2024-2025高中物理人教版必修专题4.3楞次定律同步练习(解析版)02 02

4.3楞次定律同步练习
一、单选题
1．（2023·全国·高二课时练习）如图所示，光滑的水平桌面上放着a和b两个完全相同的金属环。

如果一条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环，则（）
A．a、b两环均静止不动B．a、b两环互相靠近
C．a、b两环互相远离D．a、b两环均向上跳起
【答案】C
【详解】
当条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时，两环中的磁通量增大，根据楞次定律可知两环中的感应电流将阻碍这种变化，于是相互远离。

故选C。

2．（2023·河北·石家庄二中高二期中）如图所示，a和c是两闭合的金属线圈，b为通电线圈，由于b线圈中电流变化，a上产生顺时针方向的感应电流，下列说法正确的是（）
A．c上的感应电流方向一定是顺时针方向
B．c上可以没有感应电流
C．c上的感应电流可能是逆时针方向
D．b上的电流方向一定是逆时针方向
【答案】A
【详解】
ABC．由于b中电流变化一定会引其c中所包围的磁通量变化，故c中一定有感应电流；因a中电流为顺时针，而c中磁通量的变化一定与a中磁通量变化情况相同，因此c中电流一定为顺时针方向，故A正确，BC错误；D．a中电流为顺时针，感应电流的磁场方向向里，则根据楞次定律可知，b中电流可能是顺时针减小或逆时针增大，故D错误；
故选A。

3．（2023·全国·高二课时练习）如图所示，在某节实验课上，李老师把一个带有长铁芯的导电线圈L、开关S和电源用导线连接起来，并将一金属套环套过线圈L的铁芯后放在线圈上方。

闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。

某同学另找来器材再做此实验。

他连接好电路，经重复试验，导电线圈上的套环均未动。

对比李老师演示的实验，下列四个说法中，导致套环未动的原因可能是（）
A．导电线圈接在了直流电源上B．电源电压过高
C．所选导电线圈的匝数太多D．所用套环的材料与李老师的不同
【答案】D
【详解】
A．导电线圈接在了直流电源上，在闭合S的一瞬间，通过套环的磁通量也会瞬间增大从而使套环跳起，故A不符合题意；
BC．电源电压过高和所选导电线圈的匝数太多，线圈L产生的磁场强度都会增大，理论上应使套环跳起得更高，故BC不符合题意；
D．所用套环的材料与李老师的不同，即有可能选用了绝缘体制作的套环，或者材料密度较大的套环，前者是由于套环中不会产生感应电流而不跳起，后者是因为套环质量较大，以至于感应电流的阻碍作用不足以将套环托起，故D符合题意。

故选D。

4．（2023·全国·高二课时练习）为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（电流测量记录仪未画出）。

当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。

若俯视轨道平面时强磁体的磁场垂直地面向里（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为（）
A．始终沿逆时针方向B．先沿顺时针，再沿逆时针方向
C．先沿逆时针，再沿顺时针方向D．始终沿顺时针方向
【答案】C
【详解】
列车上强磁体的磁场方向垂直地面向里，在列车经过线圈的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先沿逆时针，再沿顺时针方向，ABD错误，C正确。

故选C。

5．（2023·全国·高二课时练习）如图所示是动圈式麦克风的示意简图，磁体固定在适当的位置，线圈与一个膜片连接，声波传播时可使膜片左右移动，从而引起线圈运动产生感应电流。

则线圈（）
A．向右移动时，感应电流从a流向b
B．向左移动时，感应电流从b流向a
C．先向右移动后向左移动时，感应电流一直从a流向b
D．先向右移动后向左移动时，感应电流先从b流向a再从a流向b
【答案】D
【详解】
由图可知，线圈中原磁场方向向右；当线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向左，由安培定则可知感应电流方向从b流向a；当线圈向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向右，由安培定则可知感应电流从a流向b。

