2.1 楞次定律 培优提升练习题（Word版含解析）

2.1 楞次定律
一、单选题
1．下列关于感应电流的说法正确的是（　　）
A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，回路中一定产生感应电流
B．感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化
C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反
2．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）
A．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
B．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
C．磁铁落地时的速率一定等于
D．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）
3．如图甲所示，环形导线b与导轨、导体棒构成闭合回路，导体棒在匀强磁场中向左运动，金属环a与导线环b共面共心；如图乙所示，金属环N放置于环形电流i所产生的磁场中，环形电流i方向为顺时针方向，环面与磁场方向垂直。下列说法正确的是（　　）
A．若图甲中的导体棒向左匀速运动，环a将产生逆时针方向的感应电流，且有扩张的趋势
B．若图甲中的导体棒向左加速运动，环a不会产生感应电流，无收缩或扩张的趋势
C．若图乙中的电流i减弱，N中将产生沿逆时针方向的感应电流，且有收缩的趋势
D．若图乙中的电流i减弱，N中将产生沿顺时针方向的感应电流，且有收缩的趋势
4．长直导线固定在绝缘水平面上，通有如图所示电流，矩形金属线框ABCD放在长直导线右侧水平面上，AB与长直导线平行，金属棒MN垂直放在金属线框上，并与AB平行，用力使金属棒在金属线框上向右平移，金属线框不动，则下列判断正确的是（　　）
A．MN中有从M到N的感应电流
B．AB边受到向右的安培力
C．CD边受到向左的安培力
D．AD边和BC边不受安培力作用
5．如图，两端封闭、抽成真空的铜管竖直放置，一个柱形强磁体、一个塑料锤和一根羽毛同时从铜管顶端自由下落。下列说法正确的是（　　）
A．羽毛下落的时间最长 B．磁体下落的时间最长
C．塑料锤下落的时间最长 D．三个物体下落的时间一样
6．如图所示，导体线圈abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线的过程中，线圈中感应电流的方向是（　　）
A．先abcd，再dcba，后abcd
B．先abcd，再dcba
C．先dcba，再abcd，后dcba
D．一直dcba
7．开口极小的金属环P、Q用不计电阻的导线相连组成闭合回路，金属环P内存在垂直圆环平面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化率为k，若使金属环Q中产生逆时针方向逐渐增大的感应电流，则（　　）
A．k>0且k值保持恒定 B．k>0且k值逐渐增大
C．k＜0且k值逐渐增大 D．k＜0且k逐渐减小
8．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．感应电流的方向始终是由
B．感应电流的方向始终是由
C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上
9．如图所示，两条平行长直导线a、b固定在光滑的水平桌面上，当两导线中通有大小相同的恒定电流时，将一个矩形导线框放在两条导线之间的正中位置能保持静止。下列说法正确的是（　　）
A．线框的磁通量一定为零
B．流过导线a、b的电流方向一定相同
C．若仅增大导线a的电流，则线框一定向着导线b运动
D．若线框向着导线a运动，则导线b的电流一定在增大
10．在赤道上方沿东西方向水平放置一根导体棒，如果让导体棒静止开始释放，不考虑导体棒的旋转和空气阻力，那么导体棒下落过程中将（　　）
A．西端电势高于东端电势
B．先做加速运动，最后稳定做匀速运动
C．两端电势差不为零，但保持不变
D．以上说法均不对
11．如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成闭合回路，导线所围区域内有一方向垂直于导线所在平面向里的匀强磁场，在螺线管正下方的水平绝缘桌面（图中未画出）上放置一导体环。若导体环受到竖直向下的磁场力则导线所围区域内磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的关系可能是下面四幅图中的（　　）
B．
C． D．
12．如图所示，A线框接一灵敏电流计，B线框放在匀强磁场中，B线框的电阻不计，具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动，今用恒力F向右拉CD由静止开始运动，B线框足够长，则通过电流计中的电流方向和大小变化是：（ ）
A．G中电流向上，电流强度逐渐增强
B．G中电流向下，电流强度逐渐增强
