物理选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律随堂练习题

【优编】物理沪科版选择性必修第二册第2节感应电流的方向——楞次定律-1课时练习

一．单项选择

1．如图所示，等腰直角三角形金属线框放在光滑绝缘水平桌面上，直角边长为，线框的总电阻为，质量为，有界匀强磁场垂直于水平桌面向下，磁感应强度大小为，磁场边界．间距大于。开始时边与磁场边界平行。给金属线框一个方向垂直向右．大小为的初速度，线框穿过磁场后的速度大小为，则下列分析正确的是（　　）

A. 线框进入磁场过程中产生顺时针方向的感应电流

B. 线框刚进入磁场时产生的感应电流为

C. 线框进入磁场和穿出磁场过程均做匀减速运动

D. 线框穿过磁场过程产生的热量为

2．如图，某同学把磁铁插入线圈时，发现电流计的指针发生向右偏转，当磁铁（　　）

A．静止在线圈中时，电流计指针会偏转

B．静止在线圈中时，电流计指针不会偏转

C．从线圈中抽出时，电流计指针也会向右偏转

D．从线圈中抽出时，电流计指针不会偏转

3．如图，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是（　　）

A．将线框向左拉出磁场 B．将线框向上平移

C．将线框向下平移 D．以bc边为轴转动（小于60°）

4．如图，圆形金属线圈与一通电无限长直导线构成几种空间位置组合，当导线中电流增大时，圆形线圈中有感应电流的是（　　）

A．A B．B C．C D．D

5．如图所示，光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时增加，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　）

A．线圈1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4

6．如图甲所示，阻值为R=8Ω的电阻与阻值为r=2Ω的单匝圆形金属线圈连接成闭合回路。金属线圈的面积S=1.0m2，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，导线的电阻不计，则前2s时间内（ 　　）

A．流过电阻R的电流方向为从E到F B．流过电阻R的电流大小为0.4A

C．通过电阻R的电荷量为0.2C D．电阻R上产生的热量为0.64J

7．安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。若工作过程中某段时间内通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法正确的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　）

A．有金属片通过时，金属片中会感应出涡流

B．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流的方向可能改变

C．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流的方向为顺时针

D．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流可能逐渐减小

8．随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注，其原理如图所示。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电；关于无线充电，下列说法正确的是（　　）

A．供电线圈接直流电源也可以实现无线充电

B．无线充电技术与变压器的工作原理相同

C．若供电线圈和受电线圈均采用超导材料则能量的传输效率可达到100%

D．车身受电线圈中感应电流的磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反

9．如图所示，垂直纸面的匀强磁场分布在正方形虚线区域内，电阻均匀的正方形导线框abcd位于虚线区域的中央，两正方形共面且四边相互平行。现将导线框先后朝图示两个方向以v．3v速度分别匀速拉出磁场，拉出时保持线框不离开纸面且速度垂直线框。比较两次出磁场的过程中，以下说法不正确的是（ 　　）

A．线框中产生的焦耳热之比为1∶1 B．ad边两端的电压之比为1∶9

C．cd边两端的电压之比为1∶1 D．通过导线框某一截面的电荷量之比为1∶1

10．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　 　）

A．感应电流的方向始终是由

B．感应电流的方向始终是由

C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左

D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上

11．如图所示的各种情境中，满足磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a到b的是（　　）

A.  B.

C.  D.

12．如图所示为超导磁浮示意图。甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料（电阻几乎为0）制成的超导圆环。乙从甲的正上方缓慢下移，最后静止悬浮在甲的正上方。若甲的S极朝上，在乙向下运动的过程中，从上往下看，乙中感应电流的方向为（　 　）

A．逆时针方向；乙静止后，感应电流消失

B．顺时针方向；乙静止后，感应电流消失

C．逆时针方向；乙静止后，感应电流仍存在

D．顺时针方向；乙静止后，感应电流仍存在

13．如图所示，能观察到电流表指针发生偏转的操作是，磁铁（ 　　）

A．从线圈中抽出

B．静止在线圈中

C．静止在线圈的左侧

D．静止在线圈的上方

14．如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，它们之间相互绝缘．且MN靠近ad边，当MN中电流逐渐增大时（　　）

