人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律综合训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律综合训练题，共17页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共4小题，填空题，共4小题，解答题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题，共10小题
1．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（ ）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
2．如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )
A．向右摆动B．向左摆动C．静止D．无法判定
3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流
A．沿abcd流动
B．沿dcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
4．如图甲所示，闭合金属环固定在水平桌面上，MN为其直径。MN右侧分布着垂直桌面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。已知金属环电阻为1.0Ω，直径MN长20cm，则t=3s时（ ）
A．N点电势低于M点电势
B．M、N两点间电压为5π×10-4V
C．环所受安培力大小为5π×10-5N
D．环所受安培力大小为5π2×10-5N
5．如图所示，线圈M与电源、开关，滑动变阻器相连，线圈N与灵敏电流计相连，线圈M与线圈N绕在同一铁芯上。已知灵敏电流计的指针向电流流入一侧偏转，则下列操作可以使电流计的指针向“+”接线柱偏转的是（ ）
A．闭合开关瞬间
B．保持断开，将滑动变阻器向右移
C．保持闭合，将滑动变阻器向右移
D．保持闭合，将滑动变阻器向左移
6．如图所示，有一闭合的金属线框abcd，放置在垂直于纸面的匀强磁场中，匀强磁场方向与线框平面垂直。在仅有线框移动的情况下，发现ab边受到竖直向上的安培力，则此时线框处于以下哪种运动（ ）
A．水平向左平移
B．水平向右平移
C．沿磁场边界向上平移
D．沿磁场边界向下平移
7．如图所示，水平放置一个有铁芯的螺线管，与电源、开关以及滑动变阻器连接成电路，在螺线管的左端悬挂着一个轻小的闭合导电圆环，圆面与螺线管的轴线垂直保持开关S闭合，下列说法中正确的是（ ）
A．滑动触头位置不动，从左向右看，小环中有顺时针方向的感应电流
B．滑动触头位置不动，从左向右看，小环中有逆时针方向的感应电流
C．滑动变阻器的滑动触头向b端滑动的过程中，小环向右摆动
D．滑动变阻器的滑动触头向b端滑动的过程中，小环向左摆动
8．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示， 。下列说法正确的是（ ）
A．t=1s时，导体环中电流为零
B．第2s内，导体环中电流为负方向
C．第3s内，导体环中电流的大小为0.1A
D．第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为0.01C
9．如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )
A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a
B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a
C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b
D．流过R的电流为由c到d，流动r的电流为由a到b
10．如图所示，有一足够大的光滑水平面上存在非匀强磁场，其磁场分布沿x轴方向均匀增大，沿y轴方向是不变的，磁场方向垂直纸面向外。现有一闭合的正方形金属线框（线框有电阻），质量为m，以速度大小为v0、方向沿其对角线且与x轴成45°角开始运动，以下关于线框的说法中正确的是（ ）
A．线框中的感应电流方向沿逆时针方向
B．线框将做匀减速直线运动
C．线框运动中产生的内能为
D．线框最终将静止于平面上的某个位置
二、多选题，共4小题
11．如图甲所示为某品牌手机的无线充电器，其工作原理简化后如图乙所示。将交流电接入送电线圈，在手机内部，电池通过转换电路连接受电线圈，将手机放在送电线圈上方即可对电池充电。设受电线圈的匝数为n，面积为S，该区域的磁场可视为匀强磁场，匀强磁场的磁感线垂直于受电线圈平面向上穿过线圈。若在到时间内，其磁感应强度由均匀增加到，关于无线充电的以下说法正确的是（ ）
A．该原理是应用了电磁感应
B．受电线圈中感应电流方向由d到c
C．受电线圈中产生的感应电动势为
D．均匀增加送电线圈中的电流，可以增加c、d之间的电势差
12．如图甲所示，矩形线框abcd与直导线MN固定在同一平面内，线框的ad、bc两条边与导线MN平行。规定从N至M为直导线中电流的正方向，当导线MN中通以按图乙所示规律变化的电流时，下列说法正确的是（ ）
A．矩形线框中感应电流先沿abcda方向后沿adcba方向
B．矩形线框中感应电流始终沿abcda方向
C．矩形线框所受安培力方向先向左后向右
D．矩形线框所受安培力方向始终向左