C．G中电流向上，电流强度逐渐减弱，最后为零
D．G中电流向下，电流强度逐渐减弱，最后为零
二、多选题
13．如图是公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈，当车辆通过线圈上方的道路时，会引起线圈中电流的变化，系统根据两次电流变化的时间及线圈之间的距离，对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是（　　）
A．汽车经过线圈会产生感应电流
B．线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的
C．“电子眼”测量的是汽车经过第二个线圈的瞬时速率
D．如果某个线圈出现故障，没有电流，“电子眼”还可以正常工作
14．如图所示，在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，以下说法正确的是（　　）
A．应查明原、副线圈的绕向
B．应查明电流方向与电流计指针偏转方向的关系
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D．线圈A从线圈B中插入与拔出时电流计指针偏转方向相反
15．辽宁号航空母舰（代号∶001型航空母舰，舷号∶16，简称∶辽宁舰），是一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰，也是中国第一艘服役的航空母舰。航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示，由绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，左侧圆环套在光滑的绝缘杆上，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（　　）
A．从右侧看，开关闭合瞬间环中会产生沿逆时针方向的感应电流
B．电路接通时，使滑动变阻器的滑片P向上加速滑动时，左侧的金属环也会被向左弹射出去
C．电池正、负极调换后，闭合开关S的瞬间，金属环仍能向左弹射
D．若将金属环置于线圈右侧，闭合开关S的瞬间，环将向右弹射
16．水平放置的粗糙U形框架上搁置一根金属棒，组成一个闭合回路。框内的同一平面上有一长条形磁铁可绕与ab平行的轴自由转动。开始时磁铁位置如图所示，当磁铁S极绕轴向纸内转过到达竖直位置的过程中，金属棒ab一直未动，则（　　）
A．棒中感应电流由a流向b
B．棒受到向左的摩擦力
C．在磁铁刚开始转动时，棒受到框架的支持力大于重力
D．棒受到的摩擦力先向左后向右
17．如图（a），在同一平面内固定一长直导线PQ和一导线框abcd，abcd在PQ的下方。导线PQ中通有从Q到P的电流，电流i的变化如图（b）所示（形状为向上平移的余弦曲线）。导线框abcd中的感应电流（ ）
A．在t=0时不为零
B．在t2时改变方向
C．在t1时最大，且沿 adcba的方向
D．在t3时最大，且沿 adcba的方向
三、填空题
18．如图所示，金属圆盘可绕O轴转动，电阻R用电刷接于圆盘中心和边缘之间．当圆盘做顺时针方向的转动时（从上向下看），通过R的电流方向是 ______ ．
19．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学忘记记录图中甲乙丙丁四种情况中磁铁的运动情况，请你在每一个图中用箭头标记一下与感应电流方向相匹配的磁铁的运动方向_________________。
20．如图，平行导体滑轨MM′、NN′水平放置，固定在匀强磁场中，磁场方向与水平面垂直向下．金属杆AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路，CD固定不动．当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向是 __________ (填“顺时针”或“逆时针”)，杆CD受到的磁场力方向__________ (填“向左”或“向右”)
21．如图所示，当滑动变阻器R的滑片P向右移动时，流过电阻的电流方向是______________.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，闭合回路的磁通量不一定变化，回路中不一定产生感应电流，A错误；
BC．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不是阻止引起感应电流的磁通量的变化，B错误，C正确；
D．当闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场方向相同，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．根据楞次定律的来拒去留，可知磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力为竖直向上。故A错误；
BC．磁铁在整个下落过程中，除重力外，磁场力也做功了，它的机械能变小，即
解得
故B错误；C错误；
