高中人教版 (2019)第二章 电磁感应1 楞次定律课时练习

这是一份高中人教版 (2019)第二章 电磁感应1 楞次定律课时练习，共10页。

考点一 影响感应电流方向的因素
1.(2023·南京市金陵中学高二期末)小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁体N极朝下，请回答下列问题：
(1)要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是________。
A．螺线管不动，磁体静止放在螺线管中
B．螺线管不动，磁体插入或拔出螺线管
C．磁体与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D．磁体与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
(2)已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图乙所示。将磁体N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计G的指针将__________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。当磁体从图中虚线位置向右远离L时，a点电势__________(选填“高于”“等于”或“低于”)b点电势。
考点二 楞次定律
2．关于感应电流，下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量
B．感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的磁场方向相反
C．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反
D．当导体切割磁感线运动时，只能用右手定则确定感应电流的方向
3.某磁场的磁感线如图所示，有一铜线圈自图中A处落至B处，O为A、B中点，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
A．始终顺时针
B．始终逆时针
C．先顺时针再逆时针
D．先逆时针再顺时针
4.矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，线圈始终在导线的右侧区域运动( )
A．线圈向上运动时，线圈abcd中感应电流沿顺时针方向
B．线圈向下运动时，线圈abcd中感应电流沿顺时针方向
C．线圈向右运动时，线圈abcd中感应电流沿顺时针方向
D．线圈向左运动时，线圈abcd中感应电流沿顺时针方向
5.如图所示，AOC是光滑的金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属棒，与导轨接触良好，它从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在OA上，直到金属棒完全落在OC上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则ab棒在上述过程中( )
A．感应电流方向是b→a
B．感应电流方向是a→b
C．感应电流方向先是b→a，后是a→b
D．感应电流方向先是a→b，后是b→a
考点三 右手定则
6.(2023·连云港市锦屏中学高二期中)如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是( )
A．导体棒中的电流方向为B→A
B．电流表A1中的电流方向为F→E
C．电流表A1中的电流方向为E→F
D．电流表A2中的电流方向为D→C
7．下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )

