沪科版 (2019)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

这是一份沪科版 (2019)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，共12页。试卷主要包含了下列叙述符合物理史实的是等内容，欢迎下载使用。

1．如图所示，光滑固定金属导轨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，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（ ）
A. P．Q会互相远离B. 磁铁下落的加速度大于g
C. 磁铁的动能的增加量等于其势能的减少量D. 导体棒P．Q与导轨组成的回路中产生的感应电流的方向与磁铁下方是N极还是S极有关
2．下列叙述符合物理史实的是（ ）
A．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，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
C．伽利略在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
D．奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
3．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
4．航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈中突然通入直流电流时，靠近线圈左端放置的金属环便向左弹射，如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝制成的形状完全相同的两个闭合金属环（电阻率ρ铜<ρ铝），闭合开关S的瞬间，下列判断正确的是（ ）
A．若仅将电池的正负极调换，其他条件不变，金属环将向右弹射
B．若将铜环放在线圈右侧，其他条件不变，铜环仍将向左运动
C．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向
D．铜环中的感应电流大于铝环中的感应电流
5．如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速地通过磁场区域，若d>l，则在线框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为( )
A. B. C. D.
6．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ．Ⅱ落地时的速度大小分别为．，在磁场中运动时产生的热量分别为．不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则：（ ）
A. ，B. ，C. ，D. ，
7．如图所示，上端接有一电阻R的光滑平行金属导轨倾斜放置在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，一金属棒与导轨垂直放置，以初速度v0从a处向下滑动，金属棒经b处滑到c处，已知ab＝bc，忽略其它电阻，则金属棒在经过ab和bc的两个过程中（ ）
A．安培力做功一定相等
B．通过棒的电荷量一定相等
C．棒运动的加速度一定相等
D．回路中产生的内能一定相等
8．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∶1B．ad边两端的电压之比为1∶9
C．cd边两端的电压之比为1∶1D．通过导线框某一截面的电荷量之比为1∶1
9．在我国南海上有一浮桶式灯塔，其结构如图所示，浮桶下部由内．外两密封圆筒构成（图中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体，磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连，下列说法错误的是（ ）
A. 当海面无波浪时，该灯塔无法发光
B. 该装置的工作原理是电磁感应现象
C. 当线圈上下运动时，回路中无感应电流
D. 圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等
10．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框沿四个不同方向以相同的速度匀速平移出磁场，如图所示，线框在移出磁场的整个过程，下列说法错误的是（ ）
A．四种情况下，边的电流的方向都相同
B．四种情况下，之间的电势差都相同
C．四种情况下，边产生的焦耳热都相同
D．四种情况下，拉力做功都相同
11．如图所示，一段长铜管竖直放置，将一铁质圆柱体从铜管内部上端由静止释放，经过时间t1落到铜管下端，将相同质量的磁体从铜管内部上端由静止释放，经过时间t2落到铜管下端，则t1和t2的关系为（ ）
A．t1< t2B．t1> t2
C．t1= t2D．条件不足，无法判断
12．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
13．如图所法，N．S两极间的磁场可视为匀强磁场，将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向放置在该磁场中．下列情况线框中能出现感应电流的是
A. 线框绕图中竖直轴aa’旋转
B. 线框绕图中水平轴bb’旋转
C. 线框沿竖直方向向上平移
D. 线框沿竖直方向向下平移
14．如图所示，甲．乙为形状与大小均相同且内壁光滑的圆筒，竖直固定在相同高度。两块相同的钕铁硼强磁铁，从甲．乙上端筒口同一高度同时无初速度释放，穿过乙筒的磁铁先落到地面。关于两圆筒的制作材料，下列可能正确的是（ ）
A．甲—塑料，乙—铝B．甲—铜，乙—胶木
C．甲—玻璃，乙—塑料D．甲—毛竹，乙—木头

