高中人教物理選擇性必修二2.1楞次定律 練習(xí)（解析版）

1、第二章 電磁感應(yīng)第1節(jié) 楞次定律一、單選題1一足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線固定在光滑水平面內(nèi)，導(dǎo)線中通有如圖所示的恒定電流，一硬質(zhì)金屬環(huán)在該平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，初速度v0的方向與電流方向垂直、下列判斷正確的是（）A金屬環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終沿逆時(shí)針?lè)较駼金屬環(huán)所受合力始終保持不變C金屬環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)D金屬環(huán)最終停止在該水平面上【答案】D【解析】A金屬環(huán)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量向里減小，由楞次定律可知，環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B金屬環(huán)向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中磁場(chǎng)減弱，產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，則所受安培力減小，即環(huán)所受合力減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD金屬環(huán)受向左的安培力且逐漸減小，則金屬環(huán)做變減速運(yùn)動(dòng)，最終停止在

2、該水平面上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2一條形磁鐵從某一高度處由靜止釋放，豎直向下穿過(guò)導(dǎo)線圈，當(dāng)磁鐵的S端經(jīng)過(guò)A，N端經(jīng)過(guò)B時(shí)，下列關(guān)于線圈中感應(yīng)電流的方向和所受安培力的說(shuō)法中正確的是（）A感應(yīng)電流方向相同，線圈所受安培力的方向相同B感應(yīng)電流方向相反，線圈所受安培力的方向相反C感應(yīng)電流方向相反，線圈所受安培力的方向相同D感應(yīng)電流方向相同，線圈所受安培力的方向相反【答案】C【解析】條形磁鐵S端經(jīng)過(guò)A位置時(shí)，磁鐵靠近線圈，穿過(guò)線圈的磁通量向上且增加，根據(jù)楞次定律判斷，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，由安培定則判斷可知，線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍◤纳舷蛳驴矗懈袘?yīng)電流的線圈等效為上S下N的條

3、形磁鐵，磁鐵與線圈是相互排斥的，故線圈所受安培力的方向是向下的；條形磁鐵N端經(jīng)過(guò)B位置時(shí)，磁鐵遠(yuǎn)離線圈，穿過(guò)閉合線圈的磁通量向上且減少，根據(jù)楞次定律判斷，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，由安培定則判斷可知，線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍◤纳舷蛳驴矗?，有感?yīng)電流的線圈等效為上N下S的條形磁鐵，磁鐵與線圈是相互吸引的，線圈所受安培力的方向是向下的。綜上所述，當(dāng)磁鐵的S端經(jīng)過(guò)A，N端經(jīng)過(guò)B時(shí)，感應(yīng)電流方向相反，線圈所受安培力的方向相同。故選C。3如圖所示，導(dǎo)線AB可在置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的不計(jì)電阻的金屬框架上滑動(dòng)，則下列判斷正確的是（）AAB向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表中電流均勻增大BAB向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流

4、表中有電流方向由abCAB向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)；電流表中有電流方向由baDAB向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表中有電流方向由ab【答案】C【解析】AAB向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左線圈中電流均勻增大，原線圈中磁場(chǎng)均勻增強(qiáng)，副線圈中磁通量均勻增大，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則副線圈中產(chǎn)生大小不變的電流，所以電流表中電流不變，故A錯(cuò)誤；BAB向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左線圈產(chǎn)生由A到B的減小的電流，其磁場(chǎng)在右線圈中豎直向上，右線圈中磁通量減小，由楞次定律知右線圈感應(yīng)電流的磁場(chǎng)豎直向上，故電流表中有電流方向由ba，故B錯(cuò)誤；CAB向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左線圈產(chǎn)生由B到A的增大的電流，其磁場(chǎng)在右線圈中豎直向下，右線圈中磁通量增大，由楞次定律知右

