人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律课时练习

楞次定律

1．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属线圈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

解析：选A　穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分，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。

2．如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)

A．磁铁插向左环，横杆发生转动

B．磁铁插向右环，横杆发生转动

C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动

D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

解析：选B　左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，在磁场力的作用下横杆将发生转动，故B正确。

3．如图所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线，电流方向由N到M。今将一矩形金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，线框整体受力为(　　)

A．受力向右　　　　　 B．受力向左

C．受力向上 D．受力为零

解析：选A　金属线框放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，导线左右两侧磁场方向相反，导线左侧线框的磁通量大于右侧线框的磁通量。当导线中电流增大时，穿过线框的磁通量增大，线框产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，则线框将向使磁通量减小的方向运动，即向右移动，线框整体受力向右，故A正确，B、C、D错误。

4．[多选]两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，导体棒ab和cd在导轨上可以自由滑动。当ab在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是(　　)

A．cd内有电流通过，方向是d→c

B．cd向左运动

C．磁场对cd作用力向左

D．磁场对ab作用力向左

解析：选AD　为了判断cd内电流方向，首先判断ab内的电流方向，因为ab在外力F作用下向右做切割磁感线的运动，由右手定则可知，电流的方向是b→a，ab相当于电源，电流从a端流出，回路的电流方向是b→a→d→c→b，所以A正确。由左手定则可知D正确。

5．如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I。当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是(　　)

A．先abcd，后dcba，再abcd

B．先abcd，后dcba

C．始终dcba

D．先dcba，后abcd，再dcba

解析：选D　线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律知，线框中感应电流的方向为dcba。当线框的cd边跨过直导线后，ab边运动到直导线前，如图所示，根据右手定则知ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d。线框全部跨过直导线后，随着向右运动，穿过线框的磁通量减小，根据楞次定律知，线框中感应电流的方向为dcba。故选项D正确。

6．如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，且d0≪L，先将线框拉到如图所示的位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是(　　)

A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a

B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a

C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等

D．金属线框最终将在有界磁场中做往复运动

解析：选D　金属线框进入磁场时，线框切割磁感线的有效面积增大，磁通量增大，因此产生感应电流，根据楞次定律可判断电流的方向为a→d→c→b→a，故A错误；金属线框离开磁场时，线框切割磁感线的有效面积减小，磁通量减小，因此产生感应电流，根据楞次定律可判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误。根据能量守恒定律，线框每次经过磁场边界时都会有热量产生，机械能减少，可知金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等，故C错误。当线框不再穿出磁场时，就没有能量损失，故线框最终将在有界磁场中做往复运动，故D正确。

7．[多选]绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示。线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起。下列说法正确的是(　　)

A．若保持开关闭合，则铝环不断升高

B．若保持开关闭合，则铝环停留在跳起后的某一高度

C．若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落

D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变

解析：选CD　铝环跳起是开关闭合时铝环上产生的感应电流与通电线圈中的电流产生的磁场相互作用而引起的，由楞次定律知，该现象与电源中电流方向无关，故C、D正确。

8．[多选]如图所示，在水平面上有一固定的导轨，导轨为U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场，则(　　)

A．若磁场方向竖直向上并增强时，杆ab将向右移动

B．若磁场方向竖直向上并减弱时，杆ab将向右移动

C．若磁场方向竖直向下并增强时，杆ab将向右移动

D．若磁场方向竖直向下并减弱时，杆ab将向右移动

解析：选BD　不管磁场方向竖直向上还是竖直向下，当磁感应强度增大时，回路中磁通量增大，由楞次定律知，杆ab将向左移动，反之，杆ab将向右移动，选项B、D正确。

9．如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有(　　)

A．闭合开关S的瞬间

B．闭合开关S后，把R的滑片向右移

C．闭合开关S后，把P中的铁芯从左边抽出

D．闭合开关S后，把Q远离P

解析：选A　闭合开关S时，线圈中电流从无到有，铁芯中产生向右的磁场，穿过Q的磁通量增加，根据楞次定律，Q中产生图示方向的电流，A正确；R的滑片向右移时，P中电流减小，穿过Q的磁通量减小，根据楞次定律，Q中产生与图示相反方向的电流，B错误；将铁芯抽出或Q远离P时，穿过Q的磁通量都减小，根据楞次定律，Q中产生与图示相反方向的电流，C、D错误。

10．如图所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近圆环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过圆环的过程中，圆环中感应电流的方向是(　　)

A．始终是沿顺时针方向

B．始终是沿逆时针方向

C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向

D．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向

解析：选D　电荷定向移动形成电流，电流周围存在磁场。运动的正电荷周围的磁场与通电导线周围的磁场相类似，但又有所不同。带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直桌面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流；当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流。故D正确。

11．如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑的绝缘杆上，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，间距变大

B．同时向左运动，间距变小

C．同时向右运动，间距变小

D．同时向右运动，间距变大

解析：选B　磁铁向左运动，穿过两环的磁通量都增加，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加，所以两环都向左运动。另外，两环产生的感应电流方向相同，依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的，所以选项A、C、D错误，B正确。

12．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闭合回路。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对水平桌面的压力FN将增大

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中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)

解析：选A　滑动变阻器滑片向下移动，接入电路的电阻减小，电流增大，通过线圈a的磁通量增大，a线圈有收缩的趋势，B、C错误；根据楞次定律判断a中产生逆时针方向的感应电流(俯视)，a有远离螺线管的趋势，a对桌面的压力增大，A正确，D错误。

13．[多选]如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁置于薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)。当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生的感应电流的方向(从上向下看)是(　　)

A．摩擦力方向一直向左

B．摩擦力方向先向左、后向右

C．感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针

D．感应电流的方向为顺时针→逆时针

解析：选AC　从磁铁开始运动到线圈处在磁铁两极中间的过程中，穿过线圈的磁通量向上，且先增加后减少，之后的过程中，穿过线圈的磁通量向下，且先增加后减少，所以感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针，故C正确， D错误；根据楞次定律可知，磁铁向右移动的过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以薄板对线圈的摩擦力方向始终向左，故A正确，B错误。

14．某同学在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、阻值较大的电阻R′、滑动变阻器R和开关S连接到电源上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表完全相同，零刻度线在表盘中央。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。

(1)当滑片P较快地向左滑动时，电流表甲的指针的偏转情况是________，电流表乙的指针的偏转情况是________。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)

(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是________(填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。

(3)从上述实验可以初步得出结论：_________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：由题图可知，电流由哪一接线柱流入，电流表的指针就向该侧偏转。

(1)当滑片P较快地向左滑动时，通电回路中的电流增大，电流表甲的指针向左偏，穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由安培定则得，电流表乙的指针向右偏。

(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，左侧(通电)回路中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下，故电流表乙的指针向右偏。

(3)通过实验可以初步得出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生感应电流，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

答案：(1)向左偏　向右偏　(2)向右偏

(3)穿过闭合回路的磁通量发生变化时产生感应电流，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化