高中物理人教版 (新课标)选修33 楞次定律随堂练习题

1．(2012·北京高考)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)            图1

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

解析：金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的。线圈接在直流电源上，S闭合时，金属套环也会跳起。电压越高，线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈。若套环是非导体材料，则套环不会跳起。故选项A、B、C错误，选项D正确。

答案：D

2.如图2所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中(　　)

A．环中有感应电流，方向a→d→c→b

B．环中有感应电流，方向a→b→c→d                             图2

C．环中无感应电流

D．条件不够，无法确定

解析：由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减小，由楞次定律可知正方形中产生a→d→c→b方向的电流，A对。

答案：A

3．如图3所示为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，其中能产生由a到b的感应电流的是(　　)

图3

解析：题目中导体做切割磁感线运动，先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流，再应用右手定则判断感应电流方向。由右手定则可判定ab中的电流，A项中由a向b，B项中由b向a，C项中由b向a，D项中由b向a。故选A。

答案：A

4.如图4所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)

A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生

B．整个环中有顺时针方向的电流                                     图4

C．整个环中有逆时针方向的电流

D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流

解析：导体ef将圆分成两部分，导体向右移动时，右边的磁通量减小，左边的磁通量增加，根据楞次定律，左边电流为顺时针方向，右边电流为逆时针方向，应选D。

答案：D

5.如图5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                                             图5

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，因电源正负极未知，无法具体判断

解析：当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量增加，使得穿过两侧铜环的磁通量都增加，由楞次定律可知，两环中感应电流的磁场与线圈两端的磁场方向相反，即受到线圈磁场的排斥作用，使两铜环分别向外侧移动，选项A正确。

答案：A

6.如图6所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放自由摆至最高点B。不考虑空气阻力，则下列说法正确的是

(　　)

A．A、B两点在同一水平线上

B．A点高于B点                                                    图6

C．A点低于B点

D．铜环将做等幅摆动

解析：铜环由A点向B点运动，在进入磁场和离开磁场的过程中，由于穿过环面的磁通量变化，都要产生感应电流，即产生电能。此电能是由环的机械能转化来的，即环由A到B过程中机械能减少，所以B点比A点低，B选项正确。

答案：B

7．如图7所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中。则(　　)

图7

A．车将向右运动

B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能

C．条形磁铁会受到向左的力

D．车会受到向左的力

解析：磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误。电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误。

答案：AC

8.如图8所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦。整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度(　　)

A．方向向下并减小　　　  B．方向向下并增大                   图8

C．方向向上并增大     D．方向向上并减小

解析：因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab中有感应电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动。而杆ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关。

答案：AD

9．如图9甲所示，两个闭合圆形线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图9乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是(　　)

图9

A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

解析：t1～t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外，线圈外部产生的磁场方向向里，线圈B的磁通量是穿出的。由于线圈A中的电流增加，故穿过线圈B的磁通量增加，因而根据楞次定律，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋势，故A对，B、C、D都错。

答案：A

10．如图10所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断正确的是(　　)

图10

A．金属环在下落过程中的机械能守恒

B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量

C．金属环的机械能先减小后增大

D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力

解析：金属环在下落过程中，除中间一时刻穿过环内的磁通量变化率为零，不产生感应电流外，其他时间都有电能产生，故在下落过程中，机械能不守恒，有一部分机械能转化为电能。而在无电流产生的那一时刻，磁铁对桌面的压力等于其自身受到的重力。故B对，A、C、D都错。

答案：B