5、線圈感應(yīng)電流的磁場(chǎng)豎直向上，故電流表中有電流方向由ba，故C正確；DAB向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左線圈中電流保持不變，右線圈中磁通量不變，無(wú)電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。故選C。4如圖甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場(chǎng)，規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度B的正方向，螺線管與導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)，當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)，下列選項(xiàng)中正確的是（）A在t1時(shí)刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大B在t2時(shí)刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量為零C在t1t2時(shí)間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D在t1t2時(shí)間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢(shì)【答

6、案】D【解析】A由B-t圖知，時(shí)刻磁通量的變化率為零，則感應(yīng)電流為零，L上的磁通量為零；故A錯(cuò)誤；B在時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，但是磁通量的變化率最大，則感應(yīng)電流最大，通過(guò)金屬圓環(huán)的磁通量最大。B錯(cuò)誤；C在時(shí)間內(nèi)，磁通量的變化率不斷變大，則線圈內(nèi)的感應(yīng)電流不斷變大，根據(jù)楞次定律，在線圈中的電流方向f到c，根據(jù)右手螺旋定則，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量向外增大，則根據(jù)楞次定律，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流。故C錯(cuò)誤；D在時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)的磁場(chǎng)增加，由愣次定律可以確定L必須減小面積以達(dá)到阻礙磁通量的增加，故有收縮的趨勢(shì)，故D正確。故選D。5矩形導(dǎo)線框與長(zhǎng)直導(dǎo)線放在同一水平面上，邊與平行，導(dǎo)線中通入如圖所示的電

7、流，當(dāng)中的電流減小時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A導(dǎo)線框中沒(méi)有感應(yīng)電流B導(dǎo)線框中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C導(dǎo)線框所受的安培力的合力方向水平向左D導(dǎo)線框所受的安培力的合力為0【答案】C【解析】AB當(dāng)中的電流減小時(shí)，線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。AB錯(cuò)誤；CD根據(jù)左手定則，線圈左邊受力向左，右邊受力向右，但是左邊處于磁感應(yīng)強(qiáng)度較大處，所以安培力較大，即合力向左。C正確， D錯(cuò)誤。故選C。6如圖所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過(guò)程中（）A通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B通過(guò)電阻

8、的感應(yīng)電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥C通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引D通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引【答案】A【解析】將磁鐵的S極插入線圈的過(guò)程中，由楞次定律知，通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，據(jù)推論“來(lái)拒去留”可知線圈與磁鐵相互排斥，A正確。故選A。7如圖所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，則（）Aab棒不受安培力作用Bab棒a端的電勢(shì)比b端低Cab棒中感應(yīng)電流的方向由b到aD螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，A端為N極【答案】C【解析】A金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受安培力方向向左，以“阻礙”其運(yùn)動(dòng)

9、，故A錯(cuò)誤；B根據(jù)右手定則可知，流過(guò)金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a，ab棒相當(dāng)于電路中的電源，在電源內(nèi)部，電流是從負(fù)極（低電勢(shì)）流向正極（高電勢(shì)），即a端電勢(shì)更高，故B錯(cuò)誤；CD流過(guò)螺線管的電流方向是從A端到達(dá)B端，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的A端為S極，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。8磁懸浮高速列車在我國(guó)上海、青島已投入正式運(yùn)行。如圖是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，且N極朝上，B是用超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)。在超導(dǎo)圓環(huán)B進(jìn)入磁場(chǎng)中，則（）AB中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失BB中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在CB中感應(yīng)電流的方向如圖俯視為逆時(shí)針?lè)较駾B懸浮時(shí)感應(yīng)電流

10、產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與圓柱形磁鐵A上端的磁場(chǎng)方向一致【答案】B【解析】AB在超導(dǎo)圓環(huán)B進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)楞次定律不難判斷出B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而因?yàn)锽是超導(dǎo)體沒(méi)有電阻，故即使B穩(wěn)定后電磁感應(yīng)現(xiàn)象消失，B中的電流也不會(huì)消失，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD根據(jù)楞次定律可知，圓柱形磁鐵的N極朝上，放入線圈時(shí)，線圈中的磁通量向上增大，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向下，B中感應(yīng)電流方向從上向下俯視看應(yīng)為順時(shí)針，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。故選B。9如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是（）A向右加速運(yùn)動(dòng)B向左勻速運(yùn)動(dòng)C向右減速運(yùn)

