高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律精品精练

第二章　电磁感应

专题03：电磁感应——楞次定律的推论及应用

一、选择题

1.()长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流I逐渐增大时 (　　)

A.环形导线有扩张的趋势

B.环形导线有靠近长直导线的趋势

C.环形导线中有逆时针方向的感应电流

D.环形导线中有感应电流，但方向无法确定

2.()如图所示，一闭合小金属线圈从蹄形磁铁的N极正上方移到S极正上方，从上往下看，此过程中小线圈中感应电流的方向 (　　)

A.始终沿顺时针  B.始终沿逆时针

C.先沿顺时针后沿逆时针 D.先沿逆时针后沿顺时针

3.()如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 (　　)

A.S增大，l变长   B.S减小，l变短

C.S增大，l变短   D.S减小，l变长

4.()如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是 (　　)

A.同时向左运动，间距增大

B.同时向左运动，间距减小

C.同时向右运动，间距减小

D.同时向右运动，间距增大

5.()如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为 (　　)

A.a1>a2>a3>a4 B.a1=a3>a2>a4

C.a1=a3>a4>a2 D.a4=a2>a3>a1

6.()如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ由静止释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则 (　　)

A.T1>mg，T2>mg B.T1<mg，T2<mg

C.T1>mg，T2<mg D.T1<mg，T2>mg

7.()如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时 (　　)

A.P、Q将互相靠拢  B.P、Q将互相远离

C.磁铁的加速度一定大于g D.磁铁的加速度仍为g

8.()(多选)如图所示，在水平木质桌面上平放一个铜质圆环，在它上方近处有一个N极朝下的条形磁铁，铜环始终静止。关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，下列说法中正确的是 (　　)

A.当条形磁铁靠近铜环时，F>G

B.当条形磁铁远离铜环时，F<G

C.无论条形磁铁靠近还是远离铜环，F=G

D.无论条形磁铁靠近还是远离铜环，F>G

9.()如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平，其轴线与胶木盘A的轴线OO'重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'沿箭头所示方向加速转动，则 (　　)

A.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大

B.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小

C.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小

D.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大

10.()如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以按如图乙所示规律变化的电流，t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在t1~t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是 (　　)

A.线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

B.线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

C.线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

D.线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

11.()如图所示，圆形导体线圈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，下列表述正确的是 (　　)

A.线圈a中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)

B.穿过线圈a的磁通量变小

C.线圈a有扩张的趋势

D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大

12.()(多选)如图(a)所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为正方向。螺线管与导线框cdef相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间t按图(b)所示规律变化时 (　　)

A.在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流

B.在t3~t4时间内，L内有逆时针方向的感应电流

C.在t1~t2时间内，L有扩张趋势

D.在t3~t4时间内，L有扩张趋势

二、非选择题

13.()如图所示，G为指针在中央的灵敏电流计，连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)。今使它与一螺线管串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是　　　　；图(3)中电流计的指针将向　　　　偏转；图(4)中的条形磁铁上端为　　　　极。 

14.()把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图所示，在下列两种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：

(1)当滑动变阻器的滑片不动时，拉力　　　　。 

(2)当滑动变阻器的滑片向右移动时，拉力　　　　。(均填“变大”“不变”或“变小”) 

答案全解全析

1.C　当直导线中的电流逐渐增大时，电流产生的磁场增强，穿过环形导线的磁通量增加，由楞次定律可知，环形导线有收缩和远离直导线的趋势，选项A、B错误；当直导线中的电流增大时，穿过环形导线的磁通量向里且增加，产生的感应电流的磁场方向向外，故产生逆时针方向的感应电流，选项C正确，D错误。

2.B　小线圈从蹄形磁铁的N极正上方移到S极正上方的过程中，磁通量先向上减小后向下增大；根据楞次定律的“增反减同”原则，可判断小线圈中感应电流的方向始终沿逆时针(从上往下看)。选项B正确，A、C、D错误。

3.D　当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流；根据楞次定律可知，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方式进行阻碍，选项D正确。

4.B　当磁铁靠近两环时，通过两环的磁通量变大，由楞次定律结合安培定则可得两环的感应电流方向沿逆时针(从右向左看)；两环处于条形磁铁的磁场中，受到的安培力均向左。由于两环中的电流方向相同，所以两环相互吸引，间距减小，选项B正确。

5.B　在3位置线圈完全进入磁场区域，磁通量不变，不再有感应电流，线圈不受安培力，所以a1=a3。在2、4位置时，由于线圈进出磁场引起磁通量的变化，从而产生感应电流，安培力要阻碍线圈的相对运动，所以安培力方向均竖直向上；因为线圈在4位置时速度更大，安培力更大，所以a1=a3>a2>a4，选项B正确。

