2.1 楞次定律 一、选择题（共 14 题） 1．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 管与电源和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 中将产生俯视逆时针方向的感应电流 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 对水平桌面的压力 FN 将减小 2．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，由此可知，圆环 a 将（　　） A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转 C．逆时针匀速旋转 D．逆时针减速旋转 3．如图所示，在一条形磁铁旁有一竖直放置的金属线圈，当线圈从位置 1 竖直下落至位置 2 的过程中，从 左向右看，线圈中的感应电流的方向为（　　） A．始终顺时针 B．始终逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 4．如图所示，ef、gh 为两水平放置相互平行的金属导轨，ab、cd 为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触 良好且无摩擦。当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（　　） A．如果下端是 N 极，两棒向外运动 B．如果下端是 S 极，两棒向外运动， C．不管下端是何极性，两棒均向外相互远离 D．不管下端是何极性，两棒均相互靠近 5．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节 5 号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极， 将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁 表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动 机”，下列说法正确的是（　　） A．从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转 B．电池的输出功率大于线框转动的机械功率 C．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 D．“简易电动机”由静止到转动起来的过程中，线框中的电流增大 6．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，则下面的说法中正确的是(　　) A．在位置 2 这一时刻，穿过线圈的磁通量最大 B．在位置 2 这一时刻，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保持不变 7．如图，螺线管导线的两端与两平行金属板相连接，一个带正电的小球用绝缘丝线悬挂于两金属板间并 处于静止状态．线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，现将 s 闭合，当磁场发生变化时小球将偏 转．若磁场发生了两次变化，且第一次比第二次变化快，第一次小球的最大偏角为 偏角为 2 ，则关于小球的偏转位置和两次偏转角大小的说法正确的（ ） 1 ；第二次小球的最大 A．偏向 B 板，θ1＞θ2 B．偏向 B 板，θ1＜θ2 C．偏向 A 板，θ1＞θ2 D．偏向 A 板，θ1＜θ2 8．如图甲所示，不闭合导体环 Q 与线圈 P 共面，导体环 Q 的 a 、 b 两个端点用导线连接一个 0 刻度线在中 间的灵敏电流计 G 。当线圈 P 中通以按如图乙所示规律变化的电流时（顺时针方向为正），下列说法正确 的是（　　） A． 0 ~ t1 B． 0 ~ t1 C． t1 ~ t2 时间内，导体环 Q 中有逆时针方向的感应电流 D． t1 ~ t2 时间内，灵敏电流计中的电流方向为 b � G � a 时间内，导体环 Q 中有逆时针方向的感应电流 时间内，灵敏电流计中的电流方向为 a � G � b 9．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，当 PQ 在外力的作用下向右匀 加速运动时，MN 所做的运动情况可能是 A．向右加速运动 B．向右匀加速运动 C．向左加速运动 D．向左匀加速运动 10．如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁体。当条形磁体沿轴线竖直 向下迅速移动时，下列判断正确的是（　　） A．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大 B．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小 C．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小 D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大 11．如图，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(d>L) 的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运 动．t＝0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列 vt 图像中，可能 正确描述上述过程的是(　　) A． B． C． D． 12．如图所示，闭合正方形导线框 abcd 通过一个方向与线框平面垂直的匀强磁场区域，已知磁场区域的宽 度大于线框的边长，则关于线框中感应电流方向，下列说法中正确的是（ ）． A．从 dc 边进入磁场到 ab 边出磁场的整个过程中都是顺时针方向的 B．