2019-2020学年高中物理 第一章 电磁感应 第4节 楞次定律随堂检测巩固落实（含解析）教科版选修3-2

楞次定律 1(多选)关于楞次定律，下列说法中正确的是()a感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反b感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同c感应电流的磁场方向可能与原磁场的方向相反，也可能与原磁场的方向相同d感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化解析：选cd.不能简单地认为感应电流的磁场方向与原来磁场方向是相同还是相反，还要看原磁场的磁通量是如何变化的，如果原磁场的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍原磁场的磁通量的增加；如果原磁场的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向和原磁场方向相同，阻碍原来的磁场的磁通量减小，即感应电流产生的磁场方向总是阻碍原磁场的磁通量的变化2.某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示a处落至b处，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电流的方向是()a始终顺时针b始终逆时针c先顺时针再逆时针d先逆时针再顺时针解析：选c.自a落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相反，即向下，故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为顺时针；自图示位置落至b点时，穿过线圈的磁通量减少，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相同，即向上，故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为逆时针，选c.3如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度h处同时静止释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()a三者同时落地b甲、乙同时落地，丙后落地c甲、丙同时落地，乙后落地d乙、丙同时落地，甲后落地解析：选d.在下落过程中，闭合铜线框中产生感应电流，由“来拒去留”可知，答案选d.4(多选)如图所示，光滑u形金属框架放在水平面内，上面放置一导体棒，有匀强磁场b垂直框架所在平面，当b发生变化时，发现导体棒向右运动，下列判断正确的是()a棒中电流从bab棒中电流从abcb逐渐增大db逐渐减小解析：选bd.ab棒是因“电”而“动”，所以ab棒受到的安培力向右，由左手定则可知电流方向ab，故b对，由楞次定律可知b逐渐减小，d对5.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨a、b，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒ab和cd的运动情况是()a一起向左运动b一起向右运动cab和cd相向运动，相互靠近dab和cd相背运动，相互远离解析：选c.法一：电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知，回路产生逆时针方向电流；ab边电流方向向下，所受安培力向右，cd边电流方向向上，所受安培力向左，故ab和cd相向运动，c项正确法二：电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知，回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体棒要相向运动，相互靠拢，c项正确6(多选)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)下列说法正确的是() a磁感应强度的大小为0.5 tb导线框运动速度的大小为0.5 m/sc磁感应强度的方向垂直于纸面向外d在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 n解析：选bc.由题图(b)可知，导线框运动的速度大小v m/s0.5 m/s，b项正确；导线框进入磁场的过程中，cd边切割磁感线，由eblv，得b t0.2 t，a项错误；由题图可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，c项正确；在0.40.6 s这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小i a2 a，则导线框受到的安培力fbil0.220.1 n0.04 n，d项错误 (a)一、单项选择题1.如图所示，水平放置的光滑杆上套有a、b、c三个金属环，其中b接电源，在接通电源的瞬间，a、c两环()a都被b吸引b都被b排斥ca被吸引，c被排斥da被排斥，c被吸引解析：选b.在接通电源的瞬间，环b可等效为一短小的条形磁铁左边为n极右边为s极，穿过a、c环的磁通量在增加两环a、c为了阻碍磁通量的增加，都应朝环b外部磁场较小的方向运动，即a向左而c向右运动，两环都受到b环的排斥作用2磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为()a塑料材料的坚硬程度达不到要求b在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动c其他条件相同下，在通电后铝框比塑料框更容易摆动起来d塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动解析：选b.把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为：在铝框和指针一起摆动时，铝框切割磁感线产生感应电流，此时铝框受安培力作用，阻碍铝框的相对运动，故更容易使指针很快停止摆动，故选b.3如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为()a外环顺时针、内环逆时针b外环逆时针、内环顺时针c内、外环均为逆时针d内、外环均为顺时针解析：选b.