D．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向，根据楞次定律的增反减同，可知先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）。故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．若题图甲中的导体棒向左匀速运动，根据右手定则，导线环b中产生逆时针方向的感应电流，通过导线b的感应电流恒定，产生的磁场也恒定，金属环a中不会产生感应电流，A错误；
B．若题图甲中的导体棒向左加速运动，根据右手定则，导线b中产生逆时针方向的感应电流，且感应电流不断增大，由右手螺旋定则可知，导线环b内部的磁场方向垂直纸面向外且逐渐增强，将金属环a内部的磁场分为b内部的磁场和a、b之间的磁场两部分，根据叠加原理，可知通过金属环a中的合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外且大小逐渐增强，由楞次定律可知，金属环a产生的磁场将阻碍a中磁场的变化，则金属环a产生的磁场方向垂直纸面向里，即金属环a中产生顺时针方向的感应电流，根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥，可知金属环a有扩张的趋势，B错误；
CD．由右手螺旋定则可知，若题图乙中环形电流i减弱，则i内部产生的磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里且大小逐渐减弱，将金属环N内部的磁场分为i内部和N、i之间两部分，根据叠加原理，可知通过金属环N中的合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里且大小逐渐减弱，由楞次定律可知，金属环N产生的磁场将阻碍N中磁场的变化，则金属环N产生的磁场方的磁感应强度向垂直纸面向里，即金属环N中产生顺时针方向的感应电流，根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥，可知金属环N有收缩的趋势，C错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
A．根据安培定则可知导线右侧的磁感应强度方向垂直纸面向里，根据右手定则可知MN中有从N到M的感应电流，故A错误；
BCD．根据前面分析可知，AB中有从A到B的感应电流，DC中有从D到C的感应电流，根据左手定则可知AB边和CD边都受到向右的安培力，AD和BC中有电流且处于磁场中，则也会受到安培力的作用，故B正确，CD错误。
故选B。
5．B
【详解】
由楞次定律可知，强磁体的运动，导致磁体周围的铜管磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍强磁体下落，而塑料锤和羽毛做自由落体运动，故磁体下落的时间最长，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【详解】
当线圈向右移动，未达到直导线之前，线圈内磁通量“·”增加，故感应电流方向为dcba。当线圈穿越直导线过程中线圈内磁通量“·”减少，同时磁通量“×”增加，所以先是合磁通量为“·”减少，后是合磁通量为“×”增加，则感应电流的磁场方向为“·”，感应电流方向为abcd。线圈穿过直导线后，线圈内磁通量为“×”减少，如同磁通量“·”进一步增加，故感应电流方向仍为dcba，考虑全过程，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
若使金属环Q中产生逆时针方向逐渐增大的感应电流，则金属环P中也有逆时针方向逐渐增大的感应电流，根据楞次定律和安培定则可知，金属环P中向里穿过的磁感线增加，且增加得越来越快，即k>0且k值逐渐增大。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；
CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。
故选D。
9．C
【详解】
A．当两导线的电流方向相同时，线框的磁通量一定为零，电流方向相反时，线框的磁通量不为零，所以A错误；
B．流过导线a、b的电流方向相同，线框磁通量不变没有感应电流，则线框不动保持静止，当流过导线a、b的电流方向相反，由于对称性线框左右两边所处的磁感应强度总是相等的，又因为左右两边的电流方向总相反，由左手定则可判断两边安培力总是大小相等，方向相反，所以线圈能保持静止，所以B错误；
C．若仅增大导线a的电流，则线框的磁通量增大，由楞次定律的推论可知，为了阻碍磁通量的增大，则线框一定向着导线b运动，所以C正确；
D．若线框向着导线a运动，则导线b的电流在增大或者导线a电流在减小，所以D错误；
故选C。
10．D
【详解】
A．在赤道上方，磁感线由南向北，根据右手定则，西端电势低于东端电势，A错误；
B．棒只产生电动势不产生感应电流，导体棒做自由落体运动，B错误；
C．根据 两端电势差逐渐增大，C错误。
故选D。
11．C
【详解】
