人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应1 楞次定律精练

楞次定律限时训练

1．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)         

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

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  B．环中有感应电流，方向a→b→c→d                          

C．环中无感应电流    D．条件不够，无法确定

3．如图3所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是(　　)

4.如图4所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)

A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生

B．整个环中有顺时针方向的电流                                    

C．整个环中有逆时针方向的电流

D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流

5.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行。当电键S接通瞬间，两铜环的运动情况是(　　)

A．同时向两侧推开

B．同时向螺线管靠拢                                            

C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断

D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断

6.如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放自由摆至最高点B。不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(　　)

A．A、B两点在同一水平线上         B．A点高于B点                                                  C．A点低于B点                  D．铜环将做等幅摆动

7．（多选）如图7所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中。则(　　)

A．车将向右运动

B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能

C．条形磁铁会受到向左的力    D．车会受到向左的力

8.（多选）如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦。整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度(　　)

A．方向向下并减小　　B．方向向下并增大        C．方向向上并增大   D．方向向上并减小

9．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图9乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(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

10．如图10所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断正确的是(　　)

A．金属环在下落过程中的机械能守恒

B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量

C．金属环的机械能先减小后增大

D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力

11、如图所示，矩形线框abcd与长直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I。当矩形线框从长直导线的右侧运动到左侧的过程中线框内感应电流的方向为(　　)

A．先dcba，后一直abcd                   B．先dcba，再abcd，后dcba

C．先abcd，后一直dcba                   D．先abcd，再dcba，后abcd

12、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

13、（多选）如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)(　　)                                                     

A．向右匀速运动　　　　　　　 B．向左加速运动

C．向右减速运动      D．向右加速运动

答案

1、解析：金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的。线圈接在直流电源上，S闭合时，金属套环也会跳起。电压越高，线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈。若套环是非导体材料，则套环不会跳起。故选项A、B、C错误，选项D正确。

答案：D

2、解析：由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减小，由楞次定律可知正方形中产生a→d→c→b方向的电流，A对。

答案：A

3、解析：题目中导体做切割磁感线运动，先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流，再应用右手定则判断感应电流方向。由右手定则可判定ab中的电流，A项中由a向b，B项中由b向a，C项中由b向a，D项中由b向a。故选A。

答案：A

4、解析：导体ef将圆分成两部分，导体向右移动时，右边的磁通量减小，左边的磁通量增加，根据楞次定律，左边电流为顺时针方向，右边电流为逆时针方向，应选D。

答案：D

5、解析：当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量增加，使得穿过两侧铜环的磁通量都增加，由楞次定律可知，两环中感应电流的磁场与线圈两端的磁场方向相反，即受到线圈磁场的排斥作用，使两铜环分别向外侧移动，选项A正确。

答案：A

6、解析：铜环由A点向B点运动，在进入磁场和离开磁场的过程中，由于穿过环面的磁通量变化，都要产生感应电流，即产生电能。此电能是由环的机械能转化来的，即环由A到B过程中机械能减少，所以B点比A点低，B选项正确。

7、解析：磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误。电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误。

答案：AC

8、解析：因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab中有感应电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动。而杆ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关。

答案：AD

9、解析：t1～t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外，线圈外部产生的磁场方向向里，线圈B的磁通量是穿出的。由于线圈A中的电流增加，故穿过线圈B的磁通量增加，因而根据楞次定律，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋势，故A对，B、C、D都错。

答案：A

10、解析：金属环在下落过程中，除中间一时刻穿过环内的磁通量变化率为零，不产生感应电流外，其他时间都有电能产生，故在下落过程中，机械能不守恒，有一部分机械能转化为电能。而在无电流产生的那一时刻，磁铁对桌面的压力等于其自身受到的重力。故B对，A、C、D都错。

答案：B

11、解析：直线电流的磁场是非匀强磁场，根据安培定则，在线框所在平面上，直线电流的右侧磁场垂直纸面向里，左侧垂直纸面向外。线框从右向左运动在线框左侧到达导线的过程中，穿过线框的垂直纸面向里的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中的感应电流沿abcd方向，当线框左侧经过导线后，穿过线框的垂直纸面向里的磁通量逐渐减小，感应电流沿dcba方向，线框右侧经过导线后，穿过线框的垂直纸面向外的磁通量逐渐减小，感应电流的方向又沿abcd方向。综上所述D项正确。

答案：D

12、解析：当条形磁铁向左靠近两环时，两环中的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动。又因为两环中的感应电流方向相同，两环相互吸引，因而两环间距离要减小，故选项B正确。

答案：B

13、解析：欲使N线圈中产生顺时针的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直于纸面向里。由楞次定律可知有两种情况，一是M中有顺时针方向的逐渐减小的电流，该电流产生的穿过N中的磁通量在减少；二是M中有逆时针方向的逐渐增大的电流，该电流产生的穿过N中的磁通量在增加。因此，对于第一种情况，应使ab减速向右运动；对于第二种情况，应使ab加速向左运动。当ab匀速运动时，在M中产生的感应电流是稳定的，穿过N的磁通量不发生变化，N中无感应电流。故选项B、C正确。

答案：BC