《第一节 楞次定律》（同步训练）高中物理选择性必修第二册-沪科版-2024-2025学年

《第一节楞次定律》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向如何？A.与原磁场方向相同B.与原磁场方向相反C.与原磁场方向无关D.其他2、如果闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线的运动，则该电路将如何响应？A.产生电动势，但不会有电流B.产生电动势和电流，并且感应电流的磁场方向与运动导体切割的磁场方向相反C.没有任何响应D.产生电动势和电流，并且感应电流的磁场方向与运动导体切割的磁场方向相同3、根据楞次定律，当回路中的磁通量发生变化时，回路产生的感应电流的方向总是：A.与原磁场方向一致B.与原磁场方向相反C.与原磁场的方向无关D.与回路初始运动状态相反4、以下哪一情况不会导致闭合回路中产生感应电流：A.线圈在磁场中沿磁场方向移动B.磁铁在闭合回路的磁场中靠近C.磁铁在闭合回路的磁场中远离D.磁场强度在闭合回路的范围内均匀变化5、根据楞次定律，感应电流的方向总是：A.与原磁场的方向相同B.与原磁场的方向相反C.与原磁场的方向无关D.与原磁场的方向相反或相同，取决于原磁场的强弱6、一个线圈在磁场中运动，若要产生感应电流，以下哪种情况是必须的：A.线圈在磁场中匀速运动B.线圈在磁场中做加速运动C.线圈在磁场中做减速运动D.线圈在磁场中静止不动7、一个闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流。根据楞次定律，下列说法正确的是（）。A、感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。B、感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。C、感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相同。D、感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向没有关系。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、题目：关于楞次定律，以下说法正确的是：A、根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。B、如果磁通量增大，感应电流的方向总是与原来磁场的方向相同。C、楞次定律只适用于顺时针方向改变的磁场。D、感应电流的方向与引起它的原磁场的方向无关。2、题目：以下关于法拉第电磁感应定律和楞次定律描述正确的有：A、法拉第电磁感应定律表达了磁通量的变化和感应电动势之间的关系。B、楞次定律揭示了感应电流总是阻碍原磁场变化的原因。C、当磁场穿过一个闭合电路时，若磁场强度增加，则感应电动势的大小也相应增加。D、法拉第电磁感应定律和楞次定律是互相独立的。3、在以下情况中，哪些现象符合楞次定律？A、电路中的电流增大时，线圈的感应电流方向与电流增大的方向相同。B、当磁铁靠近闭合线圈时，线圈中的感应电流产生的磁场方向与磁铁靠近时的磁场方向相反。C、闭合线圈在变化的磁场中运动时，线圈中的感应电流方向总是阻碍线圈的运动。D、电感线圈中的电流减小，电感线圈产生的电动势使电流的方向不变。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题干：一个闭合线圈放置在匀强磁场中，磁感应强度为B，线圈平面与磁场方向垂直。现将线圈以速度v沿磁场方向平移，试分析线圈中的感应电动势的大小和方向。解答案：线圈中的感应电动势大小为E=Bvl，感应电动势的方向垂直于线圈平面，遵循右手螺旋定则。解析：磁场中导体的运动会产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小E与磁通量变化率成正比。在本题中，线圈在匀强磁场中以速度v沿磁场方向平移，没有改变线圈与其他导体之间的相对运动状态，因此磁通量没有发生变化。由于没有磁通量的变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中不会产生感应电动势。因此，正确答案为“线圈中的感应电动势大小为零”。原答案存在错误，此处进行更正。第二题题目：一根导线框放在均匀磁场中，磁场方向垂直于导线框平面。现在，将导线框以恒定速度垂直于磁场方向向右平移时，该导线框会产生感应电动势及感应电流。试解释电磁感应现象中产生的电动势如何作用在导线框中，以及这个电动势的方向如何决定（使用楞次定律）。第三题题目：电路中有一磁通量随时间变化的线圈，下列说法正确的是（

