2025人教版高中物理选择性必修第二册强化练习题（有解析）--1　楞次定律

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2025人教版高中物理选择性必修第二册
第二章　电磁感应
1　楞次定律
基础过关练
题组一　楞次定律
1.(教材习题改编)(多选题)如图所示,条形磁铁以某一速度v远离螺线管,以下判断正确的是 (　　)
A.螺线管中的磁场由下向上
B.螺线管中的磁通量减小
C.螺线管中没有感应电流
D.感应电流由下向上通过灵敏电流计
2.(2023广东深圳阶段测试)如图所示,长直导线MN中通有竖直向上的恒定电流I,其附近有一个矩形线框ABCD,线框与导线始终在同一个平面内。则下列说法中正确的是 (　　)
A.将矩形线框向上平移,线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
B.将矩形线框向下平移,线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
C.将矩形线框向左平移,线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
D.将矩形线框向右平移,线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
3.(2024山东百师联盟联考)如图甲所示,圆形金属线圈位于通电直导线的附近,线圈与通电导线在同一平面内,以图示电流方向为正方向,直导线中通以如图乙所示的电流,则圆形线圈中感应电流的方向 (　　)
　　
A.始终顺时针　　　　　　B.始终逆时针
C.先顺时针后逆时针　　　　　　D.先逆时针后顺时针
4.(多选题)如图,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,则 (　　)
A.当闭合开关S,线圈M中的磁场方向向右
B.当闭合开关S的一瞬间,线圈P中有顺时针方向(从左往右看)的感应电流
C.当线圈M中有恒定电流通过时,线圈P中有恒定的感应电流
D.当断开开关S的一瞬间,线圈P中有顺时针方向(从左往右看)的感应电流
5.(经典题)(多选题)(2024河北正定中学期末)水平匀强磁场中一圆形铜线圈用细杆悬于P点,开始时处于水平位置,如图所示。现释放,运动过程中线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次先后通过位置Ⅰ和Ⅱ时,顺着磁场方向向右看去,线圈 (　　)
A.过位置Ⅰ,感应电流沿顺时针方向
B.过位置Ⅰ,感应电流沿逆时针方向
C.过位置Ⅱ,感应电流沿顺时针方向
D.过位置Ⅱ,感应电流沿逆时针方向
6.(教材习题改编)(多选题)如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一个闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在位置B,N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离都比较小,则 (　　)
A.在位置B,穿过线圈的磁通量为零
B.线圈从A到B的过程中,从上向下看线圈中有顺时针方向的感应电流
C.线圈从B到C的过程中,从上向下看线圈中有逆时针方向的感应电流
D.线圈从B到C的过程中,在安培力作用下有收缩的趋势
7.(教材习题改编)(多选题)如图所示,A和B都是铝环,A环是闭合的,B环是断开的,横梁可以绕中间的支点转动。当装置静止不动时,用一磁铁的N极去接近A环,发现横梁绕支点转动。关于该实验,下列说法中正确的是 (　　)
A.磁铁接近A环的过程中,A环被排斥
B.磁铁远离A环的过程中,A环被吸引
C.若磁铁接近B环,横梁也将绕支点转动
D.若用陶瓷材料制作A、B环,也可以得到相同的实验效果
题组二　右手定则
8.(经典题)(2024湖北期末)如图所示,CDEF是金属框,框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体棒MN向左移动时,下列说法正确的是 (　　)
A.MNDC回路中感应电流沿顺时针方向
B.MNEF回路中感应电流沿逆时针方向
C.导体棒M端的电势低于N端的电势
D.导体棒MN中感应电流方向为N到M
9.(2024广东东莞期中)如图所示,金属棒与金属导轨垂直放置,且接触良好,导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场,当金属棒ab沿导轨向右匀速滑动时,螺线管左侧小磁针的N极受力方向为 (　　)
A.水平向左　　　　　　B.水平向右
C.垂直纸面向里　　　　　　D.垂直纸面向外
10.(2024上海进才中学测试)如图所示,两金属棒ab、cd横放在两水平且平行的光滑金属导轨上,ab、cd棒分别处在垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场中,当给ab棒一个沿导轨水平向右的速度后,cd棒将 (　　)