15．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，已知在图甲，电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（ ）
A．甲图中感应电流产生的磁场方向向下
B．乙图中电流计指针向左偏转
C．乙图和丙图中磁铁受到线圈作用力的方向都向下
D．丙图和丁图中电流计指针的偏转方向不同
参考答案与试题解析
1．【答案】D
【解析】
【详解】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况
A．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P．Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误；
B．由于磁铁受到向上的磁场力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故B错误；
C．根据能量守恒定律知：磁铁的动能的增加量和闭合回路中产生的焦耳热之和等于磁铁重力势能的减少量，故C错误；
D．导体棒P．Q与导轨组成的回路中产生的感应电流的方向与磁通量的变化方向有关，即与磁铁下方是N极还是S极有关，故D正确。
故选D。
2．【答案】B
【解析】
A．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，因导线圈中的磁通量不变，不会出现感应电流，A错误；
B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，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，B正确；
C．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，C错误；
D．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
3．【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。
4．【答案】D
【解析】
A．当电池正负极调换后，固定线圈在左侧变成了S极，根据楞次定律也可以判断出固定线圈与环间产生的斥力，也可以通过“来拒去留”的方法判断，这闭合开关，磁场增大相当于“来”，所以会产生“拒”，即排斥力，所以向左弹射，故A错误；
B．若将铜环放在线圈右侧，同理，铜环与线圈间也会产生排斥力，所以铜环将向右运动，故B错误；
C．由固定线圈的绕线方向和电流方向可以判断出螺线管的左端是N极，当闭合开关S瞬间，磁场增大，穿过左侧线圈的磁通量在增大，根据楞次定律，线圈中产生与原磁场方向相反的感应磁场，再由安培定则可以判断出，左侧线圈中产生从左侧看顺时针方向的感应电流，故C错误；
D．根据，形状完全相同，则L．S相同，由于电阻率ρ铜<ρ铝，则铜环的电阻要小一些，在感应电动势相同的情况下，产生的感应电流大一些，故D正确。
故选D。
5．【答案】B
【解析】
【详解】如图所示，从线框完全进入直到右边开始离开磁场区域，线框中的磁通量就不再发生变化，故线圈中没有感应电流的距离为d-l；因导线框做匀速运动，故不产生感应电流的时间；故选B.
6．【答案】D
【解析】
【详解】由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力
又
(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长)
所以安培力
此时加速度为
且
m＝ρ0S·4L(ρ0为材料密度)
所以加速度是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v1＝v2；
由能量守恒可得
Q＝mg(h＋H)－
(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线，质量m小，产生的热量小，所以Q1< Q2；故选D。
7．【答案】B
【解析】
AD．根据安培力的计算公式
可得下滑过程中如果安培力和重力不相等则速度变化，安培力必定变化，则安培力做的功不相等，如果匀速下滑，则安培力不变，安培力做功相等，克服安培力做的功等于内能的变化，回路中产生的内能不一定相等，AD错误；
B．根据电荷量的计算公式有
可知，下滑相同的距离，通过棒的电荷量一定相等，B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
如果速度不变则加速度不变，如果速度变化，则加速度变化，C错误。
故选B。
8．【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。
9．【答案】C
【解析】
详解】A．当海面无波浪时，线圈没有相对磁体上下运动，则线圈没有切割磁感线，所以该灯塔无法发光，则A正确，不符合题意；
B．该装置的工作原理是电磁感应现象，所以B正确，不符合题意；
C．当线圈上下运动时，线圈切割磁感线，所以回路中有感应电流，则C错误，符合题意；
D．根据对称性可知，圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等，所以D正确，不符合题意；
故选C。
10．【答案】B
【解析】
A．四种情况下，线框的磁通量都減小，由楞次定律知识，电流为顺时针，即边的电流方向都相同，故A正确，与题意不符；
B．感应电动势
电路电流
第一．第三．第四，三种情况
第二种情况
故B错误，与题意相符；
C．磁场力对线框做的功等于电阻丝产生的焦耳热
又
所以相同，故C正确，与题意不符；
D．线框以相同的速度匀速平移出磁场，所以拉力做功与磁场力做功大小相等，由上一选项分析，可知四种情况下，拉力做功都相同。故D正确，与题意不符。
故选B。
11．【答案】A
【解析】
由楞次定律可知，磁体的运动导致磁体周围的铜管磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍磁体下落，故磁体下落的时间长，故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
本题以磁体和金属体在铜管中下落为载体，通过两个物体下落时间的比较，考查学生对楞次定律的理解，考查了学生物理观念的建立。
12．【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。
13．【答案】B
【解析】
【详解】A．由于线框平面开始垂直于于磁场方向，磁通量最大，线框绕图中竖直轴旋转时，线框平面始终垂直于于磁场方向，磁通量不变，故不会出现感应电流，故选项A从错误；
B．线框绕图中水平轴旋转，线框平面与磁场方向的夹角发生改变，所以通过线框平面的磁通量发生改变，故会出现感应电流，故选项B正确；
CD．将线框沿竖直方向向上平移或线框沿竖直方向向下平移，线框平面始终垂直于于磁场方向，磁通量不变，故不会出现感应电流，故选C．D错误．
14．【答案】B
【解析】
由题意可知，穿过乙筒的磁铁比穿过甲筒的磁铁先落到地面，故说明磁铁在甲筒时受到阻力作用；其原因是金属导体切割磁感线，从而使闭合的导体中产生感应电流，由于磁极间的相互作用而使条形磁铁受向上的阻力；故甲筒应为金属导体，如铜．铝．铁等，而乙筒应为绝缘体，如塑料．胶木等，故B正确，ACD错误；
故选B。
15．【答案】D
【解析】
A．如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，穿过线圈向下的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下，此时电流从下向上流过电流表，发现电流表指针向左偏转，可知电流表指针偏转方向与电流方向间的关系：电流从下向上流过电流表，电流表指针向左偏转，电流从上向下流过电流表，则电流表指针向右偏转，A错误；
B．在图乙所示实验过程中，磁铁的S极向下运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，B错误；
C．图乙中磁铁的S极向下运动靠近线圈，根据楞次定律可知，磁铁受到线圈作用力的方向向上，图丙中磁铁的N极向上运动离开线圈，根据楞次定律可知，磁铁受到线圈作用力的方向向下，C错误；
D．在图丙所示实验过程中，磁铁的N极向上运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，同理可知图丁电流表指针向左偏转，D正确。
故选D。