2.1 楞次定律 一、选择题（共 15 题） 1．物理学家通过大量实验总结出很多物理学定律，这些定律都有适用条件，下列关于一些物理学定律的 适用条件的说法，正确的是 A．牛顿运动定律只适用于宏观物体的低速运动，我国高铁运行的速度很大，不可以应用牛顿运动定律 B．当系统内只有重力或弹簧的弹力做功时，系统的机械能守恒 C．楞次定律只适用于磁场变化的情况，对于导体切割磁感线的情况只能应用右手定则 判断感应电流的 方向 D．轻弹簧中弹力在任何情况下都可以应用胡克定律 2．图为地磁场磁感线的示意图，在南半球磁场的竖直分量向上，飞机 MH370 最后在南印度洋消失，由于 地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为 φ1，右方机翼末端处的电势为 φ2，则在南印洋上时( ) A．若飞机从西往东飞，φ1 比 φ2 高 B．若飞机从东往西飞，φ2 比 φ1 高 C．若飞机从北往南飞，φ1 比 φ2 高 D．若飞机从南往北飞，φ1 比 φ2 高 3．已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成下 图所示电路，当条形磁铁按如图所示情况运动时，以下判断不正确的是（ ） A． 图中电流表偏转方向向右 B． 图中磁铁下方的极性是 N 极 C． 图中磁铁的运动方向向下 D． 图中线圈的绕制方向与前三个相反 4．如图所示，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。 将图中开关 S 由断开状态拨至 M 端或 N 端，电路接通的瞬间，圆环都向右运动，该过程中的电磁学规律的 发现者为（　　） A．楞次 B．霍尔 C．洛伦兹 D．库仑 5．如图所示是电流表的内部结构，以下说法正确的是（　　） A．为了测量电流时更加灵敏，框架应该用塑料框 B．因为磁场是辐向磁场所以框架在转动的过程中穿过框架的磁框架通量没有改变 C．框架在转动的过程中有感应电流产生，感应电流方向与外界的电流方向相反 D．电表在运输的过程中不需要做任何的处理 6．如图所示，螺线管 B 置于闭合金属圆环 A 的轴线上，当 B 中通过的电流 I 增大时（ ） A．环 A 有缩小的趋势 B．环 A 有扩张的趋势 C．螺线管 B 没有缩短或伸长的趋势 D．螺线管 B 有伸长的趋势 7．如图所示，平行导轨 a、b 和平行导轨 c、d 在同一平面内，两导轨分别和两线圈相连接，匀强磁场的方 向垂直两导轨所在的平面.金属棒 L1 和 L2 可在两导轨上沿导轨自由滑动，棒 L2 原来静止，用外力使 L1 向左 运动，下列说法中正确的是（ ） A．当 L1 向左匀速运动时，L2 将向左运动 B．当 L1 向左匀速运动时，L2 将向右运动 C．当 L1 向左加速运动时，L2 将向左运动 D．当 L1 向左加速运动时，L2 将向右运动 8．如图，两端封闭、抽成真空的铜管竖直放置，一个柱形强磁体、一个塑料锤和一根羽毛同时从铜管顶 端自由下落。下列说法正确的是（　　） A．羽毛下落的时间最长 B．磁体下落的时间最长 C．塑料锤下落的时间最长 D．三个物体下落的时间一样 9．如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用绝缘 丝线悬挂于 O 点，将圆环拉至位置 a 后无初速释放，圆环向右运动的最高位置为 b，则圆环从 a 摆向 b 的过 程中，下列说法正确的是： （ ） A．圆环全部在左侧磁场时没有感应电流，只有在通过中轴线时才有 B．感应电流方向改变两次 C．感应电流方向先逆时针后顺时针 D．圆环圆心在中轴线时，通过圆环的磁通量的变化率为 0 10．如图所示， ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动过程中，线圈 ab 将（　　） A．顺时针转动 B．逆时针转动 C．静止不动 D．因电源极性不明无法确定转动方向 11．如图所示，AOC 是光滑的金属轨道，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，PQ 是一根金属直杆如图所示 立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中 Q 端始终在 OC 上，空间存在着 垂直于纸面向外的匀强磁场，则在 PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　　） A．感应电流的方向始终是由 P→Q B．感应电流的方向始终是由 Q→P C．PQ 受磁场力的方向垂直杆向左 D．PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右 12．两条相互平行的光滑金属导轨，距离为 L，电阻不计。导轨内有一与水平面垂直向里的匀强磁场，导 轨左侧接电容器 C，电阻 R1 和 R2，如图所示。垂直导轨且与导轨接触良好的金属杆 AB 以一定的速度向右 匀速运动，某时刻开始做匀减速运动至速度为零后反向匀加速运动。在金属杆变速运动的过程中，下列说 法正确的是（　　） A．R1 中无电流通过 B．R1 中电流一直从 e 流向 a C．R2 中电流一直从 a 流向 b D．R2 中电流先从 b 流向 a，后从 a 流向 b 13．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形线圈，其转动轴是它的一个对称轴 OO´。开始时线圈中未通电， 处于图中实线所处位置。通电后短时间后线圈（从上向下看）顺时针转动了一个小角度经过图中虚线所示 位置。下列说法中正确的是（　　） A．线圈中所通电流方向是逆时针方向 B．