人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律同步练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律同步练习题，共14页。试卷主要包含了单选题等内容，欢迎下载使用。

１.(2021·扬州高二检测)据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是( )
A．该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用
B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
【答案】C
【解析】若电梯突然坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，故A错误；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；当电梯坠落至题干图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反，故C正确；结合A的分析可知，当电梯坠落至题干图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故D错误。
故选C。
２.如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在电子秤的非磁性材料托盘(图中未画出)上，一条形磁铁(N极向下)从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到托盘的过程，下列说法正确的是( )
A．磁铁的机械能守恒
B．磁铁的加速度恒定
C．通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D．与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大
【答案】D
【解析】磁铁下落过程中，线圈中会产生感应电流，机械能转化为电能，则磁铁的机械能减小，选项A错误；磁铁下落过程中，穿过线圈的磁通量的变化率逐渐变化，则产生的感应电流逐渐变化，磁铁受到的向上的安培力变化，则加速度会变化，选项B错误；根据楞次定律可知，通过电阻的电流方向为如题图中箭头反方向，选项C错误；磁铁下落过程中穿过线圈的磁通量变大，线圈中产生的感应电流的磁场方向向上，即螺线管上端为N极，则磁铁对螺线管有向下的作用力，则电子秤的示数与磁铁尚未运动时相比增大，选项D正确。
故选D。
３．如图所示，磁场中有一导线MN与U形光滑的金属框组成闭合电路，当导线向右运动时，下列说法正确的是( )
A．电路中有顺时针方向的电流
B．电路中有逆时针方向的电流
C．导线的N端相当于电源的正极
D．电路中无电流产生
【答案】B
【解析】根据右手定则，由题意可知，当导线向右运动时，产生的感应电流方向由N端经过导线到M端，因此有逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确；由上分析可知，电源内部的电流方向由负极到正极，因此N端相当于电源的负极，故C错误；根据感应电流产生的条件可知，电路会产生感应电流，故D错误。所以B正确，A、C、D错误。
故选B。
４．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为( )
A．逆时针方向 逆时针方向
B．逆时针方向 顺时针方向
C．顺时针方向 顺时针方向
D．顺时针方向 逆时针方向
【答案】B
【解析】线圈第一次经过位置Ⅰ时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据安培定则，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向。当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项B正确。
故选B。
５．如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中竖直线向下移动(不到达该平面)，a、b的移动情况可能是( )
A．a、b将相互远离 B．a、b将相互靠近
C．a、b将不动 D．无法判断
【答案】A
【解析】根据Φ＝BS，条形磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势。由于S不可改变，为阻碍磁通量增大，导体环会尽量远离条形磁铁，所以a、b将相互远离。
故选A。
６.如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则( )
A．FT1>mg，FT2>mg B．FT1C．FT1>mg，FT2mg
【答案】A
【解析】当圆环经过磁铁上端时，磁通量增加，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有FT1>mg。当圆环经过磁铁下端时，磁通量减少，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有FT2>mg，所以只有A正确。
故选A。
７.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
【答案】A
【解析】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。
故选A。
８.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
【答案】D
【解析】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。
故选D。
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
【答案】A
【解析】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。
故选A。
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
【答案】D
【解析】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。
故选D。
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
【答案】B
【解析】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。
故选B。
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)
【答案】A
【解析】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。
故选A。
１３.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法中正确的是( )
A．总是顺时针 B．总是逆时针
C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
【答案】C
【解析】由题图可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C正确。
故选C。
１４.美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料A上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，则( )
A．B中将产生逆时针方向的电流
B．B中将产生顺时针方向的电流
C．B线圈有收缩的趋势
D．B线圈有扩张的趋势
【答案】D
【解析】合金材料加热后成为强磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的增加，选项C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，选项A、B错误。
故选D。
二．多选题：
1５.如图甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～ eq \f(T,2) 时间内，长直导线中电流方向向上，则下列关于线框中感应电流的方向与所受安培力判断正确的是( )
A.0～T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向
B．0～T时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向
C．0～T时间内线框所受安培力的合力向左
D．0～ eq \f(T,2) 时间内线框所受安培力的合力向左， eq \f(T,2) ～T时间内线框所受安培力的合力向右
【答案】AD
【解析】0～T时间内长直导线中电流先向上减小，后向下增大，所以线框中的磁场先向里减小，后向外增强，根据楞次定律可知，感应电流始终为顺时针方向，故A正确，B错误；在0～ eq \f(T,2) 时间内，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可知，线框有使磁通量增大的运动趋势，离导线越近，磁场越强，所以线框所受安培力的合力水平向左；同理可知，在 eq \f(T,2) ～T时间内，线框所受安培力的合力水平向右，故C错误，D正确。