A.静止不动　　　　　　B.向右运动
C.向左运动　　　　　　D.不能确定
题组三　楞次定律的实验探究
11.(2024江苏南京期末)小明用如图所示的装置“探究影响感应电流方向的因素”,螺线管与灵敏电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下。当磁体向下靠近螺线管上端时 (　　)
A.电流计指针向右偏转
B.螺线管内部的磁通量减小
C.螺线管内部的感应电流产生的磁场向下
D.磁铁受到向上的磁场力的作用
12.(2024北京丰台期中)某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中,将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向右偏。在保持开关闭合的状态下,下列判断正确的是 (　　)
A.当线圈A拔出时,灵敏电流计的指针向右偏
B.当线圈A中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向左偏
C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转
D.当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时,灵敏电流计的指针向左偏
能力提升练
题组一　右手定则、楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用
1.(多选题)研究发现,导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流就越大。如图所示,金属环a与导线环b共面共心,导线环b与光滑导轨、导体棒构成闭合回路,则下列说法正确的是　 (　　)
A.若a中加顺时针增大的电流,则导体棒cd向右运动
B.若a中加顺时针减小的电流,则导体棒cd向右运动
C.若导体棒cd在外力作用下向右匀速运动,则a中会产生顺时针方向的电流
D.若导体棒cd在外力作用下向右匀加速运动,则a中会产生顺时针方向的电流
2.(多选题)(2024北京海淀测试)如图所示,导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动,c为金属圆线圈,线圈平面与螺线管中轴线垂直,圆心在螺线管中轴线上。已知导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流就越大,则 (　　)
A.导体棒ab中的电流由b流向a
B.螺线管内部的磁场方向向右
C.金属圆线圈c有收缩的趋势
D.金属圆线圈c被螺线管吸引
3.(经典题)(2023陕西西安高新一中阶段测试)研究发现,导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流就越大。如图所示,水平放置的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当MN在外力的作用下运动时,PQ在磁场的作用下向右运动,则MN所做的运动可能是 (　　)
A.向右减速运动　　　　　　B.向右加速运动
C.向左减速运动　　　　　　D.向左匀速运动
题组二　从能量角度理解楞次定律
4.(经典题)(2023江苏南京第一中学期末)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,则下列说法中正确的是 (　　)
A.圆环最终停在轨道的最低点B
B.圆环能滑到轨道右侧与A点等高处C
C.圆环运动过程中机械能守恒
D.圆环在运动过程中感应电流方向一直是顺时针方向
5.(多选题)(2024安徽安庆期末)闭合铝环固定在水平绝缘桌面上,条形磁铁下端是N极、上端是S极,磁铁在铝环正上方较低处无初速度释放,在磁铁开始下落到碰到桌面的过程中,下列判断正确的是 (　　)
A.磁铁的速度增大、加速度减小
B.铝环对桌面的压力大小保持不变
C.磁铁的重力势能全部转化为铝环中的焦耳热
D.铝环中存在自上往下看沿逆时针方向的感应电流
教材深研拓展
6.(多选题)如图所示,用绳吊起一个铝环,下列说法正确的是 (　　)
A.磁体从左侧靠近铝环时,铝环中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流
B.磁体从左侧靠近铝环时,铝环向左摆动
C.用磁体的任意一极从左侧靠近铝环时,铝环向右摆动
D.磁体从左侧远离铝环时,铝环左侧相当于S极
答案与分层梯度式解析
第二章　电磁感应
1　楞次定律
基础过关练
1.BD　条形磁铁左侧的磁感线分布如图所示,磁铁向右运动,导致穿过螺线管的向下的磁通量减小,A错误,B正确;
根据楞次定律可知感应电流产生的磁场阻碍磁通量的变化,即阻碍向下的磁通量的减小,所以感应电流的磁场在螺线管内部是向下的,根据右手螺旋定则可知,螺线管产生的感应电流由下向上通过灵敏电流计,C错误,D正确。
方法技巧　运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路