）A.线圈产生的感应电流方向取决于线圈切割磁感线的方向B.线圈中磁通量增加时，感应电流与磁场方向相同C.线圈中磁通量减少时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同D.线圈的磁场变化越快，感应电流越大，但方向不一定改变第四题题目：一闭合线圈在磁场中以一定的速度从磁场外部垂直于磁场方向进入磁场内部，磁场方向与线圈平面垂直。已知线圈平面与磁场方向的夹角为θ，磁场强度为B，线圈的面积为S，线圈的电阻为R。求：（1）线圈在进入磁场过程中，感应电流的方向；（2）线圈完全进入磁场后，通过线圈的磁通量变化量ΔΦ；（3）线圈进入磁场过程中的平均感应电动势E。第五题题目：一个线圈水平放置在磁铁附近，磁铁从上方垂直向下移动，穿过线圈。磁铁的运动方向与线圈平面垂直。给出该过程中的磁场变化情况，并应用楞次定律分析线圈中产生的感应电流的方向。《第一节楞次定律》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向如何？A.与原磁场方向相同B.与原磁场方向相反C.与原磁场方向无关D.其他答案：B解析：根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向总是要阻碍原磁场的变化。因此，当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。2、如果闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线的运动，则该电路将如何响应？A.产生电动势，但不会有电流B.产生电动势和电流，并且感应电流的磁场方向与运动导体切割的磁场方向相反C.没有任何响应D.产生电动势和电流，并且感应电流的磁场方向与运动导体切割的磁场方向相同答案：B解析：根据法拉第电磁感应定律，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线的运动时会产生电动势，进而产生电流。同时，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向要阻碍原磁场的变化，故感应电流的磁场方向与运动导体切割的磁场方向相反。3、根据楞次定律，当回路中的磁通量发生变化时，回路产生的感应电流的方向总是：A.与原磁场方向一致B.与原磁场方向相反C.与原磁场的方向无关D.与回路初始运动状态相反答案：B解析：根据楞次定律，感应电流的方向总是使它所激发的磁通量反抗引起它的磁通量的变化。因此，当原磁场增强时，感应电流的磁场方向会与原磁场方向相反，以减小磁通量的增加；当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向会与原磁场方向相同，以增加磁通量，从而反抗磁通量的减少。所以，正确答案是B。4、以下哪一情况不会导致闭合回路中产生感应电流：A.线圈在磁场中沿磁场方向移动B.磁铁在闭合回路的磁场中靠近C.磁铁在闭合回路的磁场中远离D.磁场强度在闭合回路的范围内均匀变化答案：A解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电流的产生需要闭合回路中的磁通量发生变化。选项A中，线圈在磁场中沿磁场方向移动时，穿过线圈的磁通量不发生变化，因此不会产生感应电流。而在B、C、D选项中，磁铁的靠近、远离以及磁场强度的均匀变化都会导致回路中的磁通量发生变化，从而产生感应电流。因此，正确答案是A。5、根据楞次定律，感应电流的方向总是：A.与原磁场的方向相同B.与原磁场的方向相反C.与原磁场的方向无关D.与原磁场的方向相反或相同，取决于原磁场的强弱答案：B解析：楞次定律指出，感应电流的方向总是产生一个磁场，该磁场的方向与引起感应电流的磁通量的变化方向相反。因此，感应电流的方向总是与原磁场的方向相反。6、一个线圈在磁场中运动，若要产生感应电流，以下哪种情况是必须的：A.线圈在磁场中匀速运动B.线圈在磁场中做加速运动C.线圈在磁场中做减速运动D.线圈在磁场中静止不动答案：B解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电流的产生需要磁通量的变化。当线圈在磁场中做加速运动时，线圈与磁场之间的相对位置发生变化，导致磁通量发生变化，从而产生感应电流。因此，线圈在磁场中做加速运动是必须的条件。其他选项均不会导致磁通量的变化，所以不会产生感应电流。7、一个闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流。根据楞次定律，下列说法正确的是（）。