8.(2020·江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
A．同时增大B1减小B2
B．同时减小B1增大B2
C．同时以相同的变化率增大B1和B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
9.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内(两者相互绝缘)，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是( )
A．先abcd，后dcba，再abcd
B．先abcd，后dcba
C．始终dcba
D．先dcba，后abcd，再dcba
10．如图甲所示，线圈ab两端通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在0～t2这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则下列说法正确的是( )
A．0～t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小
B．从左向右看，铝环中感应电流的方向始终为顺时针
C．t1时铝环无感应电流
D．从左向右看，铝环中感应电流的方向始终为逆时针
11．(2023·南京市宁海中学高二期末)(1)为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、________三者的关系。
(2)在实验过程中，除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈________(选填“A”“B”或“A和B”)中导线的绕制方向。
(3)已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与线圈串联接成如图乙所示电路，从上往下看线圈的绕制方向为__________________(填“顺时针”或“逆时针”)
(4)如图甲所示，连好电路后，将A线圈插入B线圈中后，发现灵敏电流计的指针向左偏转，若让指针向右偏转，可采取的操作是________。
A．滑动变阻器滑片向左移
B．拔出A线圈
C．闭合开关瞬间
D．断开开关瞬间
12.如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。
13.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示。长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，其I－t图像如图乙所示。规定沿长直导线方向向上的电流为正方向。关于0～T时间内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是( )
A．由顺时针方向变为逆时针方向
B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
1 楞次定律
1．(1)B (2)向左 高于
解析 (1)螺线管不动，磁体静止放在螺线管中，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，A错误；螺线管不动，磁体插入或拔出螺线管，螺线管中磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，B正确；磁体与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动的过程，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，C、D错误。
(2)将磁体N极向下从线圈L上方竖直插入L时，螺线管中的磁场向下，穿过螺线管的磁通量增加，据楞次定律可知，灵敏电流计G的指针将向左偏转。
当条形磁体从题图中虚线位置向右远离L时，螺线管中磁场向上，穿过螺线管的磁通量减小，据楞次定律可知，产生的感应电流为(俯视)逆时针方向，a点电势高于b点电势。
2．C [根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。原磁场减弱时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，故选项A、B错误，选项C正确。导体切割磁感线运动时也可以用楞次定律确定感应电流的方向，故选项D错误。]
3．C [在线圈下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，故感应电流的磁场方向先向下后向上，所以线圈中产生的感应电流的方向先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，故C正确，A、B、D错误。]
4．C [线圈向上或向下运动时，线圈abcd中磁通量不变，没有产生感应电流，故A、B错误；线圈向右运动时，线圈abcd中磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流沿顺时针方向，故C正确；线圈向左运动时，线圈abcd中磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流沿逆时针方向，故D错误。]
5．C [由几何知识可知，在金属棒向下滑动的过程中，金属棒与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，穿过三角形aOb的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，感应电流方向先是b→a，后是a→b，C项正确。]
6．B [根据右手定则，可得导体棒中的电流方向为A→B，所以电流表A1中的电流方向为F→E，电流表A2中的电流方向为C→D，选项B正确，A、C、D错误。]
7．A [题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a，故选项A正确。]
8．B [若同时增大B1减小B2，则穿过环向里的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向外，由安培定则，环中产生的感应电流是逆时针方向，故选项A错误；同理可推出，选项B正确；同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，穿过金属环的总磁通量始终为0，环中不会产生感应电流，故选项C、D错误。]
9．D [线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，向外的磁通量增加，根据楞次定律及安培定则知线框中感应电流的方向为dcba；在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，产生的感应电流方向为abcd；线框全部跨过直导线后，随着向右运动，向里的磁通量减少，根据楞次定律及安培定则知线框中感应电流的方向为dcba，故D正确，A、B、C错误。
]
10．B [M处于通电线圈的磁场中，磁通量变化取决于线圈中电流的变化；0～t1这段时间内线圈中电流减小，穿过铝环的磁通量在减小；t1～t2这段时间内线圈中电流反向增大，穿过铝环的磁通量在增大。t1时线圈中电流处于变化状态，铝环中磁通量处于变化状态，有感应电流，A、C错误；根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，通电线圈的磁场方向水平向右，则穿过铝环的磁场水平向右，0～t1时间内，由于电流减小，所以穿过铝环磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环中的感应电流方向为顺时针(从左向右看)；当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环的磁场水平向左，t1～t2时间内，由于电流增大，则穿过铝环的磁通量增加，根据楞次定律可得，铝环中感应电流方向为顺时针(从左向右看)，故电流方向始终为顺时针，B正确，D错误。]
11．(1)感应电流的磁场方向 (2)A和B (3)顺时针 (4)BD
解析 (1)探究感应电流方向的规律，应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流的磁场方向三者的关系。
(2)实验过程中，由安培定则，A线圈的绕线方向影响原磁场的方向，B线圈的绕线方向影响感应电流的方向，故应查清A和B中导线的绕制方向。
(3)由楞次定律可得，线圈中感应磁场应向下，由安培定则，从上往下看，线圈绕向为顺时针。
(4)当A线圈插入B线圈时，线圈B中的磁通量增大，电流计的指针向左偏，故要让电流计的指针向右偏，需减小线圈B中的磁通量。滑动变阻器滑片向左移，B线圈中的磁通量增大，向左偏，故A错误；拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，向右偏，故B正确；闭合开关瞬间，B线圈中的磁通量增大，向左偏，故C错误；断开开关瞬间，B线圈中的磁通量减小，向右偏，故D正确。
12．B＝eq \f(B0l,l＋vt)
解析 要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线框平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2
设t时刻的磁感应强度为B，此时刻穿过线框平面的磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)
由Φ1＝Φ2得B＝eq \f(B0l,l＋vt)。
13．D [0～eq \f(T,4)时间内，长直导线中向上的电流增大，则线框中向里的磁通量增大，根据楞次定律可知，线框中产生逆时针方向的感应电流；eq \f(T,4)～eq \f(T,2)时间内，长直导线中向上的电流减小，则线框中向里的磁通量减少，线框中产生顺时针方向的感应电流；同理判断出eq \f(T,2)～eq \f(3,4)T时间内、eq \f(3,4)T～T时间内的感应电流方向分别为顺时针和逆时针，故选D。]