2.1 楞次定律 课后提升 2021—2022 学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二 册 一、单选题 1．某科学兴趣小组发明的一种新式弹簧阻尼减震装置原理图如图所示。弹簧上端固定， 下端悬挂一个条形磁铁。距条形磁铁下端某位置处放一个固定的闭合金属线圈，现让 磁铁从某一高度下落，磁铁上下振动时穿过闭合金属线圈。则磁铁上下振动的过程中， 下列说法正确的是（ ） A．穿过线圈的磁通量不变 B．线圈中会产生感应电流 C．磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒 D．其他条件不变，如果线圈不闭合，磁 铁从开始运动到停下来的时间变短 2．如图所示，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，下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈 a 的磁通量变小 B．线圈 a 有收缩的趋势 C．线圈 a 对水平桌面的压力 FN 将减小 D．线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感 应电流 3．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以某一速度水 平抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，下列说法正确的是（　 ） A．金属棒 a 端的电势高于 b 端的电势 B．金属棒 a 端的电势低于 b 端的电势 C．金属棒中有 a 到 b 的感应电流 D．金属棒中有 b 到 a 的感应电流 4．如图所示，螺线管导线的两端与平行金属板相接，一个带正电的小球用绝缘细线悬 挂在两金属板间，并处于静止状态。若使一条形磁铁从左向右靠近螺线管，则（　 　） A．小球向右摆动 B．小球向左摆动 C．小球向前摆动 D．小球保持静止 5．如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在 x 轴 上且长为 2L ，高为 L。纸面内直角边长均为 L 的直角三角形导线框 ABC 沿 x 轴正方向 做匀速直线运动穿过磁场区域，在 t  0 时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向 为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流跟导线框所 走位移的关系图像（ i  x 图像）和导线框受到的安培力大小跟导线框所走位移的关系 图像（ F  x 图像）的是（ ） A． B． C． D． 6．如图，在水平光滑桌面上，两相同的圆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，下列说法正确的是（　　） 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逆时针方向 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 7．图为一种延时继电器示意图，铁芯上有两个线圈 A 和 B。线圈 A 与电源连接，线 圈 B 与电流计构成一个回路，开关闭合后，铁芯将衔铁 D 吸下，电路稳定后断开开关 S 瞬间（　　） A．弹簧 K 立即将衔铁拉离触头 C B．线圈 A 发生自感现象，产生磁场使衔铁不会被立即拉离触头 C C．线圈 B 发生电磁感应现象，产生磁场使衔铁不会被立即拉离触头 C D．电流计指针发生偏转，自由电子从 b 到 a 通过电流计 8．如图所示，A、B 都是铝环，A 环闭合，B 环有缺口，两者固定在横梁两端，横梁 可绕中间支点转动。某同学用条形磁铁的一个磁极靠近或远离静止的 A、B 环，观察 到不同现象。下列推断正确的是（　　） A．N 极远离 A 环时，A 环被吸引是由于 A 环被磁化 B．S 极靠近 A 环时，A 环产生顺时针方向的电流 C．N 极靠近 B 环时，B 环不动，是因为 B 环内磁通量不发生变化 D．S 极远离 B 环时，B 环不动，是因为 B 环没有产生感应电动势 二、多选题 9．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，t=0 时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在 t1～t2 的 时间内，对于线圈 B，下列说法中正确的（　　） A．线圈 B 内有顺时针方向的电流 B．线圈 B 内有逆时针方向的电流 C．线圈 B 有扩张的趋势 D．线圈 B 有收缩的趋势 10．一轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端连接一条形磁铁静止，磁铁的中点位置 为 A。一圆环形导体轴线与磁铁的轴线重合，从图示位置由静止释放圆环，圆环下落 至磁铁底端的过程中，以下说法正确的是（　　） A．圆环中一直有感应电流 B．圆环下落至 A 点前，弹簧弹力大于磁 铁重力 C．圆环到达 A 点时，速度最大 D．圆环机械能减少 11．如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒 F1F2，金属棒两端点 F1、F2 刚好是绝缘 椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外，一根金属丝绕过绝缘笔 P 与 F1、F2 相接，金属丝处于拉直状态，且绝缘笔刚好能沿椭圆轨道运动。在绝缘笔沿椭圆轨道 从 A 到 B 带动金属丝运动过程中，关于金属棒和金属丝说法正确的是（　　） A．感应电流方向始终是 F2→F1→P→F2 B．