13．一长直导线与闭合金属线框放在同一竖直面内，如图甲所示，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示（以竖直向上为电流的正方向）。则在时间内，下列说法正确的是（ ）。
A．时间内，穿过线框的磁通量最小
B．时间内，线框中产生的感应电流方向始终不变
C．时间内，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势
D．时间内，线框所受安培力的合力方向向右
14．图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过程金属棒保持静止。则（ ）
A．时刻回路没有感应电流
B．在时间，流过金属棒的感应电流方向是从Q到P
C．在时间，金属棒PQ所受安培力方向水平向右
D．时刻金属棒PQ所受摩擦力方向水平向右
三、填空题，共4小题
15．现把电阻与线圈两端相连构成闭合回路，在线圈正上方放一条形磁铁，如图所示，磁铁的S极朝下，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向由___________，线圈与磁铁相互___________（填“吸引”或“排斥”）。
16．如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律如图，定值电阻R1=6 Ω，线圈电阻R2=4 Ω，则ab两点的电势___________（填“>”或 “=”或 “＜”），回路中的感应电动势大小为___________V。
17．如图所示，金属棒ab置于电阻不计、水平放置的U形光滑导轨上，在虚线ef右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的有界匀强磁场。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。金属棒ab在水平恒力F的作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右加速运动，在此过程中，回路abdc中电流沿______ （选填“顺时针方向”或“逆时针方向”），圆环L有______ （选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环内产生的感应电流沿______ （选填“顺时针方向”或“逆时针方向”）。
18．有一电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转；现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出：
（1）图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为________.（填“偏向正极”或“偏向负极”）
（2）图乙中磁铁下方的极性是______.（填“N极”或“S极”）
（3）图丙中磁铁的运动方向是______.（填“向上”或“向下”）
（4）图丁中线圈从上向下看电流方向是________.（填“顺时针”或“逆时针”）‍‍
四、解答题，共4小题
19．当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，怎样确定感应电流的方向呢？在图中，如果导体棒AB向右运动，那么感应电流的方向是怎样的呢？
20．如图所示，一半径为r的圆形均匀磁场区域内有一个边长为的n匝正方形线框，线框单位长度的电阻为R0，线框平面与磁场方向垂直，磁场方向垂直纸面向里，其磁感应强度随时间t均匀增大，磁感应强度的变化率为k，求：
（1）线圈中的感应电动势的大小E和感应电流方向；
（2）线圈中感应电流的大小I。
21．如图所示，在一枚长铁钉上用漆包线绕上A和B两个线圈，将线圈B的两端接在一起，并把CD段漆包线拉直置于自制的小磁针上方。试判断在用干电池给线圈A通电的瞬间，小磁针偏转的方向。做一下这个实验，看看你的判断与实验结果是否一致。
22．在某一生产铜线框的工厂流水线上，人们为了检测出个别未闭合的不合格线圈，通常将完全相同的铜线圈等距离排列在匀速运动的水平绝缘传送带上，然后让传送带通过一固定的、磁场方向垂直于传送带的匀强磁场区域，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。请根据上述原理，观察图中的第1～6个铜线圈，分析哪个或哪些线圈不合格，并说明判断理由。
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
C．开关S闭合后，线圈中的电流从右侧流入，由安培定则可知，磁场方向向左，在合上开关S的瞬间，磁场变强，由楞次定律可知，从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向，故C正确；
AB．铝环所在位置的磁场有沿铝环圆心向外的分量，由左手定则可判断铝环受到的安培力有向左的分力，可知铝环向左运动，同理可判断，铜环向右运动，A、B错误；
D．由于铜的电阻率较小，铜环和铝环的形状大小相同，所以铜环的电阻较小，故铜环中的感应电流较大，则铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，故D错误．
故选C。
2．A
【解析】
【详解】
当磁铁向铜环运动时,铜环的磁通量增大,则由楞次定律可知,铜环为了阻碍磁通量的变化而会向后摆,即向右摆,故A正确.
