从d到c
【详解】
矩形线框向右运动，磁通量减小，由楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的电流，所以cd边电流方向为从d到c。如图
21．答案见解析
【详解】
根据右手定则可知，金属棒中感应电流水平向右；由左手定则可知，安培力方向向上；如图：
22．(1) ；(2)见解析
【详解】
(1)①线框进入磁场阶段：t为0→，线框进入磁场中的面积随时间成正比，
s＝lvt
磁通量最后为
Φ＝BS＝BI2
②线框在磁场中运动阶段：t为→，线框磁通量为Φ＝BI2，保持不变，
③线框离开磁场阶段：t为→，线框磁通量线性减小，最后为零，
所以磁通随时间变化的图像为
(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，ab边切割磁感线时产生感应电流的方向为逆时针方向；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，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，dc边切割磁感线时感应电流方向为顺时针方向。
答案第1页，共2页