高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律同步练习题

第二章　电磁感应

1　楞次定律

必备知识基础练

1.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A点落至B点,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是(　　)

A.始终顺时针

B.始终逆时针

C.先顺时针再逆时针

D.先逆时针再顺时针

2.(多选)闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度B的方向跟导体运动速度的方向关系的是(　　)

3.(多选)(2021山东聊城期末)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是(　　)

A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动

B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向

C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动

4.如图所示,若套在条形磁体上的弹性金属线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是(　　)

A.有顺时针方向的感应电流

B.有逆时针方向的感应电流

C.有先逆时针后顺时针方向的感应电流

D.无感应电流

5.如图所示,把一条形磁体从图示位置由静止释放,穿过采用双线绕法的通电线圈,不计空气阻力,此过程中条形磁体做(　　)

A.减速运动

B.匀速运动

C.自由落体运动

D.变加速运动

6.(多选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有一个带铜轴的铜盘,用铜刷把盘边缘和轴连接,外接一电流表,若铜盘按图示匀速转动,则(　　)

A.G中有a→b的电流

B.G中有b→a的电流

C.盘面磁通量不变,不产生感应电流

D.有从盘边缘向盘中心的电流

关键能力提升练

7.1931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S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么从上向下看,超导线圈的感应电流是(　　)

A.先顺时针方向,后逆时针方向的感应电流

B.先逆时针方向,后顺时针方向的感应电流

C.顺时针方向持续流动的感应电流

D.逆时针方向持续流动的感应电流

8.(2021山东青岛期中)如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右),则(　　)

A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a

B.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a

C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右

D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左

9.如图所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属棒,与导轨接触良好,它从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到完全落在OC上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则ab棒在上述过程中(　　)

A.感应电流方向是b→a

B.感应电流方向是a→b

C.感应电流方向先是b→a,后是a→b

D.感应电流方向先是a→b,后是b→a

10.如图甲所示,在同一平面内有两个彼此绝缘的金属细圆环A、B,两环重叠部分的面积为圆环A面积的一半,圆环B中电流i随时间t的变化关系如图乙所示,以图甲中圆环B中所示的电流方向为负方向,则A环中(　　)

A.没有感应电流

B.有逆时针方向的感应电流

C.有顺时针方向的感应电流

D.感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向

11.如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是(　　)

A.先顺时针后逆时针

B.先逆时针后顺时针

C.先逆时针后顺时针,然后再逆时针

D.先顺时针后逆时针,然后再顺时针

答案：

1.C　自A点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为顺时针;自图示位置落至B点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确。

2.BC　根据右手定则进行判断可知B、C正确。

3.AD　由电路可知,开关闭合瞬间,右侧线圈环绕部分的电流向下,由安培定则可知,铁芯中产生水平向右的磁场,由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向上的电流,则直导线中的电流方向由南向北,由安培定则可知,直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,则左侧线圈中的感应电流为零,直导线不产生磁场,则小磁针静止不动,B、C错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,穿过左侧线圈向右的磁通量减少,则由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向下的感应电流,则流过直导线的电流方向由北向南,直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向外的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确。

4.A　穿过线圈的磁通量包括条形磁体内的全部和条形磁体外的一部分,合磁通量是向上的。当线圈突然缩小时合磁通量增加,原因是条形磁体外向下穿过线圈的磁通量减少。由楞次定律判断,感应电流的方向为顺时针方向,选项A正确。

5.C　双线绕法得到的两个线圈通电时,由安培定则知,两线圈的磁场等值反向,相互抵消,磁感应强度大小为零,对条形磁体无作用力。当条形磁体下落时,穿过两线圈的磁通量同向增加,根据楞次定律,两线圈中产生的感应电流等值反向,互相抵消,线圈对条形磁体没有作用力。条形磁体下落过程中只受重力,由静止释放,所以条形磁体做自由落体运动,故C正确,A、B、D错误。

6.BD　沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线,由右手定则可判定选项B、D正确。

7.C　S磁单极子靠近超导线圈时,线圈中磁通量向上增加,由楞次定律可以判断,从上向下看感应电流为顺时针方向;当S磁单极子远离超导线圈时,线圈中磁通量向下减少,感应电流方向仍为顺时针方向,C正确。

8.D　根据右手定则可知导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a,A、B错误;再根据左手定则知,C错误,D正确。

9.C　在金属棒向下滑动的过程中,金属棒与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形aOb内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断C选项正确。

10.B　由于圆环B的电流发生变化,圆环A中的磁通量发生变化,所以圆环A中有感应电流,选项A错误;根据楞次定律知,圆环A中的磁通量先垂直纸面向外减少,后垂直纸面向里增多,故根据安培定则可知圆环A中产生沿逆时针方向的感应电流,选项B正确,C、D错误。

11.C　根据通电直导线周围磁感线的特点,检测线圈由远处移至直导线正上方时,穿过线圈的磁场有向下的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针。当检测线圈由直导线正上方移至远处时,穿过线圈的磁场有向上的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,所以C正确。