高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律练习题

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\l "_Tc31488" 二、 【楞次定律判断运动趋势知识点梳理】 PAGEREF _Tc31488 \h 4
\l "_Tc8207" 三、 【楞次定律之二次感应知识点梳理】 PAGEREF _Tc8207 \h 7
【楞次定律判断感应电流方向知识点梳理】
楞次定律
1. 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁
通量的变化。
2. 实质：感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果。
右手定则
1. 内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让
磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。如图所示。
2. 应用范围：判定导线切割磁感线时感应电流的方向。
楞次定律的理解及应用
1. 因果关系
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。
2. “阻碍”的含义
(1)谁阻碍谁：感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)阻碍什么：阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身。
(3)如何阻碍：磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；磁通量减小时，
感应电流的磁场与原磁场的方向相同(增反减同)。
(4)结果如何：阻碍只是延缓了磁通量的变化，而不是阻止它的变化，变化将继续进
行(阻而未止)。
【楞次定律判断感应电流方向举一反三】
1．如图所示，一水平放置的圆形通电线圈Ⅰ固定，另一个较小的线圈Ⅱ从正上方下落，在下落过程中Ⅱ的面积保持与线圈Ⅰ的平面平行且两圆心同在一竖直线上，则线圈Ⅱ从正上方下落到穿过线圈Ⅰ直至在下方运动的过程中，从上往下看线圈Ⅱ（ ）

A．无感应电流B．有顺时针方向的感应电流
C．有先顺时针后逆时针的感应电流D．由先逆时针后顺时针的感应电流
【答案】C
【详解】根据右手定则，在线圈2下落到线圈1所在的平面之前，线圈1中电流在线圈2产生的磁通量向上，且不断增大，根据楞次定律，从上往下看，线圈2中产生的顺时针方向感应电流削弱磁通量的变化，当线圈2从线圈1所在平面继续下落时，线圈1中电流在线圈2产生的磁通量仍然向上，且不断减小，根据楞次定律，从上往下看线圈2产生逆时针感应电流削弱磁通量变化，故C正确。
故选C。
2．如图所示，一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d，则（ ）

A．整个运动过程中，线圈中一直有感应电流
B．进入磁场和离开磁场的过程中，感应电流方向相同
C．进入磁场时感应电流方向顺时针，离开磁场时感应电流方向逆时针
D．进入磁场时感应电流方向逆时针，离开磁场时感应电流方向顺时针
【答案】D
【详解】由右手定则可知，线圈进入磁场的过程中，感应电流方向沿逆时针方向，当线圈完全在磁场中，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流的产生，线圈离开磁场时，根据右手定则，感应电流方向沿顺时针方向。
故选D。
3．（多选）如图所示，导体棒AB、CD可在水平光滑轨道上自由滑动，下列说法正确的是（ ）
A．将导体棒CD固定，当导体棒AB向左移动时，AB中感应电流的方向为A到B
B．将导体棒CD固定，当AB向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B
C．将导体棒AB固定，当CD向左移动时，AB中感应电流的方向为A到B
D．将导体棒AB固定，当CD向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B
【答案】AC
【详解】AB．由右手定则可判断，当AB向左运动时，AB中感应电流方向为A→B；当AB向右运动时，AB中感应电流方向为B→A，A正确，B错误；
CD．当CD向左运动时，CD中的感应电流方向为C→D，AB中的感应电流方向为A→B；当CD向右移动时，AB中感应电流方向为B→A，C正确，D错误。
故选AC。
4．如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为，下弧长为的金属线框的中点连接并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为下弧长为的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且远小于L。先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．金属线框从右侧进入磁场时感应电流的方向为：a→b→c→d→a
B．金属线框从左侧进入磁场时感应电流的方向为：a→b→c→d→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动
【答案】D
【详解】A．金属线框从右侧进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a，故A错误。
B．金属线框左侧进入磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→d→c→b→a，故B错误。
CD．根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等。如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于远小于L ，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 °，故最终在磁场内做简谐运动，故Ｃ错误，D正确。
故选D。
5．如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使线圈Q产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ）
A．闭合开关S后，把R的滑片右移B．闭合开关S后，把R的滑片左移
C．闭合开关S后，使Q远离PD．无须闭合开关S，只要使Q靠近P即可
【答案】B
【详解】ABC．闭合开关S后，线圈P产生的磁场向右穿过线圈Q，线圈Q中的原磁场方向水平向右，要使线圈Q产生图示方向的电流，即线圈Q中的感应磁场方向水平向左，根据“增反减同”的结论，线圈Q中的原磁场的磁通量要增加，则可以把R的滑片左移或者使Q靠近P，故B正确,AC错误；
D．开关S不闭合，线圈Q中无磁场通过，Q中不会有电流产生，故D错误。
故选B。
6．某磁场磁感线如图所示，有铜线圈自图示A位置落至B位置，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
【答案】C
【详解】在下落过程中，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，从A处落到O处，穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向向下，则感应电流的方向为顺时针，从O处落到B处，穿过线圈的磁通量减少，产生的感应电流的磁场方向向上，则感应电流的方向为逆时针。
故选C。
7．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。则（ ）