当磁场的磁感应强度b增强时，穿过闭合回路的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向外，根据安培定则，感应电流为逆时针方向(大圆中)，故小圆中的感应电流方向为顺时针方向；故选b.4如图所示，光滑的金属导轨置于水平面内，匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁场区域足够大导线ab、cd平行放置在导轨上，且都能自由滑动当导线ab在拉力f作用下向左运动时，下列判断错误的是()a导线cd也向左运动b导线cd内有电流，方向为cdc磁场对ab的作用力方向向右d磁场对ab和cd的作用力方向相同解析：选d.当导线ab在力f作用下向左运动时，由右手定则知，电流方向为ba，故cd内电流的方向为cd，b正确；由左手定则知，ab边所受安培力方向向右，cd边所受安培力方向向左，且导线cd向左运动，故a、c项正确，d项错误5.两个环a、b置于同一水平面上，其中a为均匀带电绝缘环，b为导体环当a以如图所示的方向绕中心转动时，b中产生如图所示方向的感应电流则()aa可能带正电且转速减小ba可能带正电且转速恒定ca可能带负电且转速减小da可能带负电且转速增大解析：选c.因为当a带负电按顺时针方向旋转时等效于逆时针方向的环形电流，根据右手定则将产生向外的磁场，当转速减小时，穿过b的向外的磁通量减少，根据楞次定律，在b中将产生逆时针方向的感应电流选项c正确二、多项选择题6如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是()解析：选cd.先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的n极和s极a中线圈上端应为n极，b中线圈上端应为n极，c中线圈上端应为s极，d中线圈上端应为s极，再根据安培定则确定感应电流的方向，a、b错误，c、d正确7某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105t一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()a河北岸的电势较高b河南岸的电势较高c电压表记录的电压为9 mvd电压表记录的电压为5 mv解析：选ac.海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场根据右手定则，北岸电势高，南岸电势低，a对，b错根据eblv4.51051002 v9103v 可知，c对，d错8一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()a由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下b由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下c沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上d沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势解析：选ad.赤道上方的地磁场方向由南指向北，根据右手定则，航天飞机由东向西水平飞行时，下端电势高，故a对，b错若航天飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会产生感应电动势，故c错，d对9如图所示，用细线悬挂一个很轻的铝环，铝环可以自由摆动甲、乙两图的不同在于甲图中的铝环是完整闭合的，乙图中的铝环下端沿直径方向裂开了一个狭缝，不闭合下列实验现象中正确的是()a甲图中当磁铁向铝环靠近时，铝环后退b乙图中当磁铁向铝环靠近时，铝环后退c甲图中当磁铁离开铝环时，铝环被吸引d乙图中当磁铁离开铝环时，铝环被吸引解析：选ac.由于甲图中的铝环是完整的、闭合的，当磁铁靠近或远离它时，铝环中产生感应电流，感应电流自身产生的磁场对磁铁有排斥或吸引的力；而乙图中的铝环不闭合，不能产生感应电流，与磁铁间没有磁场力作用，铝环位置不会受磁铁运动的影响10如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间()a两小线圈会有相互靠拢的趋势b两小线圈会有相互远离的趋势c两小线圈中感应电流都沿顺时针方向d左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向解析：选bc.金属框接通电流的瞬间，两个小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，为了阻碍磁通量的增大，它们必须相互远离，选项a错误，b正确；由环形电流的磁场分布规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外，根据“增反减同”原则得，c正确，d错误三、非选择题11如图，金属环a用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片p向左移动，则金属环a将向_(填“左”或“右”)运动，并有_(填“收缩”或“扩张”)趋势解析：p向左移动，螺线管中的电流增大，环中磁通量增大，由楞次定律“阻碍”的含义可知，环a向左移动，且有收缩趋势答案：左收缩12.如图所示，试探究在以下四种情况中小磁针n极的偏转方向(1)开关s闭合时；(2)开关s闭合后；(3)开关s闭合后，调节滑动变阻器使电流增强；(4)开关s断开时解析：开关s闭合时，左边线圈的电流及磁场情况和穿过右边线圈磁通量方向如图所示(1)s闭合时，穿过右边线圈的磁通量增强，由楞次定律可知，感应电流ba，再由安培定则可知，n极向纸面外偏转(2)s闭合后，穿过右边线圈的磁通量不变，不产生感应电流，小磁针不偏转(3)此种情况同(1)现象相同，即n极向纸面外偏转(4)此种情况与(1)现象相反，即n极向纸面里偏转答案：见解析(b)一、单项选择题1.如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从正上方下落至1的正下方过程中，从上往下看线圈2中的感应电流应为()a无感应电流b有顺时针方向的感应电流c先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流d先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流解析：选c.