高中物理1 楞次定律课后作业题

2.1楞次定律同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．在下列验证“由磁产生电”的实验中，说法正确的是

A．只要将条形磁铁往两端连接电流表的线圈中插入，就能观察到感应电流

B．只要条形磁铁旁放置一连有电流表的闭合线圈，就能观察到感应电流

C．只要将绕在条形磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，就能观察到感应电流

D．不管线圈是否闭合，只要通过它的磁通量发生变化，就能产生感应电流

2．如图所示电路，若将滑动变阻器滑片向上移动,则a、b环中感应电流的方向是（       ）

A．a环顺时针，b环顺时针

B．a环顺时针，b环逆时针

C．a环逆时针，b环顺时针

D．a环逆时针，b环逆时针

3．如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是（          ）

A．此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持

B．此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失

C．此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失

D．此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持

4．如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i，i﹣t图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在～时间内，矩形线框中感应电流的方向和大小，下列正确的是（ ）

A．始终沿逆时针方向且增大

B．始终沿顺时针方向，先增大后减小

C．先沿逆时针方向然后沿顺时针方向，先减小后增大

D．先沿顺时针方向然后沿逆时针方向，先增大后减小

5．如图所示，用弹性导线制成的大线圈A和小线圈B放置在相距较远的绝缘水平面内，图甲线圈A内部有一方形磁场区域，图乙线圈B处于另一方形磁场区域中，磁场方向竖直向下，若两方形磁场的磁感应强度逐渐增大，下列说法正确的是（　　）

A．线圈A、B都会收缩

B．线图A、B都会扩张

C．线圈A大小不发生变化，B收缩

D．线圈A收缩，B大小不发生变化

6．如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是（             ）

A．向左摆动

B．向右摆动

C．保持静止

D．无法判定

7．如图所示，用细线悬挂的铝圆环和磁铁在同一竖直平面内，当圆环通入方向如图所示的电流时，圆环将（     ）

A．左边向里，右边向外，转动同时向磁铁靠近

B．左边向外，右边向里，转动同时向磁铁靠近

C．左边向里，右边向外，转动同时与磁铁远离

D．圆环不会转动，但向磁铁靠近

8．如图所示，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，螺线管与电源和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，下列说法正确的是（　　）

A．穿过线圈a的磁通量变小 B．线圈a有收缩的趋势

C．线圈a对水平桌面的压力将减小 D．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

9．如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，条形磁铁落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，条形磁铁落地用时t2，落地时速度为v2.则它们的大小关系正确的是 （　　）

A．t1＞t2，v1＞v2 B．t1＝t2，v1＝v2

C．t1＜t2，v1＜v2 D．t1＜t2，v1＞v2

10．如图所示，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，螺线管与电源和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向上滑动，下列表述正确的是（　　）

A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量变大

C．线圈a有收缩的趋势

D．线圈a对水平桌面的压力F将变小

11．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

12．如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，MN固定不动，位置靠近ab且相互绝缘．当导线中由N到M的电流突然增大时，则

A．ab边受到的安培力向右 B．线圈所受安培力的合力方向向右

C．感应电流方向为 abcda D．ad边和bc边不受安培力作用

13．如图，铜质金属环从水平桌面上竖立的条形磁铁正上方由静止释放，金属环始终保持水平，不计空气阻力，则从开始下落至到达桌面的过程中

A．金属环的机械能守恒

B．金属环的机械能先减小后增大

C．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力

D．金属环动能的增加量小于其重力势能的减少量

14．1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，从上向下看，导线图中出现的感应电流方向是（　　）

A．先逆时针，后顺时针 B．先顺时针，后逆时针

C．一直顺时针 D．一直逆时针

15．下列对科学家研究物理规律的论述，哪一项是错误的？

A．奥斯特在实验中观察到通电导线下方磁针的转动，发现了电流的磁效应

B．安培通过实验发现磁场对电流有作用力，此力的方向与磁场方向垂直

C．法拉第通过实验得出，“磁生电”是一种在运动或变化的过程中才能出现的效应

D．楞次在分析实验事实后提出，感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的原磁场方向相同

二、填空题（共4题）

16．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要_________引起感应电流的_________。