A．线圈中的磁通量保持不变

B．线圈中没有感应电流产生

C．线圈中感应电流方向是adcba

D．线圈所受安培力的合力方向向右

15．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

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

【详解】A．线框进入磁场过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；

B．线框刚进入磁场时产生的感应电动势为，感应电流为

故B正确；

C．线圈进入磁场过程中受到的安培力与运动方向相反，则线框向右做减速运动，且切割磁感线的有效长度减小，产生的感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，加速度减小，即线框进入磁场并不是匀减速运动，同理可分析线框出磁场过程也不是匀减速运动，故C错误；

D．由题意，线框穿过磁场过程中，根据能量守恒定律，产生的焦耳热为

故D错误。

故选B。

2．【答案】B

【解析】

AB．当磁铁静止在线圈中时，线圈中的磁通量不变，不会产生感应电流，所以电流计指针不会偏转，故A错误，B正确；

CD．将磁铁从线圈中抽出时，线圈中的磁通量减小，产生的感应电流方向与插入磁铁过程中的感应电流方向相反，所以电流计指针会向左偏转，故CD错误。

故选B。

3．【答案】A

【解析】

A．将线框向左拉出磁场，通过线框的磁通量减小，所以能使线框中产生感应电流，A正确；

B．将线框向上平移，磁感应强度不变，面积不变，则通过线框的磁通量保持不变，所以不能产生感应电流，则B错误；

C．将线框向下平移，磁感应强度不变，面积不变，则通过线框的磁通量保持不变，所以不能产生感应电流，则C错误；

D．以bc边为轴转动（小于60°），线框在磁场方向的有效面积保持不变，通过线框的磁通量总是保持不变，所以不能产生感应电流，则D错误；

故选A。

4．【答案】C

【解析】

A．图中当直导线中有电流时，穿过线圈的磁通量始终为零，则当导线中电流增大时，线圈中无感应电流产生，选项A错误；

B．图中当直导线中有电流时，穿过线圈的磁通量始终为零，则当导线中电流增大时，线圈中无感应电流产生，选项B错误；

C．图中当直导线中有电流时，穿过线圈的磁通量不为零，且当直导线中电流增加时，穿过线圈的磁通量增加，则线圈中会有感应电流产生，选项C正确；

D．图中当直导线中有电流时，穿过线圈的磁通量始终为零，则当导线中电流增大时，线圈中无感应电流产生，选项D错误；

故选C。

5．【答案】D

【解析】

AC．结合安培定则和磁场的矢量叠加可分析出，线圈1．3内的磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈1．3内的磁通量仍为零，故无感应电流产生，故AC错误；

B．同理知线圈2内的磁场垂直纸面向外，当导线中电流增大时，线圈2内的磁通量垂直纸面向外增加，根据楞次定律可得线圈2中会产生顺时针方向的感应电流，故B错误；

D．同理知线圈4内的磁场垂直纸面向里，当导线中电流增大时，线圈4内的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可得线圈4中会产生逆时针方向的感应电流，故D正确。

故选D。

6．【答案】D

【解析】

A．由楞次定律可知：通过R的电流方向为F→E；选项A错误；

B．由法拉第电磁感应定律得：感应电动势

感应电流

选项B错误；

C．前2s时间内通过电阻R的电荷量

选项C错误；

D．电阻R上产生的热量

选项D正确；

故选D。

7．【答案】A

【解析】

A．通电线圈中的电流均匀增大，则产生的磁场均匀增大，有金属片通过时，穿过金属片中的磁通量均匀增大，金属片中会感应出涡流，故A正确；

B．金属片中涡流的磁场与通电线圈中产生的磁场方向相反，虽然会对接收线圈中磁通量的增大有一定的阻碍作用，但不能阻止接收线圈中磁通量增大，所以接收线圈中的感应电流的方向不会改变，故B错误；

