第一节 楞次定律三种阻碍-2024-2025学年高二上学期物理专项训练

第一节楞次定律，三种阻碍需要掌握的内容1.楞次定律的内容以及作用。楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。本质是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。当线圈中磁通量变化时，此定律可以用来判断感应电流方向。2.有哪三种形式的阻碍？（1）感应电流的磁场阻碍原磁场变化。原磁场增加感应电流的磁场就反向抵消，原磁场减少感应电流的磁场就同向增强，即增反减同。（2）产生的感应电流在磁场中会受到安培力，通过判断也可知安培力也有阻碍磁通量变化的趋势，即增缩减扩。安培力同时也会反作用于磁铁体现为来拒去留。（3）自感：线圈中电流增加时，会产生反向感应电流阻碍原电流增加，线圈相当于很大的电阻。线圈中电流减少时，会产生同向感应电流阻碍原电流减少，线圈相当于电源维持原有电流不变。3.磁通量的理解。磁通量符号Φ.=BS，单位（Wb），其中B磁感应强度，S有效面积。磁通量可以理解为磁感线条数，磁场反向穿过磁通量为负数，两次穿入的磁场可以互相抵消。经典习题单选题1．在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（）A．人有触电感觉是在开关闭合瞬间B．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流C．断开开关时流过人的电流方向从B→AD．断开开关时线圈中的电流突然增大多选题2．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备．它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室做半径不变的圆周运动．电磁铁线圈中电流大小、方向可以变化，产生的感应电场使电子加速．上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上往下看，电子枪射出的电子沿逆时针方向运动．则下列说法正确的是A．保持如图电流方向不变，当电流增大时，电子速率将增大B．保持如图电流方向不变，当电流减小时，电子速率将增大C．若电子速率在增大，电子在做圆周运动的周期将变小D．电子之所以能加速，是因为磁场力对电子做功的结果单选题3．D1、D2是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻与电阻R相同，如图所示．在电键K接通或断开时，两灯亮暗的情况为A．K刚接通时，D2比D1暗，最后两灯亮度相同B．K刚接通时，，D2、D1一样亮，最后比亮C．K断开时，D1灯、D2灯都过一会儿才熄灭D．K断开时，D1灯和D2灯都立即熄灭单选题4．如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中不正确的是（）A． B． C． D．5.如图所示，一根长为1.25m的无缝空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，磁体直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，在下落的过程中始终没有跟铝管内壁发生接触，重力加速度g取。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是（）A.磁体经0.5s穿出铝管B.磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下C.磁体一直做加速运动D.磁体的机械能先增大后减小多选题6．如图所示，E为电池，L是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，S是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是（）

A．刚闭合S的瞬间，灯泡D1、D2的亮度相同B．刚闭合S的瞬间，灯泡D2比灯泡D1亮C．闭合S，待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮D．闭合S，待电路达到稳定后，再将S断开，D2立即熄灭，D1先闪亮后逐渐熄灭单选题7．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（

）

A．图1中，与的直流电阻值相同B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流C．图2中，变阻器与的直流电阻值相同D．图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等单选题8．下列说法正确的是（）A．若有一小段长为L、通以电流为I的导线，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小是B．奥斯特提出了分子电流假说，法拉第发现了电磁感应现象C．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律D．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现单选题9．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左单选题10．在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（）A．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮B．闭合开关S时，A1和A2同时亮C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭D．断开开关S时，流过A2的电流方向向左单选题11．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（

）

A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭多选题12．当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流。下列关于涡流的应用说法正确的是（）A．图1中炉外有线圈，线圈中通以反复变化的电流，利用涡流产生的热量使金属熔化B．图2中为了减少涡流，利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯C．图3中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警D．图4中两个磁性很强的小圆柱形永磁体同时从铝管上端管口落入，无论铝管有无裂缝，它们同时从铝管下端管口落出单选题13．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽然多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(