故选D。

6．（2023·全国·高二课时练习）如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁体从高处加速下落接近回路时（）
A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q将互相远离
C．磁体的加速度一定大于g
D．磁体的加速度仍等于g
【答案】A
【详解】
AB．当条形磁体从上到下接近闭合回路时，穿过回路的磁通量在不断增加。

根据楞次定律可知，感应电流所产生的效果总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化——增加，阻碍磁通量增加可以通过减小回路的面积来实现，故P、Q将互相靠拢，A正确，B错误；
CD．为了反抗磁体下落时磁通量的增加，根据“来拒去留”可知，感应电流的磁场给条形磁体一个向上阻碍其下落的阻力，使磁体下落的加速度小于g，C、D错误。

故选A。

7．（2023·全国·高二课时练习）下列各图中的导体棒是闭合回路的一部分，图中分别标出了导体棒的速度方向、磁场方向和棒中感应电流的方向，其中三者关系正确的是（）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】
根据右手定则，伸开右手，让磁感线穿过掌心，大拇指指向导体棒运动方向，可判断感应电流的方向。

A中感应电流应沿导体棒向里，B中感应电流应沿导体棒向外，C中感应电流应沿导体棒向右，D中导体棒运动时不切割磁感线，无感应电流产生，ACD错误，B正确。

故选B。

8．（2023·全国·高二课时练习）如图甲所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q ，P 和Q 共轴，Q 中通有变化的电流i ，电流随时间变化的规律如图乙所示，t 1时刻电流方向如图甲中箭头所示。

P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为F N ，则（ ）
A ．t 1时刻F N ＞G ，P 有收缩的趋势
B ．t 2时刻F N ＝G ，此时穿过P 的磁通量为0
C ．t 3时刻F N ＝G ，此时P 中无感应电流
D ．t 4时刻F N ＜G ，此时穿过P 的磁通量最小
【答案】A
【详解】
A ．t 1时刻，螺线管中电流增大，其形成的磁场不断增强，因此线圈P 中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P 将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离螺线管和面积收缩的趋势，即N F G >。

A 正确；
B ．t 2时刻，螺线管中电流不变，其形成的磁场不变，线圈P 中的磁通量不变，因此线圈中无感应电流产生，故t 2时刻N F G =
此时穿过P 的磁通量最大，B 错误；
C ．t 3时刻，螺线管中电流为0，但是线圈P 中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流产生，C 错误；
D ．t 4时刻，螺线管中电流不变，线圈P 中的磁通量不变，无感应电流产生，故N F G =
D 错误。

故选A 。

9．（2023·广东·广州市第五中学高二期末）如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O 点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A 、B 为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（ ）
A ．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置
B ．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C ．圆环将在磁场中不停地摆动
D ．圆环在磁场中运动时均有感应电流
【详解】
A．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；
B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故C正确；
D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。

故选C。

二、多选题
10．（2023·全国·高二课时练习）如图所示，长直导线MN中通有竖直向上的电流I，其附近有一个矩形线框ABCD，线框与导线始终在同一个平面内。

则下列说法中正确的是（）
A．若I恒定，将矩形线框向右平移，线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
B．若I恒定，将导线MN向左平移，线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
C．若使MN中的电流突然为零，线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
D．若使MN中的电流突然反向，线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
【答案】AD
【详解】
A．若I恒定，根据右手螺旋定则可知，导线右侧磁场垂直纸面向里，且离导线越远磁场越弱，将矩形线框向右平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，A正确；
B．若I恒定，将导线MN向左平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，B错误；
C．若使MN中的电流突然为零，则穿过线框的磁通量向里且减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，选项C错误；
D．若使MN中的电流突然反向，则穿过线框的磁通量由向里变为向外，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框中产生的感应电流方向是A→B→C→D→A，D正确。

