人教版 (2019)选择性必修 第二册楞次定律练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册楞次定律练习，共8页。试卷主要包含了探究感应电流的方向实验原理，实验器材，进行实验，实验结果分析，注意事项等内容，欢迎下载使用。
考点一、探究感应电流的方向实验原理
1．由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向．
2．通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系．
二、实验器材
条形磁体，螺线管，灵敏电流计，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒．
三、进行实验
1．探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系．
实验电路如图甲、乙所示：
结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏．(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)
2．探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
(1)按图连接电路，明确螺线管的绕线方向．
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验．
(3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格．
(4)整理器材．
四、实验结果分析
根据上表记录，得到下述结果：
甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少．
实验结论：感应电流具有这样的方向，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．
五、注意事项
1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表．
2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计．
3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．
4．按照控制变量的思想进行实验．
5．进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作．
考点二、楞次定律
1．内容：感应电流具有这样的方向，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．
2．从能量角度理解楞次定律
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能．
考点三、右手定则
伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．
大重难点规律：
1．判断感应电流方向的步骤
该方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以判定第三个因素．
2．判断回路运动情况及回路面积的变化趋势
(1)常规法
据原磁场(B原方向及ΔΦ情况)eq \(――→,\s\up7(楞次定律))确定感应磁场(B感方向)eq \(――→,\s\up7(右手螺旋定则))判断感应电流(I感方向)eq \(――→,\s\up7(左手定则))回路运动情况或面积变化趋势．
(2)效果法
由楞次定律可知，感应电流的“效果”是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义．据“阻碍”原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速．
1．因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因．
2．对“阻碍”的理解：
eq \x(谁阻碍谁)→eq \x(感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化)
eq \x(阻碍什么)→eq \x(阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身)
eq \x(如何阻碍)→磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同
eq \x(阻碍效果)→阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果还是要发生变化
“阻碍”的表现形式：
楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因．常见的表现形式有以下三种：
(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)；
(2)阻碍导体和磁体间的相对运动(来拒去留)；
(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)．
二：考点题型归纳
题型一：楞次定律的理解
1．(2022·陕西·汉滨区五里高级中学高二期中)根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是( )
A．与引起感应电流的磁场反向 B．加快引起感应电流的磁通量变化
C．阻碍引起感应电流的磁通量变化 D．使电路磁通量的变化有时加快，有时减慢，有时为零
2．(2022·新疆·乌鲁木齐市第135中学高二期中)关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．导体在磁场中运动一定能产生感应电流 B．闭合线圈整个放在变化磁场中一定能产生感应电流
C．感应电流的磁场总跟原来的磁场方向相反 D．感应电流的磁场总是阻碍原来的磁通量的变化
3．(2022·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高二期中)下列关于感应电流的说法正确的是( )
A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，回路中一定产生感应电流
B．感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化
C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反
题型二：楞次定律的应用(增反减同)
4．(2022·福建·莆田第六中学高二阶段练习)电阻、电容与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电

5．(2022·全国·高二)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，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在这个过程中，线圈中感应电流( )
A．沿abcda流动 B．沿adcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流动 D．由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动
6．(2022·全国·高二课时练习)如图甲所示，正方形金属线圈abcd处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，若磁场方向垂直线圈平面向外时磁感应强度为正。下列说法正确的是( )
A．0~t1时间内，线圈中感应电流的方向为adcba B．t1~t2和t2~t3时间内，线圈中感应电流的方向相反
C．t3~t4时间内，线圈ad边受到的安培力向右 D．0~t1和t2~t3时间内，线圈ad边受到的安培力方向相同
题型三：楞次定律的应用(来拒去留))
7．(2022·吉林·高二期末)如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是( )
A．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
B．磁铁落地时的速率一定等于
C．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
D．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
8．(2022·全国·高二课时练习)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．磁铁的加速度大于gD．磁铁的加速度仍为g

9．(2022·重庆·高二期末)如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的矩形导线框。当竖直放置的条形磁铁从线框中线AB正上方水平快速经过时，若线框始终不动，重力加速度为g，则关于线框受到的支持力FN及在水平方向的运动趋势，下列说法正确的是( )
A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右
题型四：楞次定律的应用(增缩减扩)
10．(2022·江苏省天一中学高二期中)如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁(极性不明)，当条形磁铁下落时，可以判定( )
A．环中将产生俯视顺时针的感应电流B．环对桌面的压力将增大
C．环有面积增大的趋势D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力

11．(2022·广西钦州·高二期末)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，则( )
A．在时刻，P有扩大的趋势 B．在时刻，穿过P的磁通量为零
C．在时刻，P中有感应电流 D．在时刻，
12．(2022·广东·中山市迪茵公学高二期中)如图(a)，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其正方向，螺线管与导线框abcd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随时间按图(b)所示规律变化时，以下说法不正确的是( )
A．在t2～t3时间内，a点的电势始终比d点的电势高 B．在t3～t4时间内，L有扩张趋势
C．在t1～t2时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D．在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流
题型五：楞次定律重要结论的应用
13．(2022·湖北·高二期中)如图所示，在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在纸面向里。金属棒PQ在外力作用下左右运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好。若PQ运动过程中，a、c的电势都比b点的电势高，则PQ可能的运动情况为( )
向左减速运动 B．向右减速运动 C．向左匀速运动 D．向右匀速运动