2.D　根据安培定则,线框所在位置的磁场方向垂直纸面向里,且离导线越近的位置磁感应强度越大,如图所示。当线框向上或向下平移时,穿过线框的磁通量不发生变化,线框内不产生感应电流,A、B错误;当线框向左平移时,穿过线框的磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知,线框内的感应电流的方向为A→D→C→B→A,即逆时针,C错误;当线框向右平移时,穿过线框的磁通量减小,根据楞次定律结合安培定则可知,线框内的感应电流的方向为A→B→C→D→A,即顺时针,D正确。故选D。
3.A　直导线中电流先向上减小,则穿过圆形线圈的磁通量向里减小,根据楞次定律结合安培定则可知,圆形线圈中感应电流沿顺时针方向;然后直导线中电流向下增大,则穿过圆形线圈的磁通量向外增加,根据楞次定律结合安培定则可知,圆形线圈中感应电流沿顺时针方向,选A。
易错易混　解答本题时,只考虑了磁通量改变特点的不同,没有考虑到磁场的方向发生了变化,导致错选C项。实际上,磁通量先变小再反向增大,则感应电流的方向没有改变。
4.AD　当闭合开关S的一瞬间,穿过线圈P向右的磁通量增加,根据楞次定律结合安培定则可知,从左往右看,线圈P中感应电流沿逆时针方向,故A正确,B错误。当断开开关S的一瞬间,穿过线圈P向右的磁通量减少,根据楞次定律结合安培定则可知,从左往右看,线圈P中感应电流沿顺时针方向,故D正确。当线圈M中有恒定电流通过时,穿过线圈P的磁通量不变,没有感应电流,C错误。
5.BC　在线圈从Ⅰ位置运动到最低点过程中,穿过线圈向右的磁通量增加,根据楞次定律结合安培定则可知,向右看线圈中感应电流的方向应为逆时针,选项A错误,B正确;在线圈从最低点运动到Ⅱ位置的过程中,穿过线圈向右的磁通量减少,根据楞次定律结合安培定则可知,向右看线圈中感应电流的方向应为顺时针,所以C正确,D错误。
6.ACD　条形磁铁的N极附近的磁感线分布如图所示,在位置B,穿过线圈的磁通量为零,故选项A正确。由于线圈在条形磁铁的N极附近运动,可以认为从A到B的过程中,穿过线圈向上的磁通量减少,根据楞次定律可知,线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少,即感应电流的磁场方向向上,再根据安培定则可知感应电流的方向为从上向下看沿逆时针方向,故选项B错误。从B到C的过程中,穿过线圈向下的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,即感应电流的磁场方向向上,再根据安培定则可知感应电流的方向从上向下看也为逆时针方向,根据楞次定律的推论“增缩减扩”(解题技法),可知该过程中线圈在安培力作用下有收缩的趋势,故选项C、D正确。
7.AB　根据楞次定律可知,感应电流具有这样的方向:即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。磁铁靠近A环时,穿过A环的磁通量增加,则感应电流产生的磁场阻碍原磁通量的增加,即感应电流产生的磁场与原磁场方向相反,A环被排斥(另解:磁铁靠近A环时,根据楞次定律的推论“来拒去留”(解题技法)可知,A环被排斥),选项A正确,同理知B正确;由于B环是断开的,若磁铁接近B环,无法形成电流,则不受安培力,因而横梁不会转动,选项C错误;A环采用绝缘材料时,不会产生感应电流,不受安培力,则不会得到相同的实验效果,而B环没有闭合,没有感应电流产生,因而换成绝缘材料时对实验结果没有影响,选项D错误。
方法技巧　楞次定律的“来拒去留”法——阻碍相对运动
磁铁靠近线圈,B感、B原反向,线圈与磁铁相互排斥
磁铁远离线圈,B感、B原同向,线圈与磁铁相互吸引
8.C　由右手定则知导体棒MN中感应电流方向为M到N,MNDC回路中感应电流沿逆时针方向,MNEF回路中感应电流沿顺时针方向,A、B、D错误;导体棒MN充当电源,电源内部电流从低电势处流向高电势处(易错点),故M端的电势低于N端的电势,C正确。故选C。
9.B　金属棒切割磁感线,根据右手定则可知,ab中的电流的方向为b到a,此电流流过螺线管时,根据安培定则可知,螺线管内磁场水平向右,故N极受力水平向右,故B正确。
10.C　ab棒向右运动,由右手定则可知,通过cd棒的电流由c到d;又由左手定则可知,cd棒受到的安培力水平向左,则cd棒向左运动,故C正确。
11.D　根据楞次定律结合安培定则可知,螺线管中电流方向从上往下,但是流入电流计的电流方向与指针的偏转方向关系未知,则无法判断电流计指针偏转方向,故A错误;磁体向下靠近螺线管上端时,螺线管内部的磁通量增加,故B错误;磁体向下靠近螺线管上端时,根据“增反减同”的推论判断,螺线管内部的感应电流产生的磁场向上,故C错误;根据“来拒去留”的推论判断,磁铁受到向上的磁场力的作用,故D正确。
