人教版物理选修3-2同步训练第4章第3节 楞次定律
一、选择题
1.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则（ ）
A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D. 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左
2.如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时( )
A. 环A有缩小的趋势
B. 环A有扩张的趋势
C. 螺线管B有缩短的趋势
D. 螺线管B有伸长的趋势
3.如图，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体，匀强磁场垂直于导轨所在的平面，则( )
A. 如果AB和CD以相同的速度向右运动，则回路内一定有感应电流
B. 如果AB和CD以不同的速度向右运动，则回路内一定有感应电流
C. 如果AB和CD以相同的速率分别向右和向左运动，则回路内无感应电流
D. 如果AB不动，CD以一定速度运动，则回路内一定有感应电流
4.如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )
A. G1表的指针发生偏转
B. G2表的指针发生偏转
C. G1表的指针不发生偏转
D. G2表的指针不发生偏转
5.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( )
A. a→b→c→d→a
B. d→c→b→a→d
C. 先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D. 先a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
6.两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )
A. A可能带正电且转速减小
B. A可能带正电且转速增大
C. A可能带负电且转速减小
D. A可能带负电且转速增大
7.如右图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁N极朝下从高处下落接近回路时
A. P、Q将互相靠拢 B. 产生的电流方向从Q到P
C. 磁铁的加速度仍为g D. 磁铁的加速度小于g
8.如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入MN极板间，突然发现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A. 开关S闭合瞬间
B. 开关S由闭合后断开瞬间
C. 开关S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动
D. 开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动
9. 如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环运动情况是（ ）
A. 同时向两侧推开
B. 同时向螺线管靠拢
C. 一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断
D 同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断
10.如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图中的哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大（ ）
A. B.
C. D.
11.如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A. S增大，l变长
B. S减小，l变短
C. S增大，l变短
D. S减小，l变长
12.如图所示，铝质圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上．已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A. 磁铁在整个下落过程中做自由落体运动
B. 磁铁在管内下落过程中机械能守恒
C. 磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D. 磁铁在下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量
二、实验题
13.如图所示，在图（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况．今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是______；图（3）中电流计的指针将向____偏转；图（4）中的条形磁铁上端为____极． ?
14.如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，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．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有_________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流方向 ____________（填顺时针、逆时针）．
人教版物理选修3-2同步训练第4章第3节 楞次定律
一、选择题
1.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则（ ）
A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D. 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左
【答案】AD
【解析】
线框进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由右手定则可知，感应电流沿顺时针方向，即方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时，穿过线圈的磁通量减小，感应电流方向为逆时针方向，即a→b→c→d→a，A错误B正确；根据楞次定律的“来拒去留”规律可知线框进入磁场时，受到的安培力向左，离开磁场时受到的安培力向左，C错误D正确．
2.如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时( )
A. 环A有缩小的趋势
B. 环A有扩张的趋势
C. 螺线管B有缩短的趋势
D. 螺线管B有伸长的趋势
【答案】AD
【解析】
对通电螺线管，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以匝间距增大；对金属环，穿过的磁通量也随之减少，由于它包围通电螺线管的内外磁场，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环有缩小的趋势．选项A、D正确．
综上所述本题答案：AD
3.如图，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体，匀强磁场垂直于导轨所在的平面，则( )
A. 如果AB和CD以相同的速度向右运动，则回路内一定有感应电流
B. 如果AB和CD以不同的速度向右运动，则回路内一定有感应电流
C. 如果AB和CD以相同速率分别向右和向左运动，则回路内无感应电流
D. 如果AB不动，CD以一定的速度运动，则回路内一定有感应电流
【答案】BD
【解析】
产生感应电流的条件是：闭合电路的磁通量发生变化，故B、D正确；而A项闭合电路内磁通量不变，A项错误；C项闭合电路内磁通量发生变化应有感应电流产生，C错误．
综上所述本题答案是：BD
4.如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )
A. G1表的指针发生偏转
B. G2表的指针发生偏转
C. G1表的指针不发生偏转
D. G2表指针不发生偏转
【答案】AB
【解析】
ab导线与G电表形成回路，导线框向右运动时，回路中磁通量增加，产生感应电流，故两电表均有电流．
5.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( )
A. a→b→c→d→a
B. d→c→b→a→d
C. 先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D. 先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