A、感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。B、感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。C、感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相同。D、感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向没有关系。答案：A解析：根据楞次定律，感应电流通过磁场产生阻碍原来磁通量变化的效果，这种效果可能是阻碍磁场的增加，也可能是减缓磁场的减少。所以，感应电流产生的磁场总是阻碍原来磁通量的变化。因此，选项A正确。选项B、C的说法不准确，因为感应电流的磁场并不是总是与原来的磁场方向相反或相同，而是阻碍原来的磁通量变化。选项D描述的情况是不太准确的，因为楞次定律描述了感应电流的作用是阻碍原磁通量的变化。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、题目：关于楞次定律，以下说法正确的是：A、根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。B、如果磁通量增大，感应电流的方向总是与原来磁场的方向相同。C、楞次定律只适用于顺时针方向改变的磁场。D、感应电流的方向与引起它的原磁场的方向无关。答案：AD解析：A项正确，根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，因此感应电流与原磁场方向相反时，会阻碍磁通量的增加；相反，如果原磁通量减少，感应电流会增强，以阻碍磁通量的减少。B项错误，当磁通量增大时，感应电流会阻碍这种增大。C项错误，楞次定律不特指顺时针方向的磁场变化。D项正确，感应电流的方向确实与原磁场方向无直接关系，而是取决于磁场的变化。2、题目：以下关于法拉第电磁感应定律和楞次定律描述正确的有：A、法拉第电磁感应定律表达了磁通量的变化和感应电动势之间的关系。B、楞次定律揭示了感应电流总是阻碍原磁场变化的原因。C、当磁场穿过一个闭合电路时，若磁场强度增加，则感应电动势的大小也相应增加。D、法拉第电磁感应定律和楞次定律是互相独立的。答案：AB解析：A项正确，法拉第电磁感应定律（法拉第定律）表明，闭合电路中产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比。B项正确，楞次定律说明了感应电流的作用总是阻碍引起它的磁通量的变化，即感应电流的方向与原磁通量的变化具有逆向因果关系。C项错误，感应电动势的大小与磁通量的变化率和变化时间（速率）有关，而不仅仅是磁场强度的绝对值。D项错误，实际上，法拉第电磁感应定律和楞次定律是相互依存的，楞次定律可以看作是法拉第电磁感应定律的特殊情况，即考虑了感应电流方向的规律。3、在以下情况中，哪些现象符合楞次定律？A、电路中的电流增大时，线圈的感应电流方向与电流增大的方向相同。B、当磁铁靠近闭合线圈时，线圈中的感应电流产生的磁场方向与磁铁靠近时的磁场方向相反。C、闭合线圈在变化的磁场中运动时，线圈中的感应电流方向总是阻碍线圈的运动。D、电感线圈中的电流减小，电感线圈产生的电动势使电流的方向不变。答案：B、C、D解析：A选项错误，根据楞次定律，感应电流的方向总是要使其产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。如果电流增大，线圈中会产生一个与原磁场方向相反的感应电流，而不是与电流增大方向相同。B选项正确，当磁铁靠近闭合线圈时，磁通量增加，线圈中会产生一个与磁铁靠近时的磁场方向相反的感应电流，符合楞次定律。C选项正确，根据楞次定律，当闭合线圈在变化的磁场中运动时，线圈中的感应电流产生的磁场会阻碍线圈的运动方向。D选项正确，电路中电流减小时，电感线圈中的感应电流会产生一个反向的电动势，试图维持电流的方向不变，这也符合楞次定律。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题干：一个闭合线圈放置在匀强磁场中，磁感应强度为B，线圈平面与磁场方向垂直。现将线圈以速度v沿磁场方向平移，试分析线圈中的感应电动势的大小和方向。解答案：线圈中的感应电动势大小为E=Bvl，感应电动势的方向垂直于线圈平面，遵循右手螺旋定则。解析：磁场中导体的运动会产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小E与磁通量变化率成正比。在本题中，线圈在匀强磁场中以速度v沿磁场方向平移，没有改变线圈与其他导体之间的相对运动状态，因此磁通量没有发生变化。