14．(2022·山东·青岛二中高二期中)如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则( )
A．从左向右看，感应电流的方向先为顺时针，后为逆时针 B．从左向右看，感应电流的方向先为逆时针，后为顺时针
C．从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针 D．从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针
15．(2022·湖北·襄阳五中高二阶段练习)如图所示，两条互相平行的导线M、N中通有大小相等、方向相同的电流，导线框abcd和两条导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动，则在移动过程中，线框中的感应电流的方向为( )
A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针 C．一直是逆时针 D．一直是顺时针
题型六：右手定则
16．(2022·广西·龙胜各族自治县龙胜中学高二期中)导体棒在匀强磁场中沿金属导轨运动时，棒中的感应电流方向如图。则棒的运动方向和螺线管内部磁场方向分别为( )
A．向左，指向 B．向右，M指向 C．向左，指向M D．向右，指向M

17．(2022·江苏·邳州宿羊山高级中学高二阶段练习)如图所示，水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒和MN，并且分别放置在磁感应强度为和的匀强磁场中，当在外力的作用下运动时，MN向右运动，则所做的运动可能是( )
A．向左加速运动 B．向左匀速运动 C．向右加速运动 D．向右匀速运动
18．(2022·湖北省红安县第一中学高二阶段练习)如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽度均为a的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中正确的是( )
ABCD
题型七：感应电路的图像问题
19．(2020·湖北·高二阶段练习)如图所示，在等腰直角三角形abc内存在垂直纸面向外的匀强磁场，三角形efg是与三角形abc形状相同的导线框，x轴是两个三角形的对称轴。现让导线框efg在纸面内沿x轴向右匀速穿过磁场，规定顺时针方向为电流的正方向，在导线框通过磁场的过程中，感应电流i随时间t的变化图象是( )
A．B．C．D．
20．(2022·四川·宜宾市叙州区第一中学校高二期中)如图所示一正方形线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，时刻磁场的方向垂直线圈平面向里，则下列判断正确的是( )
A．时线圈中的电流方向发生变化 B．0~2s内线圈中磁通量的变化量为零
C．1~2s内线圈中电流方向为顺时针方向 D．在第3s末线圈中的感应电动势等于零
21．(2022·辽宁抚顺·高二期中)水平圆形导体环置于竖直方向的匀强磁场中，规定如图甲所示导体环中电流的方向为正方向，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是( )
ABCD
三：课堂过关精练
单选题
22．(2022·浙江·丽水外国语实验学校高二阶段练习)如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。下列操作后的现象判断正确的是( )
A．闭合开关S瞬间，线圈P里没有感应电流
B．断开开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
C．闭合开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P里有感应电流

23．(2022·河南省驻马店高级中学高二期末)如图甲所示，长直导线与导线框abcd固定在同一平面内。直导线中通以如图乙所示的大小和方向都随时间作周期性变化的交流电，并取图甲所示向上的电流方向为直导线中电流的正方向。关于0T时间内线框abcd中感应电流的方向，下列说法正确的是( )
A．由顺时针方向变为逆时针方向 B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
24．(2022·广西·柳州市第三中学高二期中)如图所示，用细线悬挂的闭合铜环最初静止，铜环面与磁铁轴线垂直，当磁铁突然向右运动靠近铜环时，铜环的运动情况是( )
向右摆动B．向左摆动C．静止不动D．无法判定

25．(2022·江苏徐州·高二期中)如图所示，水平桌面上静置一个圆形金属线圈，在其圆心的正上方固定一个柱形磁体。现通过加热的方式使柱形磁体磁性减弱，圆形金属线圈始终静止。下列说法正确的是( )
A．金属线圈有缩小的趋势 B．金属线圈对水平桌面的压力减小
C．金属线圈中感应电流产生的磁场方向向下 D．从上往下看，金属线圈中感应电流沿顺时针方向
26．(2022·辽宁·渤海大学附属高级中学高二阶段练习)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PO，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．t0时刻回路没有感应电流 B．0-2t0时间内，流过金属棒的感应电流方向是从O到P
C．在0-t0时间，金属棒PO所受安培力方向水平向右 D．2t0时刻金属棒PO所受摩擦力方向水平向左
27．(2022·福建·厦门一中高二期中)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平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是( )
A．P、Q将相互靠近
B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力
C．磁铁下落的加速度大于重力加速度g
D．磁铁动能的增加量等于重力势能的减少量

28．(2022·江苏淮安·高二期中)如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈，则( )
A．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生
B．若线圈向右平动，其中感应电流方向是
C．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是
D．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是
29．(2022·上海中学高二期中)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( )
A．感应电流的方向先顺时针后逆时针再顺时针 B．感应电流的方向一直是逆时针
C．安培力的方向始终与速度方向相反 D．安培力的方向始终沿水平方向甲
乙
丙
丁
条形磁体运动的情况
N极向下插入线圈
S极向下插入线圈
N极朝下时拔出线圈
S极朝下时拔出线圈
原磁场方向(“向上”或“向下”)
穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)
感应电流的方向(在螺线管上方俯视)
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)
原磁场与感应电流磁场方向的关系