A．若线圈竖直向上平动，没有感应电流产生
B．若线圈向左平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
C．当线圈向右平动时，其中感应电流方向是a→d→c→b
D．当线圈以导线为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
【答案】A
【详解】A．若线圈竖直向上平动，线圈中的磁通量没有变化，故线圈中不产生感应电流，Ａ正确；
B．若线圈向左平动，线圈靠近导线磁通量增加，由楞次定律和安培定则可知，其中感应电流方向是a→d→c→b，B错误；
C．当线圈向右平动时，线圈远离导线磁通量减小，由楞次定律和安培定则可知，其中感应电流方向是a→b→c→d，C错误；
D．当线圈以导线为轴转动时，线圈中磁通量不发生变化，没有感应电流产生，D错误。
故选A。
【楞次定律判断运动趋势知识点梳理】
阻碍”的表现：电磁感应现象中，感应电流产生的“效果”总要“反抗”(或“阻碍”)引起感应电流的“原因”。常见的“阻碍”现象有以下几种：
(1)若是由于相对运动产生电磁感应现象，则感应电流所产生的力的效果阻碍相对运动(来拒去留)。
(2)电磁感应现象中，回路面积变化总要阻碍磁通量的变化，当回路中只有一个方向的磁通量时，才可直接应用“增缩减扩”。
【楞次定律判断运动趋势举一反三】
8．如图，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放在导轨上，形成闭合回路，当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时，可动的两导体棒P、Q将（ ）

A．保持不动B．相互远离C．相互靠近D．无法判断
【答案】C
【详解】当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时，可知回路中的磁通量向下增加，回路产生逆时针方向的感应电流，根据楞次定律“增缩减扩”原理可知，回路面积将减小，即两导体棒P、Q将相互靠近。
故选C。
9．（多选）如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置。两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）

A．P、Q将彼此靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
【答案】AD
【详解】根据楞次定律，当条形磁铁从高处下落接近回路时，线圈磁通量变大，感应电流产生的感应磁场，阻碍原磁通量的变化，对磁铁产生向上的斥力，因此磁铁的加速度小于g，同时P、Q将彼此靠拢，减小面积，阻碍原磁通量的变大，AD正确，BC错误。
故选AD。
10．如图1所示，绝缘水平面上导体环甲，乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（ ）
A．甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B．甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C．丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
【答案】A
【详解】AB．根据安培定则，穿过环甲的磁场方向垂直纸面向外，由于电流增大，则磁场变强，磁通量变大，根据楞次定律，甲中感应电流方向为顺时针。根据“增缩减扩”，有收缩趋势，A正确，B错误；
CD．导体环乙在环丙位置的磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度不断增大，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势，CD错误。
故选A。
11．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）

A．运动趋势始终向左B．运动趋势始终向右
C．运动趋势先向左后向右D．运动趋势先向右后向左
【答案】B
【详解】当磁铁向右运动靠近的过程中，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留”可知，线圈水平方向有向右的趋势；
当磁铁向右侧远离线圈的过程中，线圈中的磁通量减小，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留”可知，线圈水平方向也有向右的趋势。
故选B。
12．某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一S极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是（ ）