线圈中所通电流方向是顺时针方向 C．在实线位置，通电瞬间线圈的四条边都受到安培力作用 D．在虚线位置，线圈只有两条边受到安培力作用 14．两个完全相同的磁电式灵敏电流表连接如图所示，当把电流表甲的指针向右拨动时，下列说法正确的 是（　　） A．电流表乙的指针摆动方向向右，两电流表中电流方向相同 B．电流表乙的指针摆动方向向右，两电流表中电流方向相反 C．电流表乙的指针摆动方向向左，两电流表中电流方向相同 D．电流表乙的指针摆动方向向左，两电流表中电流方向相反 15．如图甲所示，两个闭合圆形线圈 A、B 的圆心重合，放在同一水平面内，线圈 A 中通以如图乙所示的 变化电流，设 t=0 时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈 B 的电流方向和所受安培力产生的效 果，下列说法中正确的是（　　） A．在 0<t<t1 时间内，有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 B．在 0<t<t1 时间内，有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 C．在 t1<t<t2 时间内，有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 D．在 t1<t<t2 时间内，有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 二、填空题 16．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向_________，导体棒克 服_________做功，把其他形式的能转化为电能。 17．把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所 受的拉力与铅球不在线圈上方时比较： (1)当滑动变阻器的滑片向右移动时，拉力__________． (2)当滑片向左移动时，拉力______________． (3)当滑片不动时，拉力____________．(填“变大”、“不变”或“变小”) 18．如图所示，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转 时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张趋势，由此可知，圆环 a_____时针_____ 速旋转（填 “顺”或“逆”、“加”或“减”） 19．如图所示是继电器的原理图，A 为常闭触点，B 为常开触点，当在接线柱 2、3 间通入一定的电流时， 电磁铁便使衔铁 P 脱离 A 而与 B 接触，从而达到控制电路的目的.接线柱______________与有电源的热敏电 阻串联.接线柱___________与外电路串联，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制.若要 求切断此电路的同时接通另一个外电路，则需要接通的电路应连在____________两个接线柱上. 三、解答题 20．如图所示，水平放置一个有铁芯的螺线管，在螺线管的一端悬挂着一个轻小的闭合导电线圈，问：闭 合开关 S 的瞬间，轻小的闭合导电线圈将怎样运动？ 21．简要说明楞次定律是能量守恒定律的表现？ 22．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 匀速通过磁场区域，如图所示，从 ab 边进入磁场开始计时。 （1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像； （2）从进入到穿出磁场的过程中，请分析线框中产生感应电流的情况。 23．如图所示，有一个导电线圈从条形磁铁正上方下落，依次经过 a、b、c 三个位置。请用楞次定律判 断，在经过 a、b、c 三个位置时线圈中感应电流的方向。 参考答案 1．B2．B3．C4．A5．C6．B7．C8．B9．B10．A11．D12．B13．B14．B15．D 安培力 16．相反 17．变小 ；变大；不变 18．逆 加 19．2，3 1，5 1，4 20．将向远离螺线管的方向摆动 21．能量守恒定律是自然界普遍的规律，楞次定律中感应电动势的后果总是和引起感应电流的原因相对抗 或阻碍，而这种对抗或阻碍的作用是把其他形式的能量转化为感应电流所在回路中的电能，之后电能又转 化为内能。在电磁感应这种能量转化过程中，总的能量是守恒的，楞次定律的意义在于它是能量的转化和 守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，所以楞次定律的本质是能量守恒定律。 22．（1） ；（2）线框进入磁场阶段，线框中产生逆时针方向的感 应电流；线框在磁场中运动阶段，无感应电流产生；线框离开磁场阶段，线框中产生顺时针方向的感应电 流。 23．在 a 位置，条形磁铁的磁场方向向上，导电线圈经过 a 位置瞬间，穿过线圈的磁通量在增大，根据楞 次定律，导电线圈中感应电流产生的磁场方向应向下；用右手螺旋定则判断出，在该位置导电线圈中的感 应电流从上往下看是顺时针方向； 导电线圈经过 b 位置瞬间，因该位置各点的磁场方向平行，穿过线圈的磁通量无变化，故线圈中无感应电 流产生； 在 c 位置，条形磁铁的磁场方向向上，导电线圈经过 c 位置瞬间，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定 律，导电线圈中感应电流产生的磁场方向应向上；用右手螺旋定则判断出，在该位置导电线圈中的感应电 流从上往下看是逆时针方向。