17．如图26所示，闭合导线框abcd与闭合电路共面放置，且恰好一半面积在闭合电路内部．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，导线框abcd中的感应电流方向是____，导线框abcd所受磁场力方向是____．

18．如图所示,导线AB与CD互相平行,则在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向为___________;在断开开关S时导线CD中感应电流的方向为__________.(填“由C到D”或“由D到C”)

19．在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中，请完成下列实验步骤：

（1）为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究．某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源，他应该选用多用电表的__________挡（选填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”）对灵敏电流计进行测试．由实验可知当电流从正接线柱流入电流计时，指针向右摆动．

（2）该同学先将多用电表的红表笔接触灵敏电流计的正接线柱，再将黑表笔__________（选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流计的负接线柱．若灵敏电流计的指针向左摆动，说明电流是由电流计的__________（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流计的．

（3）实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流计的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母标出磁铁的极性_______．

三、综合题（共4题）

20．简要说明楞次定律是能量守恒定律的表现？

21．月球探测器在月面实现软着陆是非常困难的，为此科学家们在实验探索过程中设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，它由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd，指示灯连接在cd两处；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触仿真水平月面时，滑块立即停止运动。

（1）请运用已学知识分析该装置是如何实现缓冲的；

（2）简要阐述该装置在缓冲过程中能量是如何转化的。

22．在图中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。

（1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P里有没有感应电流？

（2）当线圈M里有恒定电流通过时，线圈P里有没有感应电流？

（3）当断开开关S的一瞬间，线圈P里有没有感应电流？

（4）在上面三种情况里，如果线圈P里有感应电流，感应电流沿什么方向？

23．如图所示，有一个导电线圈从条形磁铁正上方下落，依次经过a、b、c三个位置。请用楞次定律判断，在经过a、b、c三个位置时线圈中感应电流的方向。

参考答案：

1．A

2．C

3．D

4．B

5．C

6．A

7．A

8．B

9．D

10．D

11．A

12．C

13．D

14．D

15．D

16．     阻碍     磁通量的变化

17．     abcda     向右

18．     由D到C     由C到D

19．     欧姆     短暂     负    

20．

能量守恒定律是自然界普遍的规律，楞次定律中感应电动势的后果总是和引起感应电流的原因相对抗或阻碍，而这种对抗或阻碍的作用是把其他形式的能量转化为感应电流所在回路中的电能，之后电能又转化为内能。在电磁感应这种能量转化过程中，总的能量是守恒的，楞次定律的意义在于它是能量的转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，所以楞次定律的本质是能量守恒定律。

21．

（1）缓冲滑块接触仿真水平月面时，滑块立即停止运动，此后探测器主体继续向下运动，矩形线圈将切割超导线圈产生的磁感线而产生感应电流，同时感应电流受到磁场的安培力作用，该安培力的方向与运动方向相反，从而阻碍探测器主体向下运动，起到缓冲的作用；

（2）该装置在缓冲过程中探测器主体的机械能转化为线圈的电能。

22．（1）有；（2）没有；（3）有；

（4）当闭合开关S的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量增加，根据安培定则知线圈P中磁场方向向右，根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为a→b

断开开关S瞬间，线圈P的磁通量减少，线圈P里有感应电流，根据安培定则知线圈P中原来磁场方向向右，根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为b→a

23．

在a位置，条形磁铁的磁场方向向上，导电线圈经过a位置瞬间，穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律，导电线圈中感应电流产生的磁场方向应向下；用右手螺旋定则判断出，在该位置导电线圈中的感应电流从上往下看是顺时针方向；

导电线圈经过b位置瞬间，因该位置各点的磁场方向平行，穿过线圈的磁通量无变化，故线圈中无感应电流产生；

在c位置，条形磁铁的磁场方向向上，导电线圈经过c位置瞬间，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律，导电线圈中感应电流产生的磁场方向应向上；用右手螺旋定则判断出，在该位置导电线圈中的感应电流从上往下看是逆时针方向。