高二物理人教版（2019）选择性必修二同步练习 2.1 楞次定律

2.1 楞次定律
一、单选题
1．如图所示，闭合的金属线圈正上方有一个竖直放置的条形磁铁。当该磁铁向下运动靠近线圈时，下列判断中正确的是（　　）
A．若磁铁的运动是匀速的，则线圈中就没有感应电流
B．线圈中感应电流的方向与图中所标的箭头方向相同
C．线圈中感应电流的方向与图中所标的箭头方向相反
D．磁铁向下做加速或减速运动时，感应电流的方向不同
2．如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，它们之间相互绝缘、且MN靠近ad边，当MN中电流逐渐增大时（　　）
A．线圈中的磁通量保持不变
B．线圈中没有感应电流产生
C．线圈中感应电流方向是adcba
D．线圈所受安培力的合力方向向右
3．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．1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力
C．0~1s内圆环面积有扩张的趋势
D．1~2s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反
4．如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流。当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是（　　 ）
A．穿过线框的磁通量不变 B．线框中产生顺时针方向的感应电流
C．线框中产生逆时针方向的感应电流 D．线框所受安培力的合力向右
5．如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，条形磁铁落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，条形磁铁落地用时t2，落地时速度为v2.则它们的大小关系正确的是 （　　）
A．t1＞t2，v1＞v2 B．t1＝t2，v1＝v2
C．t1＜t2，v1＜v2 D．t1＜t2，v1＞v2
6．某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（　　）
A．从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B．从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用
D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
7．如图所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）
A．线圈a有扩张的趋势 B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a中将产生顺时针方向的感应电流（俯视） D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
8．如图所示为超导磁浮示意图。甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料（电阻几乎为0）制成的超导圆环。乙从甲的正上方缓慢下移，最后静止悬浮在甲的正上方。若甲的S极朝上，在乙向下运动的过程中，从上往下看，乙中感应电流的方向为（　　）
A．逆时针方向；乙静止后，感应电流消失
B．顺时针方向；乙静止后，感应电流消失
C．逆时针方向；乙静止后，感应电流仍存在
D．顺时针方向；乙静止后，感应电流仍存在
9．如图1所示，绝缘水平面上导体环甲、乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B．甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C．丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
二、多选题
10．某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转，关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转
C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
11．如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，圆环能摆到右侧最高点b，不计空气阻力。在圆环从a摆向b的过程中（　　）
A．感应电流方向一直是逆时针
B．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
C．圆环所受安培力方向始终沿水平方向
D．圆环所受安培力方向始终与圆环速度方向相反
12．如图所示，一段软导线组成的正方形回路置于光滑水平面上，软导线所在空间存在竖直方向的匀强磁场。由于磁场发生了某种变化，导致回路形状变为圆形。关于该磁场的变化，下列说法可能正确的是（　　）
A．方向竖直向上，逐渐增强 B．方向竖直向上，逐渐减弱
C．方向竖直向下，逐渐增强 D．方向竖直向下，逐渐减弱
13．如图所示为具有理想边界MN、PQ的垂直纸面向里的匀强磁场，一正方形导线框abcd垂直磁场方向置于其中。下列说法正确的是（　　）
A．若将导线框以水平向右的速度拉出磁场，则产生的感应电流方向沿顺时针方向
B．若将导线框以水平向左的速度拉出磁场，则产生的感应电流方向沿逆时针方向
C．导线框以ab边为轴转过90°的过程中，无感应电流产生
D．导线框以ab边为轴转过90°的过程中，产生的感应电流方向沿abcda方向
三、填空题
14．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”）
15．如图所示装置中，绕在铁芯上的两组线圈和，分别和光滑水平导轨相接，导轨上放置金属杆和，只考虑金属棒电阻，其他电阻忽略不计。某同学通过实验研究杆运动对杆的影响。若该同学控制杆向左匀速运动，杆将______；若发现杆向左移动，则杆______。
16．把一个用丝线悬排的铝球放在电路中的线圈上方，如图所示，在下列三种情况下，悬挂铝球的丝线所受的拉力的变化情况：
（1）当滑动变阻器的滑片向右移动时拉力______；
（2）当滑片向左移动时，拉力______；
（3）当滑片不动时，拉力______。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
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”）。
18．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P、Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现垂直于导轨放置一根导体棒MN，MN向右运动时，MN中的电流方向为________，MN向左运动时，MN中的电流方向为________（均选填“M→N”或“N→M”）。
19．如图所示，套在条形磁铁外的两个面积相同的线圈A和，其中“”线圈在磁铁的正中间。设两个线圈中的磁通量依次为，它们的大小关系是________。磁铁如果突然向右运动，线圈A将会___________运动（选填“向右”、"向左”、“静止”）。
试卷第页，共页
参考答案：
1．B
【详解】
当该磁铁向下运动靠近线圈时，无论是做加速或减速或匀速运动，都会引起线圈中磁通量发生增加，产生感应电流，根据楞次定律和右手螺旋定则可知感应电流的方向与图中所标的箭头方向相同。
故选B。
2．C
【详解】
根据安培定则可知，直导线两侧的磁场左边向里，右边向外，因线圈右边面积大于左边面积，可知线圈中测磁通量向外，当MN中电流逐渐增大时，线圈中的磁通量向外增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向是adcba，根据左手定则可知，ad和bc边受安培力方向均向左，即线圈所受安培力的合力方向向左。
故选C。
3．A
【详解】
A．0~1s内，螺线管中从a向b的电流逐渐增大，穿过圆环的磁场向上的逐渐增强，根据楞次定律，从上往下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，A正确；
B．1s末，穿过圆环的磁通量达到最大，此时圆环中的感应电流为零，不受安培力，对桌面的压等于圆环的重力，B错误；
C．0~1s内，穿过圆环的磁通量逐渐增多，根据楞次定律推论“增缩减扩”，圆环面积有收缩的趋势，C错误；
