高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律课后测评

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律课后测评，共11页。试卷主要包含了如图所示为超导磁浮示意图等内容，欢迎下载使用。
1．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
2．水力发电站和火力发电站一般都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，A．B．C．D均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，A．B．C．D均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中B．C线圈电流标示方向正确
B．图乙中A．D导线电流标示方向正确
C．图甲中A．C线圈电流标示方向正确
D．图乙中C．D导线电流标示方向正确
3．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
4．如图，圆环形导体线圈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b与电源．滑动变阻器连接成如图所示的电路。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中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流B．线圈a对水平桌面的压力F不变
C．穿过线圈a的磁通量减小D．线圈a有收缩的趋势

5．如图所示，是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈将（ ）
A．顺时针转动B．逆时针转动
C．静止不动D．因电源极性不明无法确定转动方向
6．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
7．如图所示，光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时增加，则会产生逆时针方向感应电流的是（ ）
A．线圈1B．线圈2C．线圈3D．线圈4
8．根据外媒某军事杂志一篇关于中国航母的报道，其猜测中国自行设计建造的第三艘国产航母将采用电磁弹射装置，航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去。则下列说法正确的（ ）
A．金属环向左运动的瞬间将有扩张趋势
B．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能被弹射出去
C．若将电源正．负极调换，金属环不能被向左弹射
D．闭合开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流
9．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量相等边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ．Ⅱ落地时的速度大小分别为．，在磁场中运动时产生的热量分别为．。不计空气阻力，则（ ）
A．v1＞v2，Q1＜Q2B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＞Q2D．不能确定

10．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．感应电流的方向始终是由
B．感应电流的方向始终是由
C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上
11．如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在表面由非磁性材料制成的电子秤上，一条形磁铁（N极向下）从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到电子秤表面的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁的加速度恒定
B. 磁铁的机械能减小
C. 通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D. 与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数减小
12．如图所示，用导线做成圆形线圈与一通电直导线构成几种位置组合，A项中直导线在圆形线圈水平直径正上方且与直径平行，B．C项中直导线与圆形线圈平面垂直，D项中直导线与圆形线圈在同一平面内，当电流减小时，圆形线圈中有感应电流的是（ ）
A．B．
C．D．