12.B　在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向右偏,可知穿过线圈B的磁通量增加时,灵敏电流计的指针向右偏。当线圈A拔出时,穿过线圈B的磁通量减少,灵敏电流计的指针向左偏,故选项A错误;当线圈A中的铁芯拔出时,穿过线圈B的磁通量减少,灵敏电流计的指针向左偏,故选项B正确;当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,通过线圈A的电流发生变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,则灵敏电流计的指针发生偏转,故选项C错误;当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时,通过线圈A的电流增大,穿过线圈B的磁通量增加,灵敏电流计的指针向右偏,故选项D错误。
能力提升练
1.BD　若a中加顺时针增大的电流,b环内a中电流产生的磁场方向向里且增强,根据楞次定律可知,b中感应电流产生的磁场方向向外,感应电流沿逆时针方向,导体棒cd中电流方向由d到c,根据左手定则,cd受到的安培力向左,向左运动,同理可知,若a中加顺时针减小的电流,则导体棒cd向右运动,A错误,B正确;若导体棒cd在外力作用下向右匀速运动,a中磁通量不变,不产生感应电流,C错误;若导体棒cd在外力作用下向右匀加速运动,b中感应电流沿逆时针方向且增大,b环内部产生的磁场向外且增大,根据楞次定律可知,a中感应电流产生的磁场向里,a中感应电流方向为顺时针,D正确。
2.BC
思路点拨　导体棒ab切割磁感线产生感应电流,感应电流通过螺线管,产生的磁场又去影响线圈c中的磁通量,从而使线圈c中产生感应电流。
匀强磁场方向向外,导体棒ab向右加速运动,由右手定则可知,导体棒ab中的电流由a流向b,故A错误;导体棒ab中的电流由a流向b,由安培定则可知,螺线管内部的磁场方向向右,故B正确;导体棒ab向右加速运动,可知闭合电路中的电流逐渐增大,螺线管内部的磁场逐渐增强,穿过圆线圈c的磁通量逐渐增大,由楞次定律的推论“增缩减扩”可知,圆线圈c有收缩的趋势,故C正确;穿过圆线圈c的磁通量向右逐渐增大,由楞次定律可知,圆线圈c中感应电流产生的磁场方向向左,与螺线管的磁场方向相反,因此圆线圈c与螺线管相互排斥(增离减靠),故D错误。
规律总结　“三定则”“一定律”的比较
基本现象 应用的定则或定律
运动电荷、电流产生磁场 安培定则
磁场对运动电荷、电流有力的作用 左手定则
电磁 感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则
穿过闭合回路的磁通量变化 楞次定律
3.A
思路点拨　按照图中①②③④的顺序分析。
PQ在磁场的作用下向右运动,则PQ所受的安培力方向向右,由左手定则,电流由P流向Q,L2中感应电流的磁场方向沿轴线向下,L1中产生的磁场应该是向上增强或向下减弱。若L1中产生的磁场向上增强,则电流由M流向N且增大,由右手定则可知,MN向左做加速运动,C、D错误;若L1中产生的磁场向下减弱,则电流由N流向M且减小,由右手定则可知,MN向右做减速运动,A正确,B错误。故选A。
4.A　在圆环运动的范围内,各处的磁感应强度不同,圆环从A点无初速度释放,穿过圆环的磁通量变化,有感应电流产生,圆环运动过程中机械能不断转化为电能,机械能会减小,(破题关键)圆环不能上升到右侧与A点等高处,圆环最终停在最低点B,A正确,B、C错误;圆环来回运动,下降时垂直于圆环平面向里的磁通量减小,感应电流方向是顺时针,上升时垂直于圆环向里的磁通量增大,感应电流方向是逆时针,D错误。故选A。
5.AD　磁铁下落过程,铝环中产生感应电流,由于铝环处磁场增强且磁铁下落速度增大,则铝环中的电流增大,则磁铁对铝环的作用力F增大,铝环对磁铁的反作用力F'也增大,结合“来拒去留”的结论知F'方向向上,对磁铁由牛顿第二定律有mg-F'=ma,知磁铁的加速度减小,故A正确;磁铁对铝环的力F方向向下,对铝环受力分析,由平衡条件知F+Mg=N,桌面对铝环的支持力N增大,根据牛顿第三定律可知铝环对桌面的压力增大,故B错误;下落过程磁铁的重力势能转化为磁铁的动能和铝环中的焦耳热(破题关键),故C错误;由楞次定律知铝环中存在自上往下看沿逆时针方向的感应电流,故D正确。
6.CD　磁体从左侧靠近铝环时,铝环中向右的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的增加,所以铝环中感应电流的磁场向左,又由安培定则可知,铝环中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流,铝环左侧相当于N极,与磁体近端互为同名磁极,相互排斥,因此铝环要远离磁体,即铝环要向右摆动,故A、B错误;同理,用磁体的S极从左侧靠近铝环时,铝环向右摆动,故C正确;当磁体从左侧远离铝环时,铝环中向右的磁通量减小,根据楞次定律可知,铝环中感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的减小,所以铝环中感应电流的磁场向右,又由安培定则可知,铝环中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流,且铝环左侧相当于S极,故D正确。
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