选择性必修二2.1楞次定律 练习（word版含答案）

人教版（2019）选择性必修二 2.1 楞次定律
一、单选题
1．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
2．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”
3．如图所示，一螺线管的线圈匝数为n，横截面积为S，当接入稳定直流电源时，螺线管内部磁场可看作匀强磁场，磁感应强度大小为B，放在螺线管上方的小磁针的N极指向左侧，由此可判断（　　）
A．导线a端接电源负极 B．螺线管内部磁场的方向向左
C．通过线圈的磁通量为 D．通过线圈的磁通量为
4．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放、下滑过程中环平面始终保持与弧轨道平面平行，则下列说法中正确的是（　　）
A．圆环中没有感应电流产生
B．安培力始终阻碍圆环相对轨道的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化
C．圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处
D．圆环在整个运动过程中机械能不变
5．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边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　）
A．同时增大减小
B．同时减小增大
C．同时以相同的变化率增大和
D．以上三者均不能产生顺时针电流
6．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
7．如图所示，有一闭合的金属线框abcd，放置在垂直于纸面的匀强磁场中，匀强磁场方向与线框平面垂直。在仅有线框移动的情况下，发现ab边受到竖直向上的安培力，则此时线框处于以下哪种运动（　　）
A．水平向左平移
B．水平向右平移
C．沿磁场边界向上平移
D．沿磁场边界向下平移
8．如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持在竖直平面内。在位置b时，N极附近的磁感线正好与线圈平面垂直，在线圈从a到c运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．从左边看，感应电流为顺时针
B．从左边看，感应电流为逆时针
C．从左边看，感应电流先逆时针后顺时针
D．从左边看，感应电流先顺时针后逆时针
9．下列说法正确的是（　　）
A．电荷在电场中的受力方向一定与电场的方向相同
B．导体棒在匀强磁场中运动时一定能产生感应电动势
C．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
D．运动的电荷在磁场中所受的磁场力方向一定与磁场的方向垂直
10．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，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．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
11．如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，薄板左下方有一条形磁铁，当磁铁匀速自左向右通过线圈下方时，线圈始终保持静止，那么线圈中产生感应电流的方向（从上向下看） 和线圈受到薄板的摩擦力方向分别是（　　）
A．感应电流的方向先逆时针方向，后顺时针方向
B．感应电流的方向先顺时针方向，后逆时针方向
C．摩擦力方向先向左、后向右
D．摩擦力方向先向右、后向左
12．如图所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　）
A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度大于g
二、填空题
13．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，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，则金属环B的面积有_________的趋势（选填“扩大”或“缩小”），丝线受到的拉力________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
14．如图所示，两金属棒ab、cd放在磁场中，并组成闭合电路，当ab棒向左运动时，cd棒受到向下的磁场力，则可知磁极I是__________极，理由是___________________________________．
15．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其电流方向为______（填：“顺时针”或“逆时针”）；
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，俯视线圈，其电流方向为______（填：“顺时针”或“逆时针”）。
16．如图所示，金属圆环套在光滑的绝缘水平杆上，左侧一条形磁铁，正在沿圆环轴心方向朝环运动．我们可以判断，圆环中形成的感应电流方向为________（从右往左看）（填“顺时针”或“逆时针”），环受安培力作用会向________（填“右”或“左”）运动．
17．如图所示，金属棒ab置于电阻不计、水平放置的U形光滑导轨上，在虚线ef右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的有界匀强磁场。在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。金属棒ab在水平恒力F的作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右加速运动，在此过程中，回路abdc中电流沿______ （选填“顺时针方向”或“逆时针方向”），圆环L有______ （选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环内产生的感应电流沿______ （选填“顺时针方向”或“逆时针方向”）。
三、解答题
18．当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，怎样确定感应电流的方向呢？在图中，如果导体棒AB向右运动，那么感应电流的方向是怎样的呢？
19．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图所示接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央.然后按图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路
（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将如何偏转？
（2）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？
（3）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？
（4）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？
20．如图所示，当磁感应强度B增大时，试分析放在该磁场中金属圆环中感应电流的方向。
21．如图，水平放置的光滑平行金属导轨右端与电阻R连接，金属棒ab垂直置于导轨上，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。棒获得初速度v后开始向右运动。
(1)指出ab棒中感应电流的方向；
(2)ab棒运动过程中，速度如何变化。
22．如图所示，在一根较长的铁钉上用漆包线绕出两个线圈A和B。将线圈B的两端与漆包线CD相连，使CD平放在静止的小磁针的正上方，与小磁针平行。试判断开关闭合的瞬间，小磁针N极的偏转情况，并用实验检验你的判断。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【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。
2．A
【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。
3．D
【详解】
AB．由小磁针的N极指向左侧可知，螺线管的外部磁场方向向左，则内部磁场方向从左指向右，由安培定则可知，导线a端接电源正极，AB错误；
CD．由匀强磁场的磁通量计算公式Ф=BS可知，经线圈的磁通量为BS，C错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．水平通电导线周围有磁场，且离导线越远磁场强度越小，在圆环下落过程中，通过圆环的磁通量变小故有感应电流产生，故A错误；
