人教版 (2019)选择性必修 第二册楞次定律一课一练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册楞次定律一课一练，共5页。
知识点一：探究感应电流的方向
1.将线圈与电流表组成闭合导体回路，分别将条形磁体的N极、S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如图所示。

2．实验结论
(1)当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相同的，阻碍磁通量的减小。
(2)当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相反的，阻碍磁通量的增大。
温馨提示：穿过闭合回路的磁通量发生变化时产生感应电流，感应电流的磁场反过来阻碍原磁场磁通量的变化。
知识点二 楞次定律的理解
(1)表述：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 磁通量变化。
(2)产生感应电流的过程遵循能量守恒定律，即消耗的机械能转化为感应电流的电能 。
知识点三 ：右手定则
(1)内容：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；让磁感线从手掌心进入，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。
(2)适用范围：适用于判断闭合电路部分导线切割磁感线时产生的感应电流的方向。
温馨提示：
(1)“阻碍”的理解：①阻碍不是相反；②阻碍不是阻止。
(2)右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。
[典型例题、易错易混点剖析]
易错易混点1：.判断是否产生感应电流的方法
易错易混点辨析：①确定所研究回路；②看Φ是否变化；③回路是否闭合；②③同时满足可产生感应电流。
例题1．用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是( )

A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD的磁感线条数不变
B．乙图中，使条形磁体匀速穿过线圈
C．丙图中，开关S保持闭合，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动
解析：选B,题图甲中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，AB不切割磁感线，穿过ABCD的磁通量也没变化，故不能产生感应电流，A错误；题图乙中，使条形磁体匀速穿过线圈，在磁体从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流， B正确；题图丙中，开关S保持闭合，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，穿过B的磁通量没发生变化，故不产生感应电流， C错误；题图丙中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动时，也不会使穿过B的磁通量发生变化，故也不能产生感应电流， D错误．
例题2．(多选)(2020·吉林省实验中学高二下期末)用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，当有电流从电流表的正接线柱流入时，指针向右偏转．下列说法正确的是( )

A．当把磁体N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转
B．当把磁体N极向下从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转
C．保持磁体在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
D．磁体插入线圈后，使磁体和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
解析：选AC, 当把磁体N极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场，即向上的磁场，再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向为逆时针方向(俯视)，电流从电流表负接线柱流入，故指针向左偏转，故A正确；同理，当把磁体N极向下从线圈中拔出时，电流表的指针向右偏转，故B错误；如果保持磁体在线圈中静止，则线圈中的磁通量不变化，故电流表指针不发生偏转，故C正确；使磁体和线圈一起以同一速度向上运动时，线圈中的磁通量也不变化，故电流表指针也不发生偏转，故D错误．
易错易混点2：对楞次定律中的阻碍理解不清。
易错易混点辨析：从不同的方面来理解：①谁在阻碍？感应电流产生的磁场。②阻碍谁？阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身。不能简单的认为感应电流产生的磁场总是与原磁场方向相反。③那怎么阻碍呢？当穿过回路的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，他会阻碍磁通量增大。当穿过回路的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，也就是增反减同。④最后阻碍效果如何呢？阻碍不是阻止，阻碍的结果是阻碍磁通量变化变得慢了，但最终还是要变。所以阻碍不一定相反、阻碍不是阻止。
从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．
从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．
例题3.关于楞次定律，下列说法正确的是 ( )
A．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．感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化
解析：选A， 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，阻碍并不是阻止，只起延缓的作用，选项A正确，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；当原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场反向，当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场同向，选项D错误．
例题4．某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了如下探究性实验：将闭合线圈按图所示方式放在电子秤上，线圈正上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是（ ）