3．A
【解析】
【详解】
由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少．线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd.．
A.由上分析可知，A正确；
BCD.由上分析可知，BCD错误．
4．C
【解析】
【详解】
A.由题图乙可知，磁感应强度随时间不断增大，磁场方向竖直向上，由楞次定律可知，金属环感应电流方向为顺时针（从上往下看），由于在磁场中闭合金属环右侧充当电源，电源内部电流从低电势流向高电势，则N点电势高于M点电势，故A错误；
B.根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为
M、N两点间电压为路端电压，则
故B错误；
CD.金属环中的电流为
t=3s时，磁感应强度为B′=0.5T，金属环所受的安培力大小为
故C正确，D错误。
5．C
【解析】
【详解】
A．由安培定则知，闭合开关瞬间，线圈M在其内部产生向左的磁感线，通过铁芯，通过线圈N的磁感线向左增加，由楞次定律知感应电流磁场向右，通过电流计的电流为从左到右，则电流计指针向“-”接线柱偏转，故A错误；
B．保持断开，将滑动变阻器向右移，线圈M中没有电流，没有磁感线通过铁芯，电流计不偏转，故B错误；
C．保持闭合，将滑动变阻器向右移，R接入电路电阻增大，通过线圈M的电流减小，铁芯中向左的磁感线数量减少，由“增反减同”知线圈N中感应磁场方向向左，则通过电流计的电流为从右到左，则电流计指针向“+”接线柱偏转，故C正确；
D．由C中分析可知，R向左移，出现的现象与C完全相反，结果电流计指针会向“-”接线柱偏转，故D错误。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
由于ab边受到竖直向上的安培力，根据左手定则，可知线框中的电流方向为顺时针方向，再根据安培定则可知，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律“增反减同”可知，原磁场磁通量增大。
A．当线框水平向左平移时，穿过线框的磁通量增大，故A正确；
B．当线框水平向右平移时，穿过线框的磁通量减小，故B错误；
CD．沿磁场边界上下平移时，穿过线框的磁通量不变，故CD错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
AB．滑动触头位置不动，螺线管中电流不变,闭合导电圆环中磁通量不变，故小环中没有感应电流，故AB错误；
CD．滑动变阻器的滑动触头向b端滑动的过程中，螺线管中电流减小，通过小环的磁通量减小，由楞次定律可知，从左向右看，小环中有顺时针方向的感应电流，小环向右摆动，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
A．时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，故A错误；
B．第2s内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中感应电流为正方向，故B错误；
C．第3s内，导体环中电流大小为
故C错误；
D．第3s内与第4s内产生的感应电流相同，则第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为
故D正确。
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
由右手定则可判断切割磁感线形成电源的正负极如图所示，由闭合电路电流流向可知B对；
10．C
【解析】
【详解】
A．穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律得线框中产生顺时针方向感应电流，故A错误；
B．因为安培力向左并逐渐减小，所以线框做加速度减小的减速曲线运动，故B错误；
CD．最终线框沿x轴方向的速度减小为0，沿y轴方向速度大小不变，所以线框最终速度大小为，方向沿y轴正方向，根据能量守恒得线框运动过程中产生的内能为
故C正确，D错误。
故选C。
11．AC
【解析】
【详解】
A．该原理是应用了电磁感应，故A正确；
B．根据楞次定律，可判断知受电线圈中感应电流方向由c到d，故B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律可得，受电线圈中产生的感应电动势为
故C正确；
D．均匀增加送电线圈中的电流，但送电线圈的电流变化率并未发生变化，穿过受电线圈的不变，所以c、d之间的电势差保持不变，故D错误。
故选AC。
12．BC
【解析】
【详解】
AB．导线MN中电流先向上均匀减小后向下均匀增大，通过线框的磁感线先垂直纸面向里，磁通量减小，后垂直纸面向外，磁通量增大，由楞次定律“增反减同”可知，线框中感应电流始终是顺时针方向，即始终沿abcda方向，故A错误，B正确；