)A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大单选题14．下列关于感应电流的说法正确的是（）A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，回路中一定产生感应电流B．感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反单选题15．如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止。下列说法正确的是（）A．磁铁在A、E两处的重力势能相等B．磁铁从A到D的过程中，圆环对桌面的压力小于圆环受到的重力C．磁铁从D到E的过程中，从上往下看，圆环中感应电流方向为顺时针方向D．磁铁从D到E的过程中，圆环受到的摩擦力方向水平向右单选题16．图（a）所示是两个同心且共面的金属圆环线圈A和B，A中的电流按图（b）所示规律变化，规定顺时针方向为电流的正方向。下列说法中正确的是（）A．0～t1时间内，线圈B中的感应电流沿逆时针方向B．0～t1时间内，线圈B有扩张的趋势C．t1时刻，线圈B有收缩的趋势D．0～t2时间内，线圈B中的感应电流大小、方向均不变单选题17．为了研究自感现象，设计了如图实验电路。灯泡、的规格相同，线圈L的直流电阻不计，滑动变阻器的滑动触头在中点位置。开关断开前后，灯泡中的电流随时间的变化图像是（）A． B．C． D．多选题18．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。现把线圈水平向右平移，条形磁铁始终保持静止。则移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（）A．圆环有缩小的趋势 B．圆环有扩张的趋势C．圆环中产生顺时针方向的感应电流 D．圆环中产生逆时针方向的感应电流单选题19．如图所示，绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面），a、b将如何移动（）A．a、b将相互远离 B．a、b将相互靠近C．a、b将不动 D．无法判断单选题20．如图所示的A是三个一样的强磁体，B、C和D均是一样的紫铜管，在紫铜管C和D上锯去一部分（白色区域），如图中的乙和丙图所示。现将强磁体释放，强磁体在B、C和D中下落的时间分别是t1、t2和t3，则关于下落时间说法正确的是（）A．t1=t2=t3 B．t1=t2>t3C．t1>t2>t3 D．t1<t2<t321．如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中L是插有铁芯的自感线圈，A1、A2是规格相同的两个灯泡，回答下列问题：（1）在自感线圈中插入铁芯的目的是。（2）在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到。（填“最左”或“最右”）端。（3）闭合开关S，调节变阻器R1、R使得两个灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡A1的电流方向（填“向左”或“向右”），流过灯泡A2的电流方向（填“向左”或“向右”）。（4）要观察到断开电路时，灯泡A2亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应（填“大于”或“小于”）自感线圈L的电阻阻值。22．在《探究楞次定律》的实验中，某同学用电池试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指示如图中的b位置。(1)现将电流计的两接线柱与甲线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如图中的a位置，则与线圈C接线柱连接的是电流计的接线柱；(2)若将电流计的A、B接线柱分别与乙线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图中的b位置，则磁铁P端是极。23．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，20匝；D线圈半径为2cm，10匝；C线圈半径为0.5cm，1匝；问：(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？(2)当磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？