A．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于m0
B．将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于m0
C．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
D．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视）
解析：选C,AB．将条形磁铁插向线圈或从线圈中抽出的过程中，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插向线圈（无论是匀速、加速还是减速）的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于m0，在抽出磁铁（无论是匀速、加速还是减速）的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，故AB错误；CD．根据楞次定律和安培定则可判断，将条形磁铁的N极加速插向线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向（俯视），故C正确，D错误。故选C。
易错易混点3.利用楞次定律来分析解决实际问题的应用思维障碍
易错易混点辨析：思维方法：楞次定律应用四步曲
1．确定原磁场的方向。2．判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)。3．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。4．判定感应电流的方向。
该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”，一原——确定原磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少；三感——判断感应电流的磁场方向；四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
例题5．如图所示，一个N极朝下的条形磁体竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则（ ）
A．磁体经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，线框中感应电流沿adcb方向
B．磁体经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，线框中感应电流沿abcd方向
C．磁体经过位置①和②时，线框中的感应电流都沿abcd方向
D．磁体经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向
解析：选A，当磁体经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向；同理可判断当磁体经过位置②时，感应电流沿adcb方向，故选A．
例题6.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，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R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
思路点拨：
解析：选D，在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。选项D正确。
易错点4.:左手定则和右手定则在使用过程中区分不清
易错点辨析：
右手定则，用来来判断导体切割磁感线产生电流方向的，还有就判断电流磁效应产生的磁感线的方向。
左手定则，用来判断通电导线在磁场中所受安培力的方向或者运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。可以简单概括：“力”→“丿”向左边→左手，“电和线”→“し”都是向右边→右手。
联系：“四指”和“手掌”的放法和意义是相同的，唯一不同的是拇指的意义。四指都是指向电流方向，磁感线都是扎手心。
例题7.如图所示，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽为L(L＞d)的匀强磁场区域到达位置B，则( )
A．整个过程，线圈中始终有感应电流
B．整个过程，线圈中始终没有感应电流
C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，有感应电流，方向都是逆时针方向
D．线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；穿出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向
解析：选D 在线圈进入或离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，线圈完全在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，A、B错误；由右手定则可知，线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向，线圈离开磁场过程中，感应电流沿顺时针方向，C错误，D正确。
例题8.(2020-2021学年兰州市第一中学高二(上)期末)如图所示是某校首届中学生创意物理实验设计展评活动中获得一等奖的作品《小熊荡秋千》。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，C、D的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈P、Q(Q上粘有一张小熊的图片)，并组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。关于此作品，以下说法正确的是( )
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为逆时针方向(从右向左看)
B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动
C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
解析：选AB， A．P向右摆动的过程中，穿过P的磁通量减小，根据楞次定律，P中有顺时针方向的电流(从右向左看)。故A正确；BCD．P向右摆的过程中，P中的电流方向为顺时针方向，则Q下端的电流方向向外，根据左手定则知，下端所受的安培力向右，则Q向右摆动。同理用手左右摆动Q，P会左右摆动。故B正确，C错误，D也错误；故选AB。
【针对训练】
单选题
1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示方式连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断( )
A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
解析：选B，滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，线圈A中电流减小，穿过线圈B中的磁通量减小，闭合电路中产生感应电流，电流表指针向右偏转。当线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈B中的磁通量均减小，电流计指针均向右偏转，故选B。
2. 如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环．在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中( )

A．环中有感应电流，方向a→d→c→b→a
B．环中有感应电流，方向a→b→c→d→a
C．环中无感应电流
D．条件不够，无法确定有无感应电流
解析：选A，由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减小，由楞次定律可知产生a→d→c→b→a方向的电流，A正确．
3.如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生（ ）

A．顺时针电流，且有收缩趋势B．顺时针电流，且有扩张趋势
C．逆时针电流，且有收缩趋势D．逆时针电流，且有扩张趋势
解析：选D，磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向由南指向北，即以推窗人的视角来看，感应电流为逆时针电流，同时根据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势。故选D。
4．如图所示，绕水平轴可以匀速转动的矩形线圈放置于匀强磁场中，磁场之外有一绕在水平放置陶瓷棒上的导线通过滑环与矩形线圈相连，陶瓷棒的右侧吊着一个金属圆环，圆环初始时静止。现在让矩形线圈从图示位置开始匀速转动90°，可观察到( )

