2.1 楞次定律 一、单选题 1．长沙磁悬浮中低速城市轨道交通线路是中国首条拥有完全自主知识产权的磁浮铁路， 全长 18.75km，设计时速 100km/h。小明学习了电磁感应的知识后对磁悬浮列车产生了 很大的兴趣，他特意去长沙体验乘坐了磁悬浮列车。回家后，他查找了相关资料并和 同学一起设计了一个磁悬浮实验，他找来了一个金属圆盘，用绝缘细线系在圆盘中心 把它水平吊起来，再在圆盘下放置一螺线管，调整至细线、圆盘中心轴线、螺线管中 心轴线共线（如图甲所示），规定图中螺线管中通的电流方向为正方向，他们给螺线 管通以图乙所示的电流，并对金属圆盘何时能产生磁悬浮效应有不同的看法，其中正 确的是（　　） A．t1 时刻金属圆盘受向上的磁“浮力” B．t2 时刻金属圆盘受向上的磁“浮力” C．t3 时刻金属圆盘受向上的磁“浮力” D．t4 时刻金属圆盘受向上的磁“浮力” 2．如图所示，A、B 是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向 都相同．一个矩形闭合金属线圈 abcd 与 A、B 在同一平面内，并且 ab 边保持与通电导 线平行．线圈从图中的位置 1 匀速向左移动，经过位置 2，最后到位置 3，其中位置 2 恰在 A、B 的正中间．则下列说法中正确的是（　　） A．在位置 2 时，穿过线圈的磁通量为零 B．在位置 2 时，穿过线圈的磁通量的变化率为零 C．从位置 1 到位置 3 的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化 D．从位置 1 到位置 3 的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向先向右后向左 3．如图所示，线圈 M 与电源 E 、开关 S ，滑动变阻器 R 相连，线圈 N 与灵敏电流计 G 相连，线圈 M 与线圈 N 绕在同一铁芯上。已知灵敏电流计 G 的指针向电流流入一侧偏 转，则下列操作可以使电流计 G 的指针向“+”接线柱偏转的是（　　） A．闭合开关 S 瞬间 B．保持 S 断开，将滑动变阻器 R 向右移 C．保持 S 闭合，将滑动变阻器 R 向右移 D．保持 S 闭合，将滑动变阻器 R 向左移 4．如图所示，光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以 大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流 同时增加，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A．线圈 1 B．线圈 2 C．线圈 3 D．线圈 4 5．如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在表面由非磁性材料制成的电子秤上，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 插入圆筒且未碰到电子秤表面的过程，下列说法正确的是（　　） A．磁铁的加速度恒定 B．磁铁的机械能减小 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减小 6．如图，圆环形导体线圈 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 b 与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。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 中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B．线圈 a 对水平桌面的压力 F 不变 C．穿过线圈 a 的磁通量减小 D．线圈 a 有收缩的趋势 7．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度 B1 和 B2 大小相等、方向相反，金属圆环的直 径与两磁场的水平边界重合，某时刻保持两磁场方向不变，增大 圆环中（ ） B1 的同时减小 B2 ，则 A．有可能不产生感应电流 B．产生顺时针方向的感应电流 C．产生逆时针方向的感应电流 D．条件不足无法判断 8．如图所示，条形磁铁从高 h 处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关 S 断 开时，条形磁铁落地用时 t1，落地时速度为 v1；开关 S 闭合时，条形磁铁落地用时 t2， 落地时速度为 v2.则它们的大小关系正确的是 （　　） A．t1＞t2，v1＞v2 B．t1＝t2，v1＝v2 C．t1＜t2，v1＜v2 D．t1＜t2，v1＞v2 9．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图所示，在固定线 圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜 的电阻率较小，则合上开关 S 的瞬间（　　） A．两个金属环都向左运动 B．两个金属环都向右运动 C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 10．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的条形磁铁。当一水平线圈从磁铁上方 附近沿直线 AB 快速经过时，若磁铁始终不动，关于线圈中电流方向正确判断的是（从 上往下看）（　　） A．一直是逆时针 B．一直是顺时针 C．先逆时针，后顺时针 D．先顺时针，后逆时针 二、多选题 11．关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量 B．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 D．当导体切割磁感线运动时，只能用安培定则确定感应电流的方向 12．