由楞次定律的运动学描述“来拒去留”可知，要使圆环受到磁场的向下的作用力，则螺线管中应产生增大的磁场；通过回路的感应电流增大，而回路的感应电流是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应增大，B t图象的斜率应变大，故ABD错误，C正确；
故选：C。
12．D
【解析】
【详解】
导体棒CD在恒力F和安培力的作用下做加速度逐渐减小的加速运动，当F与安培力相等时做匀速运动，所以电流计中的电流逐渐减弱，最后为零，B线框中电流增大，根据楞次定律可知，G中电流向下，故D正确
故选D
13．AB
【详解】
A．由题意可知，汽车经过线圈会产生感应电流，故A正确；
B．根据楞次定律，线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的，故B正确；
C．测量的是经过两个线圈的平均速度，故C错误；
D．如果某个线圈出现故障，没有电流，就会无计时起点或终点，无法计时，电子眼不能正常工作，故D错误。
故选AB。
14．ABD
【解析】
【详解】
AB．在本实验中，我们实际要探究的是线圈B中感应电流的方向与穿过线圈B磁通量变化情况之间的关系，所以我们不仅需要查明原、副线圈的绕向，还需要查明电流方向与电流计指针偏转方向的关系，故AB正确；
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，线圈A中电流发生变化，从而使线圈B中的磁通量发生变化并产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故C错误；
D．线圈A从线圈B中插入与拔出时，线圈B中磁通量变化情况相反，所以电流计指针偏转方向相反，故D正确。
故选ABD。
15．BCD
【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．电路接通时，使滑动变阻器的滑片P向上加速滑动时，接入电路中的电阻值减小，则电路中的电流值增大，根据楞次定律“来拒去留”，可知左侧的金属环会被向左弹射出去，故B正确；
C．电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出，故C正确；
D．若环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，故D正确。
故选BCD。
16．BC
【解析】
【详解】
A．由楞次定律可知，棒中感应电流由b流向a，选项A错误；
BD．当磁铁S极绕轴向纸内转过到达竖直位置的过程中，穿过闭合回路的磁通量先从零逐渐增加，根据楞次定律的推论可知线圈的面积有增加的趋势，即ab有向右运动的趋势，则棒受到的摩擦力向左，选项B正确，D错误；
C．在磁铁刚开始转动时，棒中感应电流由b流向a，根据左手定则可知棒受到竖直向下的安培力，则棒受到框架的支持力大于重力，选项C正确。
故选BC。
17．BC
【详解】
A．由图（b）可知，导线PQ中电流在是达到最大值，变化率为零，故导线框中的磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，此时导线框中产生的感应电动势为零，导线框abcd中的电流为零，A错误；
B．导线PQ中的电流在时刻前后，其图线斜率正负发生变化，所以导线框abcd中磁通量变化率的正负发生变化，根据楞次定律，此时导线框abcd中产生的感应电流的方向改变，B正确；
C．导线PQ中的电流在时，其图线的斜率最大，电流变化率最大，导线框abcd中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，此时导线框abcd中产生的感应电流最大，且由楞次定律可判断出感应电流的方向沿adcba方向，C正确；
D．由楞次定律可判断出在时感应电流的方向为沿abcda方向，D错误。
故选BC。
18．b到a
【详解】
将圆盘看成由很多根从圆心到边缘的导线组成，这些导线就像自行车的辐条．圆盘转动时，这些辐条切割磁感线．由右手定则知，辐条中感应电流从O流向圆盘边缘，然后通过电刷沿导线从b通过电阻R到a，所以，通过R的电流方向是b→a。
19．
【详解】
根据楞次定律可知，甲图中螺线管上端为N极，则磁铁向下运动；乙图中螺线管上端为S极，则磁铁向下运动；丙图中螺线管上端为S极，则磁铁向上运动；丁图中螺线管上端为N极，则磁铁向上运动。如图所示；
20． 逆时针 向右
【解析】
【详解】
由右手安培定则可知，当AB向右运动时电流由B到A，故电流方向沿ADCB，即为逆时针；则再由左手定则可得CD受力向右．
【点睛】AB运动时产生电流的经过CD，从而使CD受磁场力而产生运动，即先由电磁感应产生电流，电流再在磁场中受到安培力而产生了运动.
21．从a到b
【解析】
【详解】
由右手螺旋定则可得，左边螺线管中产生的磁场的方向N极向右；当变阻器R的滑动片P向右移动使流过线圈的电流减小时，左边螺线管产生的磁场减小，穿过右边螺线管的磁通量减小，根据楞次定律，在右边线圈中产生的感应电流的方向：a→b。
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