故选：AD。
1６．如图所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摆动，则( )
A．在S闭合的瞬间，A、B必相吸
B．在S闭合的瞬间，A、B必相斥
C．在S断开的瞬间，A、B必相吸
D．在S断开的瞬间，A、B必相斥
【答案】AC
【解析】在S闭合瞬间，穿过两个铝环的磁通量变化相同，铝环中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，A正确，B错误；在S断开瞬间，穿过两个铝环的磁通量变化相同，铝环中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，C正确，D错误。
故选：AC。
1７．如图所示，当磁铁运动时，电路中会产生由A经R到B的电流，则磁铁的运动可能是( )
A．向下运动 B．向上运动
C．向左平移 D．以上都不可能
【答案】BC
【解析】由安培定则知感应电流在线圈中产生磁场与磁铁磁场方向相同，由楞次定律知，原磁场减小，选项中B、C会引起上述变化，故选项B、C正确，其余错误。
故选：BC。
１８.如图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑片，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连。下列说法正确的是( )
A．当P向右移动时，通过R的电流方向为由b到a
B．当P向右移动时，通过R的电流方向为由a到b
C．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由b到a
D．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由a到b
【答案】AD
【解析】P向右移动，导致电流增大，根据右手定则可知，线圈M左端是N极，右端是S极。穿过线圈N的磁通量变大，则由楞次定律可得：感应电流方向由b流向a，故A正确，B错误；当断开S的瞬间，导致电流减小，根据右手定则可知，线圈M左端是N极，右端是S极。穿过线圈N的磁通量变小，则由楞次定律可得：感应电流方向由a流向b，故C错误，D正确。
故选：AD。
１９.两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
【答案】AD
【解析】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。
故选：AD。
２０.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
【答案】CD
【解析】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。
故选：CD。
２１.如图所示，在北京某地有一间房子坐北朝南，门口朝向正南，门扇四周是铝合金边框，中间是绝缘体玻璃，则下列说法正确的是( )
A．房子所在位置地磁场的磁感线由南指向北，与水平面平行
B．无论开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量是变化的
C．某人站在室内面向正南推开门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
D．某人站在室内面向正南关上门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
【答案】BC
【解析】北京位于北半球，北京地区的磁场方向具有水平向北的分量与竖直向下的分量两部分，故A错误；地磁场有由南向北的分量，门闭合时磁通量的方向向北；当朝南的门向外推开后，平面与磁场平行时，没有磁感线穿过线框平面，穿过环面的磁通量为0。开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量是变化的。故B正确；根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，站在室内面向正南的人判断，产生的感应电流的方向为逆时针。故D错误，C正确。
故选：BC。
实验题：
２２．如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。
(1)在实验中，电流计指针偏转的原因是_______________________。
(2)电流计指针偏转角跟感应电动势的大小成__________关系。
(3)第一个成功实验(图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？________________，什么量是不同的？______________。
(4)从三个成功的演示实验中可归纳出的结论是：__________________。
【答案】(1)电流计所在回路有感应电流产生 (2)正比
(3)磁通量的变化量 磁通量的变化率 (4)只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生
【解析】(1)在实验中，电流计指针偏转的原因是电流计所在回路有感应电流产生。
(2)感应电动势越大，则感应电流越大，电流计指针偏转角越大，故电流计指针偏转角跟感应电动势的大小成正比关系。
(3)第一个成功实验(题图甲)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入时磁通量的变化量是相同的，但是由于快速插入时间短，故磁通量的变化率较大，故两次磁通量的变化率不同。
(4)从三个成功的演示实验中可归纳出的结论是：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。
２３．如图所示，在图(1)中，G为指针在中央的灵敏电流计连接在直流电路中时的偏转情况。今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________；图(3)中电流计的指针将向________偏转；图(4)中的条形磁铁上端为________极。
【答案】向下 右 N
【解析】由图(1)可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏。图(2)中指针向左偏，可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下，根据楞次定律知，条形磁铁S极向下插入。图(3)当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律，可知螺线管中感应电流方向由下到上，则指针向右偏；图(4)中可知指针向右偏，则线圈中感应电流的方向从下到上，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，上端为N极。
２４.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示，从ab进入磁场时开始计时。
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像。
(2)判断线框中有无感应电流。若有，请判断出感应电流的方向；若无，请说明理由。
【答案】(1)见解析 (2)线框进入磁场阶段，感应电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，无感应电流；线框离开磁场阶段，感应电流方向为顺时针方向
【解析】线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)。
(1)①线框进入磁场阶段：t为0～ eq \f(l,v) ，线框进入磁场中的面积与时间成正比，S＝lvt，最后为Φ＝BS＝Bl2。
②线框在磁场中运动阶段：t为 eq \f(l,v) ～ eq \f(2l,v) ，线框磁通量为Φ＝Bl2，保持不变。
③线框离开磁场阶段：t为 eq \f(2l,v) ～ eq \f(3l,v) ，线框磁通量线性减小，最后为零。
磁通量随时间变化的图像如图所示：
(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，感应电流方向为逆时针方向。线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生。线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减少，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向。
２５.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：______________________________________________________________________________________________________________。
【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
【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。