CD．无金属片通过时，接收线圈中的磁通量由左向右均匀增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可知接收线圈中的感应电动势不变，感应电流不变，故CD错误。

故选A。

8．【答案】B

【解析】

AB．无线充电的原理是供电线圈将一定频率的交流电，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，与变压器的原理相同，故A错误．B正确；

C．供电线圈产生的磁场不可能全部穿过受电线圈，所以能量传输一定会有损失，即使采用超导材料传输效率也不可能达到100%，故C错误；

D．当地面供电线圈中电流增加时，穿过车身受电线圈的磁通量增加，根据楞次定律，此时车身受电线圈中感应电流的磁场与地面供电线圈中电流的磁场方向相反；当地面供电线圈中电流减小时，穿过车身受电线圈的磁通量减少，根据楞次定律此时车身受电线圈中感应电流的磁场与地面供电线圈中电流的磁场方向相同，故D错误。

故选B。

9．【答案】A

【解析】

A．设变长为L，总电阻为R，运动速度V，根据

则产生的热量

可见产生的热量与速度有关，所以线框中产生的焦耳热之比为1∶3，A错误；

B．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势

ad边两端的电压

以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势

导体框ad边两端的电压

ad边两端的电压之比为1∶9，B正确；

C．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势

cd边两端的电压

以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势

cd边两端的电压

cd边两端的电压之比为1∶1，C正确；

D．平均感应电动势

平均电流

电荷量

与速度无关，向左和向右两次拉出磁场过程中，磁通量的变化量相等，故两次的电荷量之比为1：1，D正确。

故选A。

10．【答案】D

【解析】

AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；

CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。

故选D。

11．【答案】B

【解析】

【详解】AB．由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥；由题目中图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b，而A是开关断开，故A错误，B正确；
C．由“来拒去留”可知，磁铁远离线圈，则磁铁与线圈相互吸引；由题目中图可知，当磁铁竖直向上运动时，穿过线圈的磁场方向向上减小，由楞次定律可知感应电流的磁场向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b，故C错误；
D．由“来拒去留”可知，磁铁远离线圈，则磁铁与线圈相互吸引；由题目中图可知，当磁铁竖直向上运动时，穿过线圈的磁场方向向下减小，由楞次定律可知感应电流的磁场向下，则由右手螺旋定则可知电流方向从b经过R到a，故D错误；
故选B。

12．【答案】C

【解析】

圆柱形磁铁甲的N极朝下，故磁铁上方的磁感线方向向下，超导圆环乙从磁铁甲的正上方缓慢下移，则超导圆环乙中向下的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知，从上往下看，超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向，超导圆环乙稳定后悬浮在磁铁甲的正上方，则超导圆环应受到竖直向上的安培力，且与重力大小相等，故感应电流仍存在，ABD错误，C正确。

故选C。

13．【答案】A

【解析】

A．感应电流的产生条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化；磁铁从线圈中抽出过程穿过线圈的磁通量发生了变化，回路中会产生感应电流，能观察到电流表指针偏转，故A正确；

BCD．磁铁静止时，无论静止在什么位置，穿过线圈的磁通量都不发生变化，都不会产生感应电流，故BCD错误。

故选A。

14．【答案】C

【解析】

根据安培定则可知，直导线两侧的磁场左边向里，右边向外，因线圈右边面积大于左边面积，可知线圈中测磁通量向外，当MN中电流逐渐增大时，线圈中的磁通量向外增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向是adcba，根据左手定则可知，ad和bc边受安培力方向均向左，即线圈所受安培力的合力方向向左。

故选C。

15．【答案】A

【解析】

AC．题图甲中，A．B．C．D线圈中磁场均减弱，根据磁场减弱方向，结合楞次定律和安培定则，可知B．C线圈电流标示方向正确，A．D线圈电流标示方向错误，故A正确，C错误；

BD．题图乙中，磁铁运动，导线切割磁感线产生电流，由右手定则可知，A．B导线电流标示方向正确，C．D导线电流标示方向错误，故BD错误；

故选A。