D．1~2s内螺线管中从a向b的电流逐渐减小，2~3s内螺线管中从b向a的电流逐渐增加，穿过圆环的磁通量先是向上的减少，然后是向下的增多，根据楞次定律，圆环中的感应电流方向相同，D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．当电流逐渐减弱时，电流产生的磁场减小，穿过线框的磁通量减小，故A错误；
BC．根据右手定则可以判定，导线右侧的磁场方向向里，磁通量减小时，产生的感应电流的磁场方向向里，是顺时针方向的感应电流，故B正确；C错误；
D．根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减小，有向磁场强度较大的左侧运动的趋势，所以它的受力向左，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
开关S断开时，线圈中没有感应电流产生，不受安培力，则条形磁铁也不受安培力，所以磁铁自由下落，加速度为g；S闭合时，穿过线圈的磁通量在变化，将产生感应电流，根据楞次定律“来拒去留”可知，磁铁受到向上的安培力，合力小于重力，加速度小于g，所以下落时间延长，落地速度减小，即有t1＜t2，v1＞v2。
故选D。
6．D
【详解】
AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从下往上看是顺时针方向，B中中向上的磁场增强，感应电流的方向从下往上看是逆时针方向，AB错误；
C．结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，C错误；
D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
AB．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，则b产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律的推广：“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故AB错误；
C．穿过线圈a的磁通量增加方向向下，根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故C错误；
D．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a有远离b的趋势，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
圆柱形磁铁甲的N极朝下，故磁铁上方的磁感线方向向下，超导圆环乙从磁铁甲的正上方缓慢下移，则超导圆环乙中向下的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知，从上往下看，超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向，超导圆环乙稳定后悬浮在磁铁甲的正上方，则超导圆环应受到竖直向上的安培力，且与重力大小相等，故感应电流仍存在，ABD错误，C正确。
故选C。
9．B
【详解】
AB．根据右手定则可知，乙环在甲环中产生的磁场方向为垂直纸面向外，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势，故A错误，B正确；
CD．乙环在丙环中产生的磁场方向为垂直纸面向里，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为顺时针，有扩张的趋势，故CD错误。
故选B。
10．BD
【详解】
AB．无论磁体向上匀速运动还是加速运动，穿过线圈的磁通量都是向上减小，所以灵敏电流计指针都会向右偏转，故A错误，B正确；
C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，穿过线圈的磁通量向下减小，灵敏电流计指针会向左偏转，故C错误；
D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，穿过线圈的磁通量向下增大，灵敏电流计指针会向右偏转，故D正确。
故选BD。
11．BC
【详解】
AB．从圆环被释放到到圆环右侧与磁场边界相切的过程中，穿过圆环的磁通量垂直纸面向里不断增大，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针；从圆环右侧与磁场边界相切到丝线恰好竖直的过程中，穿过圆环的磁通量垂直纸面向里不断减小，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针；从丝线恰好竖直到圆环左侧与磁场边界相切的过程中，穿过圆环的磁通量垂直纸面向外不断增大，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针；从圆环左侧与磁场边界相切到圆环运动至最高点b的过程中，穿过圆环的磁通量垂直纸面向外不断减小，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针，故A错误，B正确；
CD．根据对称性以及左手定则可知，圆环上、下两半部分所受安培力在竖直方向的分力等大反向，而二者在水平方向的分力不是等大反向，所以圆环所受安培力方向始终沿水平方向，故C正确，D错误。
故选BC。
12．BD
【详解】
同样周长情况下，圆形面积大于正方形，即回路面积增大了，根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁场的磁通量变化，无论穿过回路的磁感线的方向如何，只要磁场逐渐减小，穿过回路的磁通量就会减小，回路的面积就将增大，故BD正确，AC正确。
故选BD。
13．AD
【详解】
AB．无论将导线框从哪边拉出磁场，穿过导线框的磁通量都要减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场都要阻碍原磁通量的减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流方向沿顺时针方向，故A正确、B错误；
CD．导线框以ab边为轴转过90°的过程中，穿过导线框的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流方向沿abcda方向，故C错误、D正确。
故选AD。
14． 偏向正极 S极 向上 顺时针
【详解】
（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）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）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）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。
15． 静止不动 向右减速或向左加速
【详解】
杆向左匀速运动，产生的是恒定感应电动势，流过是恒定电流，穿过的磁通量不变化，没有感应电动势，cd杆静止不动。
杆向右减速，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上减弱的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，cd杆向左运动。
杆向左加速，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下增大的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，cd杆向左运动。
16． 变小 变大 不变
【详解】
（1）铅球相当于口朝下的线圈，当滑动变阻器的滑动头向右移动时，电流增大磁场增强，由楞次定律可知线圈与铅球互相排斥，则拉力变小。
（2）理由类似于上面，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，电流减小，由楞次定律可知线圈与铅球互相吸引，则拉力变大。
（3）滑动变阻器的滑动端不移动时，电流没有变化，则铅球没有感应电流出现，则拉力不变。
17． 逆时针方向 收缩 顺时针方向
【详解】
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． N→M M→N
【详解】
根据右手定则，MN中的电流方向为N→M。
根据右手定则，MN中的电流方向为M→N。
19． 小于（或者<） 向右
【详解】
在条形磁铁内外都有磁场，而磁铁内部向左的磁通量相同，外部向右的磁通量越大，抵消越多，总磁通量越少。线圈A和线圈B面积相同，线圈B所在位置向右的磁通量较小，故
磁铁如果突然向右运动，根据楞次定律的“来拒去留”线圈A将会向右运动。
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