13．如图所示，直导线固定于纸面内，一矩形线框，在纸面内从位置平移到位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（ ）
A．一直逆时针B．顺时针→逆时针
C．逆时针→顺时针→逆时针D．顺时针→逆时针→顺时针
14．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁．当把条形磁铁向右水平平移时，圆环始终保持静止．移动磁铁的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（ ）
A．穿过圆环的磁通量变大B．圆环中产生顺时针的感应电流
C．圆环中产生逆时针的感应电流D．圆环中不产生感应电流
15．随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注，其原理如图所示。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电；关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．供电线圈接直流电源也可以实现无线充电
B．无线充电技术与变压器的工作原理相同
C．若供电线圈和受电线圈均采用超导材料则能量的传输效率可达到100%
D．车身受电线圈中感应电流的磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反
参考答案与试题解析
1．【答案】C
【解析】
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。
2．【答案】A
【解析】
AC．题图甲中，A．B．C．D线圈中磁场均减弱，根据磁场减弱方向，结合楞次定律和安培定则，可知B．C线圈电流标示方向正确，A．D线圈电流标示方向错误，故A正确，C错误；
BD．题图乙中，磁铁运动，导线切割磁感线产生电流，由右手定则可知，A．B导线电流标示方向正确，C．D导线电流标示方向错误，故BD错误；
故选A。
3．【答案】C
【解析】
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。
4．【答案】D
【解析】
AC．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，根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AC错误；
B．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，B错误；
D．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，D正确。
故选D。
5．【答案】A
【解析】
根据题图所示电路，线框ab所处位置的磁场是水平方向的，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻减小，电流增强，则穿过闭合导线框ab的磁通量将增加
Φ＝BSsin θ
θ为线圈平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加，则线框ab只有顺时针旋转使θ角减小，而使穿过线圈的磁通量阻碍原磁通量的增加，注意此题并不需要明确电源的极性，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．【答案】B
【解析】
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。
7．【答案】D
【解析】
AC．结合安培定则和磁场的矢量叠加可分析出，线圈1．3内的磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈1．3内的磁通量仍为零，故无感应电流产生，故AC错误；
B．同理知线圈2内的磁场垂直纸面向外，当导线中电流增大时，线圈2内的磁通量垂直纸面向外增加，根据楞次定律可得线圈2中会产生顺时针方向的感应电流，故B错误；
D．同理知线圈4内的磁场垂直纸面向里，当导线中电流增大时，线圈4内的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可得线圈4中会产生逆时针方向的感应电流，故D正确。
故选D。
8．【答案】D
【解析】
A．当固定线圈上突然通过直流电流时，穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知，金属环被向左弹射的瞬间，还有收缩的趋势，A错误；
B．若金属环放在线圈右侧，根据“来拒去留”可知，金属环将向右运动，B错误；
C．根据“来拒去留”可知，当固定线圈上突然通过直流电流时，金属环会受到向左的力的作用，与电源的正．负极无关，C错误；
D．线圈中电流从左侧流入，根据右手螺旋定则可知，环内磁场方向向右，在闭合开关S的瞬间，磁场变强，由楞次定律可知，金属环的感应电流从右侧看为顺时针方向，D正确。
故选D。
9．【答案】C
【解析】
两线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度，设为v，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ，质量为m。
线圈切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为
根据
知m和ρ密相等，则LS相等，所以可得加速度 a相等
所以线圈Ⅰ和Ⅱ进入磁场的过程先同步运动，由于两线圈质量质量，Ⅰ为细导线，Ⅰ的边长长，当Ⅱ线圈刚好全部进入磁场中时，Ⅰ线圈由于边长较长还没有全部进入磁场。Ⅱ线圈完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而Ⅰ线圈仍在做加速度小于g的变加速运动，再做加速度为g的匀加速运动，所以落地速度
由能量守恒可得
H是磁场区域的高度，因为v1＜v2，其他相等，所以
故C正确，ABD错误。
故选C。
10．【答案】D
【解析】
AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；
CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。
故选D。
11．【答案】B
【解析】
【详解】A．根据来拒去留，磁铁所受磁场力是斥力，因为磁铁加速下落，斥力的大小是变化的，所以磁铁的加速度是变化的，A错误；
B．斥力对磁铁做负功，磁铁的机械能减小，B正确；
C．线圈所在处的磁场方向向下并且增大，根据增反减同，感应电流的磁场向上，根据安培定则，线圈中产生逆时针的感应电流，通过电阻的电流方向与如图中箭头所示的方向相反，C错误；
D．根据牛顿第三定律，磁铁对线圈的磁场力向下，与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大，D错误。
故选B。
12．【答案】D
【解析】
ABC．由通电直导线周围的磁场特点可知，A．B．C选项图中线圈回路磁通量均为零，故电流减小时都没有感应电流，ABC错误；
D．D选项图中直导线位于线圈正上方，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，当电流减小时，圆形线圈中磁通量减小，会有感应电流产生，D正确。
故选D。
13．【答案】D
【解析】
由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为逆时针方向。
当继续向右运动时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向。当远离导线时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。
故选D。
14．【答案】C
【解析】
由图可知，圆环内磁通量向上，当条形磁铁向右水平平移时，圆环内的磁通量减小，根据楞次定律可知，环中感应磁场向上，根据安培定则知：环中感应电流的方向为逆时针方向，故C正确，ABD错误。
故选C。
15．【答案】B
【解析】
AB．无线充电的原理是供电线圈将一定频率的交流电，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，与变压器的原理相同，故A错误．B正确；
C．供电线圈产生的磁场不可能全部穿过受电线圈，所以能量传输一定会有损失，即使采用超导材料传输效率也不可能达到100%，故C错误；
D．当地面供电线圈中电流增加时，穿过车身受电线圈的磁通量增加，根据楞次定律，此时车身受电线圈中感应电流的磁场与地面供电线圈中电流的磁场方向相反；当地面供电线圈中电流减小时，穿过车身受电线圈的磁通量减少，根据楞次定律此时车身受电线圈中感应电流的磁场与地面供电线圈中电流的磁场方向相同，故D错误。
故选B。