11、動(dòng)D向左減速運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】ACD當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由QP，由安培定則可知穿過(guò)L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過(guò)L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過(guò)MN的感應(yīng)電流方向是從NM的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動(dòng)，若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，流過(guò)MN的感應(yīng)電流方向、感應(yīng)電流所受的安培力的方向均將反向，MN向右運(yùn)動(dòng)，同理可判斷PQ向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向左運(yùn)動(dòng)，故AD錯(cuò)誤，C正確；BPQ勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN中無(wú)感應(yīng)電流，MN不受安培力，則MN不會(huì)運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；故選C。二、多選題10如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈

12、。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是（）AFN先小于mg后大于mgBFN先大于mg后小于mgC運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左D運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右【答案】BD【解析】AB當(dāng)磁鐵沿矩形線圈中線AB正上方通過(guò)時(shí)，線圈中向下的磁通量先增加后減小，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向（從上向下看）先逆時(shí)針再順時(shí)針，則線圈先上方為N極下方為S極，后改為上方為S極下方為N極，根據(jù)同名磁極相斥、異名磁極相吸，則線圈受到的支持力先大于mg后小于mg，A錯(cuò)誤，B正確；CD在磁鐵到達(dá)線圈中心前，線圈和磁鐵之間是排斥力，在磁鐵到達(dá)線圈中心后，線

13、圈和磁鐵之間是吸引力，根據(jù)受力的方向可得，線圈有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。11如圖，螺線管B置于閉合金屬圓環(huán)A的軸線上，在通過(guò)B中的電流減弱的過(guò)程中（）A環(huán)A有擴(kuò)張的趨勢(shì)B環(huán)A有縮小的趨勢(shì)C螺線管B有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)D螺線管B有縮短的趨勢(shì)【答案】BC【解析】AB當(dāng)B中通過(guò)的電流逐漸變小時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)逐漸變?nèi)?，故穿過(guò)A的磁通量變小，為阻礙磁通量變小，環(huán)A有收縮的趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD螺線管B電流變小，每匝線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，線圈間的引力變小，螺線管B有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。12如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相

14、同高度。兩個(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無(wú)初速釋放，穿過(guò)A管的小球比穿過(guò)B管的小球先落到地面。下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的是（）AA管是用塑料制成的，B管是用銅制成的BA管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的CA管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的DA管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的【答案】AD【解析】由題意可知，小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度，故說(shuō)明小球在B管時(shí)受到阻力作用；其原因是金屬導(dǎo)體切割磁感線，從而使閉合的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于磁極間的相互作用而使小球 受向上的阻力；故B管應(yīng)為金屬導(dǎo)體，如銅、鋁等，而A管應(yīng)為絕緣體，如塑料、膠木等，故AD正確BC錯(cuò)誤。故選

15、AD。三、填空題13如圖，鋁環(huán)A用輕線靜止懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸，并位于其左側(cè)，若突然閉合電鍵S，則鋁環(huán)A將_（填“向左”或“向右”或“不”）擺動(dòng)，并有_（填“收縮”或“擴(kuò)張”）趨勢(shì)?！敬鸢浮肯蜃?收縮 【解析】12突然閉合電鍵S，電流變大，則穿過(guò)鋁環(huán)A的磁通量變大，由來(lái)拒去留可知，鋁環(huán)A與長(zhǎng)直螺線管間存在排斥力，則金屬環(huán)A將向左運(yùn)動(dòng)，因磁通量增大，由增縮減擴(kuò)可知，金屬環(huán)A有收縮趨勢(shì)。14某學(xué)習(xí)小組在“探究楞次定律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄如下表：磁鐵放置情況磁鐵運(yùn)動(dòng)情況電表指針偏轉(zhuǎn)情況N極朝下插入線圈向左偏轉(zhuǎn)S極朝下從線圈中抽出向偏轉(zhuǎn)極朝下從線圈中抽出向右偏轉(zhuǎn)(1)請(qǐng)你補(bǔ)充完整表格，所要填寫的內(nèi)容寫在