答案第一节1．C【详解】A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故A错误；B．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生较大的自感电动势，此时人与线圈组成一个闭合的回路，流过人体的电流与流过线圈的电流相等，故B错误；C．当断开时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左，即从B向A，故C正确；D．断开电键时，由于线圈的电流减小而产生自感电动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。故选C。2．AC【详解】AB.当电磁铁中应通以方向如图甲所示，大小增强的电流，线圈中的磁场就增大了，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍它增大所以感生电场俯视图为顺时针方向，所以电子在逆时针方向电场力作用下加速运动，在洛伦兹力约束下做圆周运动，故A正确B错误．C.在电子被加速过程中，由于电流增强，磁场变大，导致运动的周期变小，故C正确．D.电子受到的感生电场力做加速运动的力，电场力做正功，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，洛伦兹力不做功，故D错误．3．A【分析】电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故线圈中电流逐渐增加；电键断开瞬间，电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡D1构成闭合回路放电．【详解】A、B项：电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡D1的电流较大，故灯泡D1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加，电流稳定后，两个灯泡一样亮，即D1灯泡亮度逐渐正常，故A正确，B错误；C、D项：电键断开瞬间，D2立即熄灭；电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡D1构成闭合回路放电，故灯泡D1一定是逐渐变暗，故C错误，D错误．故选A．【点睛】本题考查了通电自感和断电自感，关键是明确线圈中自感电动势的作用是阻碍电流的变化，但不能阻止电流变化．4．D【详解】A．当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故A正确，不符合题意；B．当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下。故B正确，不符合题意；C．当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故C正确，不符合题意；D．当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故D错误，符合题意。故选D。5．C【详解】AB．因为是无缝空心铝管，所以磁体下落时会产生电磁感应，故会出现涡流，根据楞次定律可知会产生阻力，阻碍磁体的下落。开始时，速度较小，阻力小于重力，合力向下，当速度逐渐增大时，磁体所受阻力也增大，加速度减小。因为磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上，所以小球的运动时间一定比自由落体时的时间长，故AB错误；C．磁体可能没有达到最大速度就穿过了铝管，一直做加速运动，故C正确；D．由于一直存在阻力做负功，所以磁体的机械能一直减小，故D错误。故选C。6．ACD【详解】AB．刚闭合S的瞬间，线圈阻碍电流增大，相当于断路，灯泡D1、D2串联，所以亮度相同，A正确，B错误；C．电路稳定之后，L就是一根导线，灯泡D1被短路，D1熄灭；电路中只有灯泡D2，电路中电流比刚闭合时大，D2比S刚闭合时亮，C正确；D．断开开关S的瞬间，线圈中产生感应电动势，与灯泡D1组成闭合回路，所以D1会重新亮起，先闪亮后逐渐熄灭；而D2则立即熄灭，D正确。故选ACD。7．C【详解】AB．断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合S1后，待电路稳定时，通过L1的电流大于A1的电流，且与是并联关系，电压相等，所以的阻值比的大，AB错误；C．闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同，两灯电阻相同，所以变阻器R与的电阻值相同，C正确；D．闭合瞬间，对电流有阻碍作用，所以中电流与变阻器R中的电流不相等，D错误。故选C。8．D【详解】A．若有一小段长为L、通以电流为I的导线，在磁场中某处受到的磁场力为F，若通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强度的大小是，A错误；B．安培提出了分子电流假说，法拉第发现了电磁感应现象，B错误；C.洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，C错误；D.楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，D正确。故选D。9．B【详解】条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流会阻碍穿过其磁通量发生变化，这种阻碍作用表现在线圈先有远离磁铁的运动趋势，后有靠近磁铁的运动趋势，所以竖直方向上线圈对桌面的压力先大于mg后小于mg，根据牛顿第三定律可知FN先大于mg后小于mg，而水平方向上线圈始终有向右运动的趋势。故选B。10．A【详解】AB．当开关S闭合时，灯A2立即发光。电流通过线圈，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，所以A1逐渐亮起来，所以A2比A1先亮，由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A正确，B错误；CD．稳定后，当开关S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1和A2串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，灯A2不会闪亮，流过A2的电流方向向右，故CD错误。故选A。11．D【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。故选D。12．ABC【详解】A．图中炉外有线圈，线圈中通以交变电流，利用电磁感应在金属中形成的涡流，从而产生的热量使金属熔化，A正确；B．图中为了减少涡流，利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，B正确；C．图中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警，C正确；D．图中两个磁性很强的小圆柱形永磁体同时从铝管上端管口落入。有裂缝铝管只能在铝管的侧壁产生感应电流，对磁体阻碍作用不明显，而无裂缝的铝管不仅侧壁会产生感应电流，同时铝管可看成一系列的圆环叠加，水平圆环也产生感应电流对磁体有阻碍作用，则有裂缝铝管中的磁体先从下端管口落出，D错误。故选ABC。13．C【详解】A、开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关，A错误；B、若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，B错误；C、线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，C正确；D、线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，D错误；故选C．14．C【详解】A．当闭合回路所在区域的磁场变化时，闭合回路的磁通量不一定变化，回路中不一定产生感应电流，A错误；BC．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不是阻止引起感应电流的磁通量的变化，B错误，C正确；D．当闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场方向相同，D错误。故选C。15．D【详解】A．由于有部分机械能转化为电能，故在A的重力势能大于E处重力势能，故A错误。B．A到D过程中，圆环中磁通量增加，圆环与磁铁间相互排斥，故圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力，故B错误；C．磁铁从D运动到E的过程中，圆环磁通量向上减少，根据楞次定律可分析出（俯视）感应电流方向为逆时针，故C错误；D．由楞次定律的推论“来拒去留”可知，圆环中的磁通量减少，因此圆滑有向左运动的趋势，圆环不动因此D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向向右，故D正确。故选D。16．D【详解】AB．在0～t1时间内，线圈A中顺时针电流在减小，电流产生磁场在减小，根据安培定则与磁场叠加原则可知，穿过线圈B的磁通量方向向里且在减小，根据楞次定律可知线圈B的感应电流方向为顺时针，两线圈的电流同向，则有相互吸引趋势，所以线圈B有收缩趋势，故AB错误；C．t1时刻，线圈A中的电流为零，没有磁场，因此线圈B既没有扩张的趋势，也没有收缩的趋势，故C错误；D．当t1～t2时间内，线圈A中逆时针电流在增大，电流产生磁场在增强，根据安培定则与磁场叠加原则可知，穿过线圈B的磁通量的方向向外，且在增大，根据楞次定律可知线圈B的感应电流方向为顺时针，所以0～t2时间内，线圈B中的感应电流方向不变，又由于线圈A中的电流变化率相同，因此线圈B中的感应电流大小也不变，故D正确。故选D。17．D【详解】电路稳定时，含灯泡的两支路电压相同，由于L1所在支路总电阻较小，电流较大，电流方向均向右，当开关S断开时，线圈L产生自感电动势，电流方向与原来相同，故流过L2的电流方向向左，与原来电流方向相反，且该电流大于原来流过L2的电流，对比可知，D选项电流随时间的变化图像符合题意。故选D。18．BD【详解】AB．由图可知，当圆环水平向右平移时，穿过圆环的磁场的磁感应强度减小，因此穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，为了阻碍磁通量的减小，圆环做出的反应是面积有扩张的趋势，故A错误，B正确；CD．由图可知，圆环内磁通量向上，当圆环水平向右平移时，因此穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知圆环中感应电流的方向为逆时针，故C错误，D正确。故选BD。1