由安培定则可知通电线圈1产生的磁场方向自下而上穿过线圈1所包围的空间当线圈2从正上方下落至与线圈1所在平面平行的位置时，穿过线圈2的磁通量向上增加，根据楞次定律的“增反”可知，线圈2中感应电流产生的磁场方向向下，应用安培定则可以判断出感应电流的方向为顺时针(俯视)；当线圈2从与线圈1所在平面平行的位置继续下落至正下方时，穿过线圈2的磁通量向上减少，根据楞次定律的“减同”可知，线圈2中感应电流产生的磁场方向向上，应用安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针(俯视)，故选项c正确2.如图所示，一线圈用细杆悬于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、时(位置正好是细杆竖直位置)，线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()a、位置均是顺时针方向b、位置均是逆时针方向c位置是顺时针方向，位置为零，位置是逆时针方向d位置是逆时针方向，位置为零，位置是顺时针方向解析：选d.线圈由初始位置向位置运动过程中，沿磁场方向的磁通量逐渐增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，从右向左穿过线圈，根据安培定则，位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向；在位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大，由位置向位置方向运动时，向右穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向右，阻碍它的减少，根据安培定则可判定位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向，且知位置时感应电流为零故选d.3环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示若磁感应强度b随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是()a大小恒定，逆时针方向b大小恒定，顺时针方向c大小逐渐增加，顺时针方向d大小逐渐减小，逆时针方向解析：选a.由题图乙可知，第2 s内为定值，由es知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定第2 s内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，a项正确4.如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离()解析：选a.由楞次定律的运动学描述“来拒去留”可知，要使铝框向左远离，则螺线管中应产生增大的磁场；而螺线管中的磁场是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应增大，故有a符合，b、c、d不符合5.如图所示，一条形磁铁，从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做()a减速运动b匀速运动c自由落体运动d非匀变速运动解析：选c.因为线圈采用双线绕成，所以当条形磁铁在穿过线圈过程中，线圈中不会产生感应电流，所以磁铁下落过程中不受磁场力的作用，故磁铁做自由落体运动，选项c正确6如图甲所示，圆形线圈m的匝数为50匝，它的两个端点a、b与理想电压表相连，线圈中磁场方向如图，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则a、b两点的电势高低与电压表读数为()aab，20 vbab，10 vcab，20 vdab，10 v解析：选b.由题意可知，线圈m的磁场的磁通量随时间均匀增加，则en50 v10 v；由楞次定律可知，此时感应电流的磁场与原磁场反向，由右手螺旋定则可以看出，此时a点的电势较高7如图所示，螺线管cd的导线绕向不明，当磁铁ab插入螺线管时，电路中有图示方向的电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是()ac端一定是n极bc端一定是s极cc端的极性一定与磁铁b端的极性相同d无法判断极性，因螺线管的绕法不明解析：选c.ab插入使螺线管磁通量增大引起感应电流，据楞次定律：感应电流的磁场阻碍ab插入，因此，c端极性一定和b端极性相同，以阻碍ab靠近二、多项选择题8磁场垂直穿过一个圆形线框，由于磁场的变化，在线框中产生顺时针方向的感应电流，如图所示，则以下说法正确的是()a若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在增强b若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱c若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在增强d若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱解析：选bc.所产生的感应电流为顺时针方向，由安培定则知感应电流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律中的“增反减同”可知，原因可能是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是垂直纸面向外的磁场正在增强，正确答案应选b、c.9如图所示装置中，l1、l2为闭合铁芯，cd杆原来静止当ab 杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动()a向右匀速运动b向右加速运动c向左加速运动d向左减速运动解析：选bd.ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，l1中磁通量不变，穿过l2的磁通量不变，l2中无感应电流产生，cd保持静止，a不正确；ab向右加速运动时，l2中的磁通量向下增大，l2中感应电流产生的磁场方向向上，故通过cd的电流方向向下，cd向右移动，b正确；同理得c不正确，d正确三、非选择题10为了判断线圈绕向，可将灵敏电流计g与线圈l连接，如图所示已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计g左端流入时，指针向左偏转(1)将磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时，发