16、對(duì)應(yīng)的橫線上：_；（選填“左”或“右”）；_；（選填“N”或“S”）(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，組長(zhǎng)帶領(lǐng)大家研究后認(rèn)為：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，磁鐵插入線圈中不動(dòng)，讓線圈上下運(yùn)動(dòng)也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。你認(rèn)為他們的結(jié)論是_（選填“正確”或“不正確”）的?！敬鸢浮孔?N極朝下 正確 【解析】（1）1 當(dāng)條形磁鐵的N極向下插入線圈過(guò)程中，線圈中向下的磁場(chǎng)增強(qiáng)，則指針向左偏。當(dāng)條形磁鐵的S極向下抽出線圈中過(guò)程中，線圈中向上的磁場(chǎng)減弱，即改變了磁場(chǎng)的方向又改變了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，所以電流計(jì)的指針向左偏。2 當(dāng)條形磁鐵的N極向下插入線圈過(guò)程中，線圈中向下的磁場(chǎng)增強(qiáng)，則指針向左偏。當(dāng)條形磁鐵的N極向下抽出線圈中過(guò)程中，線圈中向下的磁場(chǎng)

17、減弱，即只改變了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱沒(méi)有改變磁場(chǎng)的方向，所以電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）3通過(guò)分析上面的實(shí)驗(yàn)，得出磁鐵插入線圈過(guò)程，線圈不動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了線圈的磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，根據(jù)這個(gè)結(jié)論，磁鐵插入線圈中不動(dòng)，讓線圈上下運(yùn)動(dòng)也可以改變線圈的磁通量的變化，同樣也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以他們的結(jié)論是正確的。四、解答題15重為G的線圈系在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)上，其下方有一通電導(dǎo)線，如圖甲所示，導(dǎo)線所通過(guò)的電流如圖乙所示，它們均在同一平面內(nèi)，求下列不同時(shí)刻彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與G的關(guān)系。(1)在t1時(shí)刻；(2)在t2時(shí)刻；(3)在t3時(shí)刻?！敬鸢浮?1)小于G；(2)等于G；(3)大于G【解析】(1)在t1時(shí)刻穿過(guò)

18、線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律知線圈有收縮的趨勢(shì)，受到向上的安培力，故彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于G；(2)在t2時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，由力的平衡知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于G；(3)在t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量減少，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律知線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)，受到向下的安培力，故彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于G。16在圖中，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上。(1)當(dāng)閉合開關(guān)S的一瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的方向如何？(2)當(dāng)斷開開關(guān)S的一瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的方向如何？【答案】(1)左向右；(2)右向左【解析】(1)由于在電源外部電流從正極流向負(fù)極，則根據(jù)右手定則可知線圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)如下圖所示，且開關(guān)閉合瞬間M產(chǎn)生的磁場(chǎng)在增大，則根據(jù)楞次定律可知，開關(guān)閉合瞬間線圈P的感應(yīng)電流流經(jīng)電表的方向?yàn)閺淖笙蛴摇?(2)由于在電源外部電流從正極流向負(fù)極，則根據(jù)右手定則可知線圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)如下圖所示，且開關(guān)斷開瞬間M產(chǎn)生的磁場(chǎng)在減小，則根據(jù)楞次定律可知，開關(guān)斷開瞬間線圈P的感應(yīng)電流流經(jīng)電表的方向?yàn)閺挠蚁蜃蟆?7如圖甲，單匝線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，磁場(chǎng)方向垂直紙