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流 I，矩形线框与导线在同一竖直平面内， 且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量逐渐变小 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 13．如图所示，电阻为 R 的长直螺线管两端通过电阻可忽略的导线相连接。一个质量 为 m 的小条形磁铁从静止开始落入其中，经过一段距离后以速度 v 做匀速运动。假设 小磁铁在下落过程中始终沿螺线管的轴线运动且无翻转，则（　　） A．小磁铁的磁性越强，小磁铁最后做匀速运动的速度 v 就越小 B．螺线管的电阻 R 越大，小磁铁最后做匀速运动的速度 v 就越小 C．小磁铁做匀速运动时，由于回路中的磁通量没有变化，因此在回路中没有感应电流 产生 D．小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电流 I= mgv R 14．如图所示，A 为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着正电荷，在 A 的正上 方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环 B，使 B 的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木 盘 A 的轴线 OO'重合。现使胶木盘 A 由静止开始绕其轴线 OO'按箭头所示方向加速转 动，则（　　） A．丝线受到的拉力减小 B．金属环 B 中产生顺时针方向（俯视）的电流 C．金属环 B 的面积有扩大的趋势 D．如果胶木盘 A 开始匀速转动，此后金丝线受到的拉力不变 三、填空题 15．如图，铝环 A 用轻线静止悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若突然闭合 电键 S，则铝环 A 将________（填“向左”或“向右”或“不”）摆动，并有________（填“收 缩”或“扩张”）趋势。 16．如图为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，产生电磁感应现象的是_________ __（填“A”或“B”）线圈。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向为___________ （填“D 到 C”或“C 到 D”）。 17．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的 导体棒 AB 和 CD 可以在导轨上自由滑动。当 AB 在外力 F 的作用下水平向右运动时， 导体棒 CD 中感应电流的方向为_______,它会向_______运动。 参考答案： 1．A 【解析】 【详解】 A．t1 时刻螺线管中电流均匀增大，由安培定则可知，从下向上穿过金属圆盘的磁通量均匀 增大，由楞次定律可知，金属圆盘此时有向上运动的趋势，受到向上的磁“浮力”，A 正确； B．t2 时刻螺线管中电流不变，因而穿过金属圆盘的磁通量不变，没有感应电流产生，所以 也没有磁“浮力”，B 错误； CD．t3 时刻到 t4 时刻，螺线管中电流减小，因而穿过金属圆盘的磁通量减小，由楞次定律 可知，圆盘有向下运动的趋势，即受到向下的“拉力”，CD 错误。 故选 A。 2．A 【解析】 【详解】 AB．磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数，故在位置 2，A 导线在线圈中的磁场方向向 里，B 导线在线圈中的磁场方向向外，则线圈的磁通量为 0，但磁通量的变化率不为 0，A 正确，B 错误； C．1→2，磁通量向外减小，感应电流为逆时针方向，2→3，磁通量向里增大，感应电流 仍为逆时针方向，C 错误； D．由楞次定律知，线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动，方向总是向右，D 错误． 故选 A。 3．C 【解析】 【详解】 A．由安培定则知，闭合开关 S 瞬间，线圈 M 在其内部产生向左的磁感线，通过铁芯，通 过线圈 N 的磁感线向左增加，由楞次定律知感应电流磁场向右，通过电流计的电流为从左 到右，则电流计指针向“-”接线柱偏转，故 A 错误； B．保持 S 断开，将滑动变阻器 R 向右移，线圈 M 中没有电流，没有磁感线通过铁芯，电 流计不偏转，故 B 错误； C．保持 S 闭合，将滑动变阻器 R 向右移，R 接入电路电阻增大，通过线圈 M 的电流减小， 铁芯中向左的磁感线数量减少，由“增反减同”知线圈 N 中感应磁场方向向左，则通过电流 计的电流为从右到左，则电流计指针向“+”接线柱偏转，故 C 正确； D．由 C 中分析可知，R 向左移，出现的现象与 C 完全相反，结果电流计指针会向“-”接线 柱偏转，故 D 错误。 故选 C。 4．D 【解析】 【详解】 AC．结合安培定则和磁场的矢量叠加可分析出，线圈 1、3 内的磁通量为零，当导线中电 流增大时，线圈 1、3 内的磁通量仍为零，故无感应电流产生，故 AC 错误； B．同理知线圈 2 内的磁场垂直纸面向外，当导线中电流增大时，线圈 2 内的磁通量垂直纸 面向外增加，根据楞次定律可得线圈 2 中会产生顺时针方向的感应电流，故 B 错误； D．同理知线圈 4 内的磁场垂直纸面向里，当导线中电流增大时，线圈 4 内的磁通量垂直纸 面向里增加，根据楞次定律可得线圈 4 中会产生逆时针方向的感应电流，故 D 正确。 故选 D。 5．B 【解析】 【详解】 A．根据来拒去留，磁铁所受的磁场力是斥力，因为磁铁加速下落，斥力的大小是变化的， 所以磁铁的加速度是变化的，A 错误； B．斥力对磁铁做负功，磁铁的机械能减小，B 正确； C．线圈所在处的磁场方向向下并且增大，根据增反减同，感应电流的磁场向上，根据安 培定则，线圈中产生逆时针的感应电流，通过电阻的电流方向与如图中箭头所示的方向相 反，C 错误； D．根据牛顿第三定律，磁铁对线圈的磁场力向下，与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数 增大，D 错误