A．若线圈顺时针转动，圆环向左摆动；线圈逆时针转动，圆环向右摆动
B．若线圈逆时针转动，圆环向左摆动；线圈顺时针转动，圆环向右摆动
C．无论线圈顺时针转动还是逆时针转动，圆环都向右摆动
D．无论线圈顺时针转动还是逆时针转动，圆环都向左摆动
解析：选C，矩形线圈从中性面位置开始转动，无论顺时针或者逆时针，流过陶瓷棒上导线的电流都是增大的，引起穿过圆环的磁通量也都是增大的，根据楞次定律，圆环电流产生的磁场要阻碍磁通量增大，所以都要向右摆动，故C正确，A、B、D错误。
5.(2020·厦门外国语学校期末)1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R接入电路组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图所示．通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件．关于该实验，下列说法正确的是( )
A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有a→b的感应电流
B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流
C．闭合开关S后，在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中，电流表G中有a→b的感应电流
D．闭合开关S后，在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中，电流表G中有b→a的感应电流
解析：选D，闭合开关S的瞬间，通过B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，故选项A、B错误；闭合开关S后，在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中，A线圈中的电流逐渐减弱，即B线圈处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律可知，电流表G中的感应电流方向为b→a，故选项C错误，选项D正确．
6.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ(0vab，则ab、cd所围的面积增大，磁通量也增大，则产生感应电流方向为acdba，D正确。故选BD。
21．如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是（ ）
A．匀速向右运动B．加速向右运动
C．减速向右运动D．加速向左运动
解析：选CD,A．导线ab匀速向右运动时，导线ab产生的感应电动势和感应电流恒定不变，大线圈M产生的磁场恒定不变，穿过小线圈N中的磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；B．导线ab加速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来ab电流方向由a→b，根据安培定则判断可知：M产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过N的磁通量增大，由楞次定律判断得知：线圈N产生逆时针方向的感应电流，故B错误；C．导线ab减速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流减小，由右手定则判断出来ab电流方向由a→b，根据安培定则判断可知：M产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过N的磁通量减小，由楞次定律判断得知：线圈N产生顺时针方向的感应电流，故C正确；D．导线ab加速向左运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来ab电流方向由b→a，根据安培定则判断可知：M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，由楞次定律判断得知：线圈N产生顺时针方向的感应电流，故D正确。
22．(2020-2021学年长春外国语学校高二(上)期末)(多选)如图甲所示，在一螺线管内部中点处放置一小铜环，如图乙所示，在一螺线管外部放置一大铜环，闭合开关瞬间，下列说法正确的是( )
A．从左往右看，两个铜环中都有沿顺时针方向的感应电流
B．从左往右看，小铜环中有顺时针方向的感应电流，大铜环中有逆时针方向的感应电流
C．两个铜环都有收缩的趋势
D．小铜环有收缩的趋势，大铜环有扩张的趋势
解析：选AD，AB．题图甲中通过小铜环的是螺线管内部的部分磁感线，题图乙中通过大铜环的是螺线管内部的所有磁感线与螺线管外部的部分磁感线的差值．根据楞次定律，闭合开关瞬间，穿过两铜环的磁通量均向左增大，则铜环中的感应电流的磁场的方向向右，从左往右看，铜环中感应电流沿顺时针方向，故A正确，B错误；CD．闭合开关瞬间，穿过铜环的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，题图甲中小铜环有收缩的趋势，题图乙中大铜环有扩张的趋势，故C错误，D正确．
23．(2020-2021学年大庆实验中学高二(上)期末)(多选)如图，螺线管内有平行于轴线的外加磁场，以图中箭头所示方向为其正方向，螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一闭合小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度B随时间按图所示规律变化时( )
A．在0~t1时间内，环有收缩趋势
B．在t1~t2时间内，环有扩张趋势
C．在t1~t2时间内，环内有逆时针方向的感应电流
D．在t2~t3时间内，环内有逆时针方向的感应电流
解析：选BC， A．在0~t1时间内，B均匀增加，则在线圈中产生恒定不变的感生电动势，则在导线框dcba中形成稳定的电流，则此时环中无感应电流产生，环也没有收缩趋势，选项A错误；BC．在t1~t2时间内，B的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从下到上且逐渐减小，在导线框abcd中的磁通量为向外减小，穿过环的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，环内有逆时针方向的感应电流，且有扩张趋势，选项BC正确；D．在t2~t3时间内，B的方向向下，且B的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从上到下且逐渐减小，在导线框abcd中的磁通量为向里减小，穿过环的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，环内有顺时针方向的感应电流，选项D错误；
实验题
24．(2020-2021学年银川一中高二(下)期中)在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是： ①电流计 ②直流电源 ③ 带铁芯(图中未画出)的线圈 A ④线圈 B ⑤ 电键 ⑥ 滑动变阻器

(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．( )
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：①________________；②_____________．
解析：(1)实物电路图如下图所示
(2)断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B与电流计组成的闭合回路中产生感应电流。
答案：(2)断开或闭合开关 (3)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片
25．(2020-2021学年南昌十中高二(上)期末)如图所是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整_______。
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，将线圈A迅速插入线圈B时，电流计指针将_______(填“右偏”、“左偏”或“不偏转”)，保持A线圈插入不动，电流计指针将_______(同上填写)；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将_______(同上填写)。
解析：(1)将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示
(2)闭合开关，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；当将线圈A迅速插入线圈B时，则导致穿过线圈B的磁通量将增大，从而电流计指针也将向右偏；线圈A插入线圈B后，若保持不动，则穿过线圈B的磁通量将保持不变，故电流计指针将不偏转；将滑动变阻器触头迅速向左拉时，变阻器电阻变大，电路中电流变小，从而导致穿过线圈B的磁通量变小，则电流计指针将向左偏。
核心素养
学习目标
物理观念
理解楞次定律的内容及实质；知道右手定则与楞次定律判断感应电流方向
是等效的。
科学思维
通过楞次定律和右手定则对电流方向的判断， 体会物理模型在探索自然规律中的作用。
科学探究
通过实验探究归纳判断感应电流方向的过程，体会科学探究在物理规律形成中的作用。
科学态度与责任
通过楞次定律中能量转化分析，体会守恒思想的重要意义，感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。
图号
N极插入
N极拔出
S极插入
S极拔出
磁通量变化
（增加减小）
增加
减小
增加
减小
感应电流的方向
(俯视)逆时针
(俯视)顺时针
(俯视)顺时针
(俯视)逆时针