感应电流方向先是 F2→F1→P→F2，后变为 F1→F2→P→F1 C．金属丝始终有扩张趋势 D．金属棒所受安培力方向先向上，后向下 12．研究发现，通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度与电流成正比、与距导 线的距离成反比。如图所示，长直导线 MN 中通有竖直向上的电流 I，其右侧有一个矩 形线框 ABCD ，线框与导线始终在同一个平面内，下列说法正确的是（　　） A．若 I 恒定，线框向上平动时，则线框中产生 A � B � C � D � A 方向的感应电流 B．若 I 恒定，线框向右平动时，则线框中产生 A � B � C � D � A 方向的感应电流 C．若线框固定， MN 中的电流增大，则线框中产生 A � B � C � D � A 方向的感应 电流 D．若线框固定， MN 中的电流减小，则线框中产生 A � B � C � D � A 方向的感应 电流 三、填空题 13．有一电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转；现把它 与一个线圈串联，试就如图中各图指出： （1）图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为________.（填“偏向正极”或“偏向负极”） （2）图乙中磁铁下方的极性是______.（填“N 极”或“S 极”） （3）图丙中磁铁的运动方向是______.（填“向上”或“向下”） （4）图丁中线圈从上向下看电流方向是________.（填“顺时针”或“逆时针”） 14．实验：探究感应电流产生的条件 探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时， 无论磁场多强，闭合电路中都______电流，当导体 ab 做______运动时，闭合回路中有 电流产生。 探究二：如图乙，当螺线管 A 的电流不变时，螺线管 B 所在的回路中没有电流产生； 当螺线管 A 的电流______时，螺线管 B 所在回路中就有了电流。 四、解答题 15．月球探测器在月面实现软着陆是非常困难的，为此科学家们在实验探索过程中设 计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。该装置的主要部件有两部分：①缓冲 滑块，它由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈 abcd，指示灯连接 在 cd 两处；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道 MN、PQ 和超导线圈（图中未画 出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触仿 真水平月面时，滑块立即停止运动。 （1）请运用已学知识分析该装置是如何实现缓冲的； （2）简要阐述该装置在缓冲过程中能量是如何转化的。 16．如图所示，在一枚长铁钉上用漆包线绕上 A 和 B 两个线圈，将线圈 B 的两端接在 一起，并把 CD 段漆包线拉直置于自制的小磁针上方。试判断在用干电池给线圈 A 通 电的瞬间，小磁针偏转的方向。做一下这个实验，看看你的判断与实验结果是否一致。 17．1831 年 10 月 28 日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲）。 它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。据说，在法拉第表 演他的圆盘发电机时，一位贵妇人问道：“法拉第先生，这东西有什么用呢？”法拉第答 道：“夫人，一个刚刚出生的婴儿有什么用呢？”图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘 安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、D 分别与转动轴和 铜盘的边缘接触。使铜盘转动，电阻 R 中就有电流通过。 （1）说明圆盘发电机的原理。 （2）圆盘如图示方向转动，请判断通过 R 的电流方向。 18．如图所示，导体棒 ab 向右做切割磁感线运动。 （1）请用楞次定律判断感应电流的方向。 （2）感应电流 I 的方向、原磁场 B 的方向、导体棒运动的速度 v 的方向三者之间什么 关系？根据课本 P27 右手定则，自己试着做一做。 参考答案 1．B 2．B 3．B 4．A 5．A 6．B 7．C 8．B 9．AC 10．BD 11．BD 12．BD 13．偏向正极 14．没有 S极 切割磁感线 向上 顺时针 变化 15．（1）缓冲滑块接触仿真水平月面时，滑块立即停止运动，此后探测器主体继续向下 运动，矩形线圈将切割超导线圈产生的磁感线而产生感应电流，同时感应电流受到磁场的 安培力作用，该安培力的方向与运动方向相反，从而阻碍探测器主体向下运动，起到缓冲 的作用； （2）该装置在缓冲过程中探测器主体的机械能转化为线圈的电能。 16．由图可知，电池的左侧为正极，干电池通电的瞬间，线圈 A 产生的磁场的方向向左， 根据楞次定律，线圈 B 中产生电流，电流的方向由 C 到 D，根据安培定则，CD 导线下方 的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针 S 极向纸外偏转，N 极向纸内偏转。 17．（1）圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐 条都做切割磁力线的运动。辐条和外电路中的电阻恰好构成闭合电路，电路中便有电流产 生了，随着圆盘的不断旋转，总有一些半径做切割磁感线的运动，因此外电路中便有了持 续不断的电流 ；（2） a � b 18．（1）感应电流的方向为 a→d→c→b→a；（2）满足右手定则