A．将磁铁加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
B．将磁铁匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
C．将磁铁匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于m0
D．将磁铁加速远离线圈的过程中，电子秤的示数小于m0
【答案】D
【详解】AB．根据楞次定律和安培定则可判断，将一条形磁铁的S极加速或匀速靠近线圈时，线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向（俯视），故AB错误；
CD．将条形磁铁远离线圈的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，跟磁铁匀速还是加速无关，故C错误，D正确。
故选D。
13．如图所示，A、B、C为同一平面内的线圈，其中A、B为同心圆，现给B中通以顺时针方向的电流，在B中的电流逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．线圈A、C中均为顺时针方向
B．线圈A、C中均为逆时针方向
C．线圈A面积有扩大的趋势，线圈C面积有缩小的趋势
D．线圈A、C面积均有缩小的趋势
【答案】C
【详解】AB．由题意可知线圈B的电流在逐渐增大，电流产生的磁场也在不断增大。根据右手螺旋定则判断出线圈B的电流在线圈A产生的磁场垂直纸面向里，根据楞次定律可以判断出线圈A产生的感应电流为逆时针方向，对应产生的磁场垂直纸面向外。同理，根据右手螺旋定则判断出线圈B的电流在线圈C产生的磁场垂直纸面向外，根据楞次定律可以判断出线圈C产生的感应电流为顺时针方向，对应产生的磁场垂直纸面向里，AB错误；
CD．穿过线圈A的磁通量等于垂直纸面向里的磁通量减去线圈B外垂直纸面向外的磁通量，根据AB选项分析结合楞次定律可知线圈A面积有扩大的趋势，根据楞次定律增缩减扩可知线圈C面积有缩小的趋势，C正确，D错误。
故选C。
14．如图所示，通电直导线旁放有一闭合线圈abcd，线圈与直导线在同一平面内并可自由移动，ab与直导线平行。当直导线中的电流I大小发生变化时，下列判断正确的是（ ）
A．电流I增大，线圈向右平动B．电流I增大，线圈向左平动
C．电流I减小，线圈向纸面外平动D．电流I减小，线圈向纸面内平动
【答案】A
【详解】AB．当直导线中的电流I增大时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则可知，线圈受到的安培力向右，所以线圈向右运动，故A正确，B错误；
CD．同理，当直导线中的电流I减小时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则可知，线圈受到的安培力向左，所以线圈向左运动，故CD错误。
故选A。
15．如图所示，通电螺线管左端外侧和内部分别静止悬吊导体环a和b，环c套在螺线管正中间，并与螺线管共轴。当滑动变阻器R的滑动触头向右滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．a环向左摆
B．b环有缩小的趋势
C．c环有扩大的趋势
D．三个环中感应电流方向相同
【答案】D
【详解】ABC．根据右手螺旋定则，通电螺线管的左端为N级，右端为S级，穿过a环、b环、c环的净磁感线均从右到左，当滑动变阻器向右滑动时，接入电路电阻变大，电流变小，磁感应强度变小，根据楞次定律，a环将向右摆，感应电流产生的附加磁场为从右到左，b环扩张，感应电流方向产生的附加磁场为从右到左，c环收缩，产生的附加磁场为从右到左，ABC错误；
D．由于a环、b环、c环的感应电流产生的附加磁场均从右到左，因此三个环中的感应电流方向相同，D正确。
故选D。
【楞次定律之二次感应知识点梳理】
二次感应判断步骤：
①根据第一个磁场的变化判断出电流的大小和变化
②再根据电流和磁场呈正相关的关系判断产生的磁场的变化
③根据第二个磁场的变化判断出第二个闭合电路的电流的变化
【楞次定律之二次感应举一反三练习】
16．如图所示装置中，平行导轨光滑、水平放置，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向左移动（ ）
A．向左匀速运动B．向左减速运动
C．向右加速运动D．向右减速运动
【答案】D【详解】A．ab杆向左匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电流，所以cd杆不动。故A错误；B．ab杆向左减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下减弱的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，向右运动。故B错误；C．ab杆向右加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，向右运动。故C错误；D．ab杆向右减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上减弱的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向左的安培力，向左运动。故D正确。故选D。
17．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上，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。现使金属棒ab以初速度v0从磁场左边界ef处进入磁场，则金属棒ab在运动过程中，圆环L有 （选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环L内产生的感应电流方向为 方向（选填“顺时针”或“逆时针”）。

【答案】 扩张 顺时针【详解】[1][2]由于金属棒ab向右运动，根据右手定则可知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；根据左手定则可知金属棒受到向左的安培力作用而做减速运动。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。
18．如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力的作用下运动时，在磁场的作用下向右运动，则所做的运动可能是（ ）

A．向右匀速运动
B．向右加速运动
C．向左减速运动
D．向左加速运动
【答案】D【详解】PQ在磁场力作用下向右运动，则PQ所受的安培力方向向右，由左手定则可以判断电流由流向，线圈相当于电源，由右手螺旋定则可判断线圈中的感应磁场方向沿轴线向下，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相同，则中电流减小，MN棒做减速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断MN棒向右运动，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相反，则中电流增加，MN棒做加速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断MN棒向左运动。故选D。
19．（多选）如图所示装置中，cd杆光滑且静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动（导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大）（ ）

A．向右匀速运动B．向右加速运动
C．向左加速运动D．向左减速运动
【答案】BD【详解】A．ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生不变的电流，则在线圈L2中不会产生感应电流，则cd不受安培力，故A错误；B．ab杆向右加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，向右运动。故B正确；C．ab杆向左加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下增强的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向左的安培力，向左运动，故C错误；D．ab杆向左减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下减弱的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，向右运动，故D正确。故选BD。
20．（多选）如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动，在之后的运动过程中，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
C．T具有收缩趋势，PQ受到向右的安培力
D．T具有扩张趋势，PQ受到向左的安培力
【答案】BD【详解】AB．根据右手定则，PQRS中电流沿逆时针方向，PQRS中电流在线框T处产生的磁场方向垂直纸面向外。金属杆PQ向右做减速运动，则PQRS中电流减小，该磁场减弱，根据楞次定律，T中电流沿逆时针方向，A错误，B正确；CD．T磁通量减小，则具有扩张趋势；根据左手定则，PQ受到向左的安培力，C错误，D正确。故选BD。
引起感应电流的原因
感应电流产生的效果
如何“阻碍”
口诀
磁场变化
产生磁场
在磁通量增加时，产生的磁场与原磁场方向相反，反之则相同
增反减同
导体相对运动
产生磁场力
产生的磁场力总是阻碍导体的相对运动
来拒去留
磁场变化
线圈面积变化
在磁通量增加时，线圈收缩，面积减小，反之则扩大
增缩减扩