由于没有磁通量的变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中不会产生感应电动势。因此，正确答案为“线圈中的感应电动势大小为零”。原答案存在错误，此处进行更正。第二题题目：一根导线框放在均匀磁场中，磁场方向垂直于导线框平面。现在，将导线框以恒定速度垂直于磁场方向向右平移时，该导线框会产生感应电动势及感应电流。试解释电磁感应现象中产生的电动势如何作用在导线框中，以及这个电动势的方向如何决定（使用楞次定律）。答案：当导线框以恒定速度向右平移进入磁场时，由于导线框中闭合回路的面积发生变化，根据法拉第电磁感应定律，会产生感应电动势ε。根据楞次定律，感应电流会产生的磁场总是抵抗原来磁场磁通量的变化。因此，在导线框穿越磁场的过程中，感应电流的方向会沿某个方向，以产生自感磁通，来抵抗原有的穿过导线框的外磁场变化。1.平移进入磁场时，外磁场的磁通量增加：磁场垂直于导线框平面（即垂直进入框内），感应电流方向遵循天线左右握住导线框，大拇指指向与外磁场方向相同（向里，垂直于框面指向框内）时，导线框上的电流会得出右手定则中的方向，即右侧电流方向为向内，左侧为向外。这个方向上的电流产生的磁场会增强原有磁通量的变化，抵抗磁通量增加。所以，根据楞次定律，感应电流将有一个方向，使得它产生的感应磁场与外磁场的方向相反，即其右侧的感应磁场方向与外磁场方向一致（向内），左侧的感应磁场方向也一致（向内），抵抗外磁场的增加。2.平移出磁场时，外磁场的磁通量减少：当导线框从磁场中平移出来时，原有的磁通量减少。依据楞次定律，感应电流会产生抗磁通量减少的磁场方向，该磁场方向应当与外磁场减少的磁通量方向相反，即从导线框中迅速移出时，内外磁场方向重叠为一个方向一致（垂直框面指向框外）的增强磁场。所以，导线框上的电流产生的感应磁场方向会使得其右侧成为向外磁通的中心部分（右侧为向外，左侧为向内），以抵抗外磁场的减少，使得框外磁通量减小的效果减缓，其方向相反。综上所述，感应电动势的作用是产生感应电流，感应电流的方向决定于哪一部分区间的磁场增加了还是减少了，即感应电流产生的磁场来抵抗磁通量变化的方向。解析：对于理解楞次定律在实际应用中的操作至关重要。通过题目的分析，我们不仅需要理解楞次定律本身，还要能够基于磁场变化场景准确推导出适当方向的感应电流。这个题目的设置不仅考察了对楞次定律的直接应用，还要求学生能够连接物理定律到具体情景分析，培养了解决物理问题的逻辑思维与推理能力。第三题题目：电路中有一磁通量随时间变化的线圈，下列说法正确的是（

）A.线圈产生的感应电流方向取决于线圈切割磁感线的方向B.线圈中磁通量增加时，感应电流与磁场方向相同C.线圈中磁通量减少时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同D.线圈的磁场变化越快，感应电流越大，但方向不一定改变答案：C解析：根据楞次定律，感应电流的方向总是反抗引起它的磁通量的变化。A选项错误：感应电流的方向与线圈切割磁感线的方向无直接关系，关键在于磁通量的变化。B选项错误：当线圈的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向是与原磁场方向相反的，以抵消磁通量的增加。C选项正确：当线圈的磁通量减少时，感应电流会产生一个磁场方向与原磁场相同的磁场，以阻止磁通量的减少。D选项错误：感应电流的大小与磁场变化的速率成正比，即变化的速率越快，感应电流越大，但方向依然取决于磁通量的变化方向。综上所述，选C。第四题题目：一闭合线圈在磁场中以一定的速度从磁场外部垂直于磁场方向进入磁场内部，磁场方向与线圈平面垂直。已知线圈平面与磁场方向的夹角为θ，磁场强度为B，线圈的面积为S，线圈的电阻为R。求：（1）线圈在进入磁场过程中，感应电流的方向；（2）线圈完全进入磁场后，通过线圈的磁通量变化量ΔΦ；（3）线圈进入磁场过程中的平均感应电动势E。答案：（1）线圈在进入磁场过程中，感应电流的方向是：垂直于磁场方向和线圈平面，即垂直于线圈进入磁场的速度方向，且与磁场方向成θ角。（2）线圈完全进入磁场后，通过线圈的磁通量变化量ΔΦ为：ΔΦ=B*S*sin(θ)-B*S*sin(90°-θ)ΔΦ=B*S*sin(θ)-B*S*cos(θ)（3）线圈进入磁场过程中的平均感应电动势E为：E=ΔΦ/Δt其中，Δt为线圈从开始进入磁场到完全进入磁场的时间。由于线圈以一定的速度v进入磁场，所以Δt=S/v。将ΔΦ代入E的表达式中，得：E=(B*S*sin(θ)-B*S*cos(θ))/(S/v)E=B*v*(sin(θ)-cos(θ))解析：（1）根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。因此，当线圈进入磁场时，感