从 dc 边进入磁场到 ab 边出磁场的整个过程中都是逆时针方向的 C． dc 边进入磁场时逆时针方向， dc 边出磁场时顺时针方向 D． dc 边进入磁场时顺时针方向， dc 边出磁场时逆时针方向 13．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．一铜制圆环用丝线 悬挂于 O 点，将圆环拉至位置 a 后无初速释放，在圆环从 a 摆向 b 的过程中 A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流方向一直是逆时针 C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向 14．如图(a)，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺线管与导线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度 B 随时间 按图(b)所示规律变化时 A．在 t1~t2 时间内，L 有收缩趋势 B．在 t2~t3 时间内，L 有扩张趋势 C．在 t2~t3 时间内，L 内有逆时针方向的感应电流 D．在 t3~t4 时间内，L 内有顺时针方向的感应电流 二、填空题 15．如图，条形磁铁自左向右穿过一个螺线管，磁铁进入螺线管过程，流过灵敏电流计的电流方向为____ ________，磁铁穿出螺线管过程，流过电流计的电流方向为____________． 16．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是沿 AB 方向磁场在迅速________，或沿 BA 方向 磁场在迅速________． 17．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，MN 的左边有一闭合电路， 当 PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是________运动或________运动. 18．如图，边长为 l 的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，线框平面始终与 磁场方向垂直。当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为_________,产生的感应电流方向为_ ___________（选填“顺时针”或“逆时针”）。 三、综合题 19．法拉第曾制作如图甲所示的圆盘发电机。金属圆盘的一部分在 U 形磁铁的 N、S 极之间，试判断当圆 盘如图所示从上向下看逆时针旋转时，通过外电路电阻 R 上的电流方向。 20．如图所示，矩形线框 abcd 在匀强磁场中向左运动，则求 cd 边中的感应电流方向。 21．重为 G 的线圈系在一个弹簧测力计上，其下方有一通电导线，如图甲所示，导线所通过的电流如图乙 所示，它们均在同一平面内，求下列不同时刻弹簧测力计的示数与 G 的关系。 (1)在 t1 时刻； (2)在 t2 时刻； (3)在 t3 时刻。 22．如图所示，长为 L、电阻 r＝0.3Ω、质量 m＝0.1kg 的金属棒 CD 垂直跨搁在位于水平面上的两条平行 光滑金属导轨上，两导轨间距也是 L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有 R＝0.5Ω 的电 阻，量程为 0~3.0A 的电流表串接在一条导轨上，量程为 0~1.0V 的电压表接在电阻 R 的两端，垂直导轨平 面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力 F 使金属棒右移，当金属棒以 v＝2m/s 的速度在导轨平面 上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问： (1)在图中标出两块表的正负接线柱； (2)此满偏的电表是什么表？说明理由； (3)拉动金属棒的外力 F 多大？ 参考答案： 1．A 【详解】 A．由图根据右手定则可知，线圈产生向下的磁场，当滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，电阻减小，电流 增大，磁感应强度变大，因此根据楞次定律线圈中会产生阻碍磁场变大的感应电流，即将产生俯视逆时针 方向的感应电流，故选项 A 正确； B．因为滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，电阻减小，电流增大，磁感应强度变大，所以线圈中磁通量变 大，故选项 B 错误； C．因为滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，线圈中磁通量增加，因此之后线圈面积减小时才能阻碍磁通量 的增加，所以线圈 a 有收缩的趋势，故选项 C 错误； D．通过楞次定律可知线圈电流，可以将线圈等效为条形磁铁，则两磁铁都是 N 极相对，因此线圈 a 对水 平桌面的压力 FN 将增大，故选项 D 错误。 故选 A。 2．B 【详解】 AB．当带正电的绝缘圆环 a 顺时针加速旋转时，圆环 a 相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手螺 旋定则可知，其内有垂直于纸面向里的磁场，其外有垂直于纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增 大，金属圆环 b 内的合磁通量垂直纸面向里而且在增大，根据楞次定律可知，b 中感应电流产生的磁场垂 直于纸面向外，所以 b 中产生逆时针方向的感应电流，所以 A 错误，B 正确； C．逆时针匀速旋转时，穿过圆环 b 的磁通量不变，不会产生感应电流，选项 C 错误； D．圆环 a 逆时针减速旋转与顺时针加速旋转是等效的，选项 D 错误。 故选 B。 3．A 【详解】 当线圈从位置 1 竖直下落至位置 2 的过程中，穿过线圈的磁通量先逐渐减小，后反向增大，由楞次定律可 得，从左向右看，线圈中的感应电流的方向为始终顺时针，BCD 错误，A 正确。 故选 A。 4．