11．（2023·全国·高二课时练习）下列选项表示的是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为b→a的是（）
A．B．C．D．
【答案】BCD
【详解】
A．A图，导体ab顺时针转动，运用右手定则时，让磁感线穿过掌心，拇指指向导体ab运动方向，则导体ab 上的感应电流方向为a→b，A错误；
B．B图，导体ab向纸外运动，运用右手定则时，让磁感线从掌心进入，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，B正确；
C．C图，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向为b→a→c→b，则导体ab上的感应电流方向为b→a，C正确；
D．D图，导体ab沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，D正确。

故选BCD。

12．（2023·全国·高二课时练习）如图所示，竖直向下的匀强磁场中，有一个带铜轴的铜盘，用铜刷把盘缘和轴连接，外接一电流表，当铜盘按图示方向匀速转动时，则（）
A．电流表中有a→b的电流B．电流表中有b→a的电流
C．穿过盘面的磁通量不变，不产生感应电流D．盘中有从盘边缘向盘中心的电流
【答案】BD
【详解】
题中情形可视为沿铜盘半径方向的一系列并联的细“铜棒”切割磁感线，由右手定则可知，盘中有从盘边缘向盘中心的电流，则电流表中有b→a的电流
故选BD。

13．（2024·全国·高三专题练习）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的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（）
A．向右加速运动B．向左加速运动
C．向右减速运动D．向左减速运动
【答案】BC
【详解】
根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减弱，或向下增强。

若L2中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知PQ中电流方向为Q→P且减小，根据右手定则可知PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强，根据安培定则可知PQ中电流方向为P→Q且增大，根据右手定则可知PQ向左加速运动。

故选BC。

三、实验题
14．（2023·贵州·威宁彝族回族苗族自治县第八中学高二期中）图为“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）将图中所缺的导线补接完整________；
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
①原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________（“向左偏”还是“向右偏”）；（3）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。

A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
【答案】向右偏向左偏BD
【详解】
(1)[1]电路图为
(2) ①[2]电键闭合时，电流表指针右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，电流表右偏，所以将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏。

①[3] 原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，螺线管中电流减小，磁场减弱，磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏。

(3)[4]在副线圈中磁通量发生变化时，即使副线圈不闭合，副线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势方向。

故选BD。

15．（2023·宁夏·吴忠中学高二月考）某同学使用下图所示的三组器材探究电磁感应现象。

(1)在甲图中，闭合开关S后，将滑片P向右迅速移动的过程中，线圈B中的磁通量______。

（选填“增大”或“减小”）
(2)在乙图中，将导体棒向右平移的过程中，电表指针___。

（选填“偏转”或“不偏转”）
(3)在丙图中，将条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从___（选填“正”或“负”）极接线柱流入电表。

【答案】增大偏转负
【详解】
(1)[1]在甲图中，闭合开关S后，将滑片P向右迅速移动中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变大，线圈A中电流变大，线圈A产生的磁场增强，线圈B中的磁通量增大。

(2)[2]在乙图中，将导体棒向右平移时，导体棒切割磁感线，闭合电路中有感应电流产生，电表指针偏转。

(3)[3]在丙图中，将条形磁铁S极向下插入线圈时，线圈中的磁场方向向上，磁通量增加，闭合电路中有感应电流产生，由楞次定律可知，感应电流从电表的负极接线柱流入电表。

四、解答题
16．（2023·全国·高二课时练习）如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合导电线圈保持水平地向下运动。

在B位置线圈平面与N极的磁感线正好平行。

请判断在从A位置到B位置、从B位置到C位置两个过程中，导电线圈中电流的方向。

【答案】逆时针方向（俯视），逆时针方向（俯视）
【详解】
根据条形磁铁周围的磁场分布规律可知，从A位置到B位置，穿过导电线圈的磁通量向上且减小，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针方向（俯视）；从B位置到C位置，穿过导电线圈的磁通量向下且增大，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针方向（俯视）。

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