CD．线框中感应电流始终是顺时针方向，先处于垂直纸面向里的磁场中，ad边所处的磁感应强度大于bc边，所以线框所受安培力合力与ad边所受安培力一致，由左手定则可知安培力合力水平向左；线框后处于垂直纸面向外的磁场中，由左手定则知安培力合力水平向右，故C正确，D错误。
故选BC。
13．BC
【解析】
【详解】
A．0~时间内，长直导线中的电流最大，且保持不变，所以穿过线框的磁通量最大，A错误；
B．由楞次定律可以判断在时间内，线框中始终产生逆时针方向的感应电流，B正确；
C．时间内，长直导线中的电流先减小后增大，所以线框内的磁通量先减小后增大，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，C正确；
D． 时间内，长直导线中的电流保持不变，穿过线框的磁通量不变，所以线框内无感应电流产生，线框不受安培力作用，D错误。
故选BC。
14．CD
【解析】
【详解】
A．时刻回路的磁通量为零，但是磁通量的变化率不为零，则回路有感应电流，选项A错误；
B．在时间，回路的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，流过金属棒的感应电流方向是从P到Q，选项B错误；
C．在时间，回路的磁通向上减小，则有金属棒中有从P到Q的感应电流，由左手定则可知，PQ所受安培力方向水平向右，选项C正确；
D．根据楞次定律可知，时刻金属棒PQ中的感应电流从P到Q，则安培力水平向左，由平衡可知，所受摩擦力方向水平向右，选项D正确。
故选CD。
15． b-a 排斥
【解析】
【分析】
【详解】
[1]当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为b→a。
[2]根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥。
16． > 20
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据楞次定律，线圈中感应电流的方向为逆时针方向，所以a点电势大于b点电势。
[2]根据法拉第电磁感应定律得
17． 逆时针方向 收缩 顺时针方向
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]根据右手定则可知，ab棒切割磁感线，abdc回路中产生沿逆时针方向的感应电流，则abdc回路中感应电流在圆环处产生垂直纸面向外的磁场。感应电流的大小与ab棒切割磁感线的速度成正比，随着ab棒不断向右加速运动，穿过小圆环的磁通量不断增大，由楞次定律可知，小圆环中产生沿顺时针方向的感应电流，小圆环有收缩的趋势。
18． 偏向正极 S极 向上 顺时针
【解析】
【详解】
（1）[1]根据楞次定律可知，图甲中感应电流从正极流入电流计，则灵敏电流计指针的偏转方向为偏向正极；
（2）[2]图乙中，感应电流从负极流入电流计，根据楞次定律可知，磁铁下方的极性是S极；
（3）[3]图丙中，感应电流从负极流入电流计，根据楞次定律可知，磁铁的运动方向是向上；
（4）[4]图丁中，根据楞次定律可知，线圈从上向下看电流方向是顺时针方向。
19．见解析
【解析】
【详解】
在如图所示的电路中，研究对象是导体棒AB、导线和电流计组成的闭合电路。导体棒AB位于磁场中，因此磁场的部分磁感线穿过闭合电路。当导体棒AB向右运动时，穿过闭合电路中的磁通量将增大。根据楞次定律，导体棒AB上的感应电流方向应该是从A指向B。
20．（1），感应电流方向为逆时针方向；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）向里的磁场的磁感应强度均匀增大，根据楞次定律可知线圈总的感应电流方向为逆时针方向。
根据法拉第电磁感应定律有感应电动势的大小
（2）线圈中的感应电流为
21．见详解
【解析】
【详解】
由图可知，电池的左侧为正极，干电池通电的瞬间，线圈A产生的磁场的方向向左，根据楞次定律，线圈B中产生电流，电流的方向由C到D，根据安培定则，CD导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针S极向纸外偏转，N极向纸内偏转。
22．第三个不合格，理由见解析。
【解析】
【详解】
当线圈通过磁场时，穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，如果线圈是闭合的，线圈中出现感应电流，磁场会对感应电流施加安培力。由楞次定律可知:线圈进入磁场时，穿过线圈的磁通量变大，安培力阻碍磁通量变大，所以安培力方向与运动方向相反;线圈出磁场时，安培力阻碍磁通量变小，则安培力的方向仍与运动方向相反。所以线圈闭合，进入和离开磁场时，线圈中出现感应电流，受到安培力向左，所以线圈相对传送带向后滑动;若线圈不闭合，进入磁场时，线圈中没有感应电流，则相对传送带位置不变，从图中可以看出，第三个线圈是不合格的。