6.A　圆环从位置Ⅰ由静止开始向下运动到落到磁铁下方位置Ⅱ的过程中，穿过圆环的磁通量先增加再减小，根据楞次定律可知，圆环产生的感应电流的磁场先阻碍磁通量增加再阻碍其减小，磁铁先是排斥圆环，阻碍其磁通量增大，后是吸引圆环，阻碍其磁通量减小。故两种情况下，细线的拉力都大于mg，即T1>mg，T2>mg，选项A正确。

方法技巧　阻碍相对运动——“来拒去留”，如：磁铁靠近，是斥力；磁铁远离，是引力。

7.A　当条形磁铁从高处下落接近闭合回路时，穿过回路的磁感线方向向下，且磁通量不断增加，根据楞次定律可知，感应电流所产生的效果总要阻碍原磁通量的变化——增加，阻碍磁通量增加可以通过减小回路面积来实现，故P、Q将互相靠拢，选项A正确，B错误；产生感应电流的原因是条形磁铁的下落使回路中的磁通量增加，为了反抗磁铁的下落，根据“来拒去留”可知，感应电流的磁场给条形磁铁一个向上的、阻碍其下落的阻力，使磁铁下落的加速度小于g，选项C、D错误。

8.AB　当条形磁铁的N极向下靠近铜环时，穿过铜环的向下的磁通量增加，根据楞次定律结合安培定则可知，铜环中产生逆时针方向的感应电流，铜环上端相当于N极，与磁铁下端的极性相同，存在斥力，所以铜环对桌面的压力F大于铜环重力G，选项A正确；当条形磁铁的N极远离铜环时，穿过铜环向下的磁通量减小，根据楞次定律结合安培定则可知，铜环中产生顺时针方向的感应电流，铜环上端相当于S极，与磁铁下端的极性相反，存在引力，所以铜环对桌面的压力F小于铜环重力G，选项B正确，C、D错误。

9.B　胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'沿箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流增大，根据右手螺旋定则知，通过金属圆环B的磁通量向下且增大，根据楞次定律可知，引起的感应电流阻碍磁通量的增大，知金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，选项B正确，A、C、D错误。

方法技巧　电磁感应现象中，感应电流的“阻碍”现象之一为：回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。

10.A　在t1~t2时间内，通入线圈A的电流沿逆时针方向且增大，其内部会产生增强的竖直向上的磁场，穿过B的磁通量增大，由楞次定律结合安培定则可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流；线圈B中电流的方向与A中的电流方向相反，有排斥作用，故线圈B有扩张的趋势，选项A正确。

11.D　当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，接入电路中的电阻变小，所以流过螺线管b的电流增大，产生的磁场增强，所以穿过线圈a的磁通量变大；由安培定则可以判断出穿过线圈a的磁通量向下，根据楞次定律可知线圈a中感应电流所产生的磁场方向向上，再由右手螺旋定则可知线圈a中感应电流方向为逆时针(俯视)，选项A、B错误。滑片P向下移动使得穿过线圈a的磁通量增加，根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，线圈a有收缩的趋势，选项C错误。滑片P不动时，线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力；当滑片P向下滑动时，采用等效法，将线圈a和螺线管b看作两个条形磁铁，由楞次定律可以判断出两者的同名磁极相对，互相排斥，所以线圈a对水平桌面的压力变大，选项D正确。

12.AD　在t1~t2时间内，穿过螺线管的磁通量向上且逐渐增大，由楞次定律结合安培定则可知，导线框内产生的电流方向为fedc，根据右手螺旋定则，穿过圆环L的磁通量向里且增大，根据楞次定律结合安培定则可知L中产生逆时针方向的感应电流，选项A正确。在t3~t4时间内，穿过螺线管向下的磁通量减小，根据楞次定律结合安培定则可知，在导线框中的电流方向为fedc，根据右手螺旋定则，穿过圆环L的磁通量向里且减小，根据楞次定律结合安培定则可知，在金属圆环L中产生顺时针方向的感应电流，选项B错误。在t1~t2时间内，穿过圆环L的磁通量向里且增大，由楞次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量增大的目的，故有收缩的趋势，选项C错误。在t3~t4时间内，穿过圆环L的磁通量向里且减小，依据楞次定律的推论“增缩减扩”，知环L有扩张趋势，选项D正确。

13.答案　向下　右　N

解析　由题图(1)可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏。图(2)中指针向左偏，可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下的，螺线管上端为S极，根据楞次定律知，条形磁铁向下运动。图(3)中，当条形磁铁的N极向下插入时，根据楞次定律可知，螺线管上端为N极，则螺线管中感应电流方向由下到上，则指针向右偏。图(4)中指针向右偏，则螺线管中感应电流的方向从下到上，螺线管上端为N极；条形磁铁向上运动，则由楞次定律可知，磁铁下端为S极，上端为N极。

14.答案　(1)不变　(2)变小

解析　(1)滑动变阻器的滑片不移动时，电路中电流没有变化，则铅球中没有感应电流出现，拉力保持不变。

(2)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中电流增大，磁场增强，穿过铅球的磁通量变大，由楞次定律可知线圈与铅球互相排斥，则拉力变小。