B．根据楞次定律可知，安培力始终阻碍圆环相对轨道的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化，故B正确；
C．因为圆环在运动的过程中，有感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上升到右侧与A点等高处，故C错误；
D．整个过程重力势能转化为电能，机械能不守恒，故D错误；
故选B。
5．B
【详解】
ABD．产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的原磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通量增多，故AD错误，B正确。
C．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，总的磁通量总保持大小相同，不会产生感应电流，故C错误。
故选B。
6．D
【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。
7．A
【详解】
由于ab边受到竖直向上的安培力，根据左手定则，可知线框中的电流方向为顺时针方向，再根据安培定则可知，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律“增反减同”可知，原磁场磁通量增大。
A．当线框水平向左平移时，穿过线框的磁通量增大，故A正确；
B．当线框水平向右平移时，穿过线框的磁通量减小，故B错误；
CD．沿磁场边界上下平移时，穿过线框的磁通量不变，故CD错误。
故选A。
8．C
【详解】
在线圈从a到c运动的过程中，穿过线圈的磁通量向右先增加后减小，根据楞次定律可知，从左边看，线圈中的感应电流先逆时针后顺时针。
故选C。
9．D
【详解】
A．若电荷为负电荷，则所受的电场力方向与电场方向相反，A错误；
B．若导体棒在匀强磁场中平行于磁场方向运动时，不会产生感应电动势，B错误；
C．根根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化，当磁通量增大，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，反之则相同，C错误；
D．据左手定则可知，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，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
胶木盘A由静止开始绕其轴线按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．B
【详解】
AB．根据楞次定律可知，靠近时，向上的磁通量增加，所以感应电流的方向（从上向下看）顺时针；当远离时，向上的磁通量减小，所以感应电流的方向（从上向下看）逆时针，故A错误，B正确。
CD．一条形磁铁匀速自左向右通过线圈下方靠近时，导致穿过线圈的磁通量要增加，根据楞次定律的另一种表述，感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，即阻碍磁通量的变化。则要阻碍磁通量的变化，所以线圈有向右运动的趋势，由于线圈静止，知线圈受到向左的摩擦力。 当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量要减小，根据楞次定律的另一种表述，要阻碍磁通量减小，线圈有向右的运动趋势，由于线圈静止，知线圈受到向左的摩擦力。故CD错误；
故选B。
12．A
【详解】
当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，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，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，同时，由于相互靠近，根据楞次定律的理解，阻碍相对运动，则磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g。
故选A。
13． 缩小 减小
【详解】
[1][2]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，形成环形电流，环形电流会增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，可知金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小。
14． S 由左手定则判断电流方向c→d，从而电流是b→a，根据右手定则，磁感线垂直穿过手心，I为S极
【详解】
I是S极，理由是：由左手定则判断电流方向c→d，从而电流是b→a，根据右手定则，磁感线垂直穿过手心，故I为S极.
15． 逆时针 逆时针
【详解】
（1）[1]将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，发现指针向左偏转，说明感应电流从左端流入，即由a经G流向b，再由安培定则知线圈绕向如图所示，俯视线圈，其电流方向为逆时针。
（2）[2]当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，再由安培定则知俯视线圈，其电流方向为逆时针。
16． 顺时针 右
【详解】
[1]原磁场方向向右，向右运动时，穿过圆环的磁通量要变大，根据楞次定律，圆环中感应电流产生向左的感应磁场，即产生了顺时针方向的感应电流（从右往左看）．
[2]据来拒去留，环受到向右的安培力，将向右运动．
17． 逆时针方向 收缩 顺时针方向
【详解】
[1][2][3]根据右手定则可知，ab棒切割磁感线，abdc回路中产生沿逆时针方向的感应电流，则abdc回路中感应电流在圆环处产生垂直纸面向外的磁场。感应电流的大小与ab棒切割磁感线的速度成正比，随着ab棒不断向右加速运动，穿过小圆环的磁通量不断增大，由楞次定律可知，小圆环中产生沿顺时针方向的感应电流，小圆环有收缩的趋势。
18．见解析
【详解】
在如图所示的电路中，研究对象是导体棒AB、导线和电流计组成的闭合电路。导体棒AB位于磁场中，因此磁场的部分磁感线穿过闭合电路。当导体棒AB向右运动时，穿过闭合电路中的磁通量将增大。根据楞次定律，导体棒AB上的感应电流方向应该是从A指向B。
19．（1）向右偏转 （2）不偏转 （3）向右偏转 （4）向左偏转
【详解】
在图（a）中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图（b）中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；
(2)保持开关S闭合，线圈A放在B中不动时，穿过B的磁通量恒定不变，没有感应电流产生，电流表不偏转；
(3)保持开关S闭合，线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，A中的电流增大，所以A中的磁场增强，所以穿过B的磁通量增大，楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；
(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，A中电流产生的磁场突然消失，故穿过B的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，电流表指针向左偏转。
20．顺时针方向
【详解】
圆环中感应电流的产生并不是由导线切割磁感线引起，故无法用右手定则判断感应电流的方向，而只能用楞次定律判断。由于穿过圆环的磁通量变大，感应电流的磁场方向应和原来的磁场方向相反（即右手大拇指垂直纸面向里），用右手螺旋定则可确定圆环中感应电流方向应是顺时针方向。
21．(1)由b指间a；(2)变小
【详解】
(1)根据右手定则，伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使大拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，所以电流的方向从b到a
(2)根据左手定则，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；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通电导线在磁场中所受安培力的方向，所以导体棒所受安培力水平向左，导体棒减速运动，速度变小
22．小磁针N极向纸内偏转，S极向纸外偏转
【详解】
干电池通电的瞬间，铁钉上产生向右增加的磁场，根据楞次定律，线圈B中产生感应电流，电流的方向由C到D，根据安培定则，CD导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N极向纸内偏转，S极向纸外偏转．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页