【答案】B
【解析】
由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是d→c→b→a→d；故选B．
6.两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )
A. A可能带正电且转速减小
B. A可能带正电且转速增大
C. A可能带负电且转速减小
D. A可能带负电且转速增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.若A带正电，顺时针转动产生顺时针方向的电流，A中磁场方向垂直直面向里，当转速增大，B中磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即感应电流磁场方向垂直直面向外，故A中产生逆时针电流，A错误，B正确；
CD. 若A带负电，顺时针转动产生逆时针方向的电流，A中磁场方向垂直直面向外，当转速减小，B中磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直直面向外，故A中产生逆时针电流，C正确，D错误；
故选BC。
7.如右图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁N极朝下从高处下落接近回路时
A. P、Q将互相靠拢 B. 产生的电流方向从Q到P
C. 磁铁的加速度仍为g D. 磁铁的加速度小于g
【答案】AD
【解析】
【分析】
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磁通量的变化，分析导体的运动情况；
【详解】A、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，故A正确，B错误； C、由于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C错误，D正确．
【点睛】本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键．
8.如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入MN极板间，突然发现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A. 开关S闭合瞬间
B. 开关S由闭合后断开瞬间
C. 开关S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动
D. 开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动
【答案】AD
【解析】
发现电子向M板偏转，说明右侧螺线管中产生了流向M的电流．由楞次定律及其相关知识可知，产生这一现象的原因可能是：开关S闭合瞬间，开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动，选项AD正确．
9. 如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ）
A 同时向两侧推开
B. 同时向螺线管靠拢
C. 一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断
D. 同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断
【答案】A
【解析】
在电键S断开前，两环的磁通量为零，当电键S闭合的一瞬间，通过两环的磁通量增大，故环要减小穿过磁场的面积，即环要远离通电螺线管，所以都向两侧运动，即A正确．
10.如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图中的哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大（ ）
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由楞次定律的运动学描述“来拒去留”可知，要使导体圆环对桌面的压力增大，即圆环受到向下的作用力，则螺线管中应产生增大的磁场；而螺线管中的磁场是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应越来越大，由此分析可知，B是增大的，符合题意；A是减小的，不符合题意；CD是不变的，不符合题意。
故选B。
11.如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A. S增大，l变长
B. S减小，l变短
C. S增大，l变短
D. S减小，l变长
【答案】D
【解析】
当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，故D正确．
12.如图所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上．已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A. 磁铁在整个下落过程中做自由落体运动
B. 磁铁在管内下落过程中机械能守恒
C. 磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D. 磁铁在下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量
【答案】CD
【解析】
条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，铝管中产生感应电流，阻碍磁铁下落，磁铁在管内下落过程中机械能减小，磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量，选项A、B错误，选项D正确；磁铁在管内下落过程中受到铝管的阻碍作用，由牛顿第三定律可知，磁铁对铝管有向下的作用力，故磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力，选项C正确．
综上所述本题答案是：CD
点睛：根据楞次定律中的（来拒去留）可以求出条形磁铁的受力情况，根据受力判断力做功情况，最后得出能量之间的转化关系．
二、实验题
13.如图所示，在图（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况．今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是______；图（3）中电流计的指针将向____偏转；图（4）中的条形磁铁上端为____极． ?
【答案】 (1). 向下 (2). 右 (3). N
【解析】
图（1）可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏．图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下，根据楞次定律知，条形磁铁S向下插入．图（3）当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律，可知螺线管中感应电流方向由下到上，则指针向右偏；图（4）中可知指针向右偏，则线圈中有感应电流的方向从下到上，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，由上端为N极． 点睛：解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，基础题，注意电流进入电流表，指针向何处偏转，是解题的关键.
14.如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，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．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有_________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流方向 ____________（填顺时针、逆时针）．
【答案】收缩；顺时针
【解析】
由于金属棒ab向右运动，根据楞次定律判断可知abcd回路中产生顺时针方向的感应电流，在圆环处产生垂直于纸面向里的磁场，随着金属棒向右减速运动，圆环的磁通量将减小，依据楞次定律可知，圆环将产生顺时针方向的感应电流，圆环将有扩张的趋势以阻碍圆环磁通量的减小．
点睛：本题关键掌握楞次定律，知道楞次定律既可以用来判断感应电流的方向，也可以判断安培力方向，从而判断圆环的运动趋势，关键理解“阻碍”二字．
