2025版高中物理第四章3楞次定律练习含解析新人教版选修3-2

PAGE5-3楞次定律1.(2024·山东济南检测)关于楞次定律,下列说法正确的是(A)A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的改变B.闭合回路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的改变解析:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的改变,选项A正确;闭合回路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁场增加时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误.2.(2024·山东青岛期中)如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)(B)A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥解析:由题意可知,穿过线圈的磁场方向向下,磁铁向下运动造成穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知感应电流的磁场方向与磁铁磁场方向相反,由此可以判定感应电流的方向与题中所标电流方向相同,磁铁与线圈相互排斥,故B正确.3.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中(C)A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流解析:条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,穿过螺线管的磁通量不断增加,依据楞次定律,感应电流的方向是a→G→b.条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,穿过螺线管的磁通量不断减小,依据楞次定律,感应电流的方向是b→G→a,故选项C正确.4.(多选)如图所示,小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面,速度v在纸面内.关于感应电流的有无及方向的推断正确的是(AC)A.(甲)图中有感应电流,方向向里B.(乙)图中有感应电流,方向向外C.(丙)图中无感应电流D.(丁)图中a,b,c,d四个位置均无感应电流解析:(甲)图中导线切割磁感线,依据右手定则,可知电流方向向里,A正确;(乙)、(丙)图中导线不切割磁感线,无电流,B错误,C正确;(丁)图中导线在b,d位置时切割磁感线,有感应电流,在a,c位置时速度的方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,无电流,D错误.5.如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面对里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环.在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触.当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻(A)A.电流表中电流的方向由c→d;作用于ab的安培力向右B.电流表中电流的方向由c→d;作用于ab的安培力向左C.电流表中电流的方向由d→c;作用于ab的安培力向右D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零解析:金属杆顺时针转动切割磁感线,由右手定则可知产生由a到b的感应电流,电流由c→d流过电流表,再由左手定则知此时ab杆所受安培力向右,故A正确.6.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在瘦长磁铁的N极旁边竖直下落,保持bc边在纸外,ab边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈中的感应电流(A)A.沿abcd流淌B.沿dcba流淌C.先沿abcd流淌,后沿dcba流淌D.先沿dcba流淌,后沿abcd流淌解析:由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少,为零;线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在削减;线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,依据楞次定律可知线圈中感应电流的方向是abcd,故A正确.7.边长为h的正方形金属导线框,从图所示位置由静止起先下落,通过一匀强磁场区域,磁场方向水平,且垂直于线框平面,磁场区高度为H,上、下边界如图中虚线所示(H>h),从线框起先下落到完全穿过磁场区的全过程中(C)A.线框中总有感应电流存在B.线框中感应电流方向是先顺时针后逆时针C.线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针D.线框受到磁场力的方向有时向上,有时向下解析:因为H>h,当线框全部处于磁场区域时线框内磁通量不变,线框中无感应电流,故A错误;依据右手定则可知,线框进入磁场时感应电流是逆时针,线框离开磁场时感应电流是顺时针,故C正确,B错误;结合左手定则可知,线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总是向上,故D错误.8.如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,当螺线管中电流I减小时(A)A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大解析:金属环a收缩时,它的合磁通量是增加的;当螺线管中通过的电流渐渐变小时,电流产生的磁场渐渐变弱,故穿过金属环a的磁通量变小,依据楞次定律可知,为阻碍原磁通量变小,金属环a有收缩的趋势,故A正确.9.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面对里.abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l.t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合.让线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.请推断当bc边刚进入磁场时,线圈abcd中感应电流的方向.解析:法一右手定则利用右手定则可干脆判定感应电流的方向为a→d→c→b→a.法二楞次定律bc边进入磁场,穿过线圈的磁通量增大,感应电流的磁场将阻碍这一磁通量的增大,因此将产生a→d→c→b→a方向的感应电流.答案:a→d→c→b→a10.(2024·河北鸡泽一中月考)如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块(A)A.在P中的下落时间比在Q中的长B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P和Q中都做自由落体运动D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析:当小磁块在光滑的铜管P中下落时,由于穿过铜管的磁通量改变,导致铜管产生感应电流,因电磁阻尼,所以在P中做的不是自由落体运动;而在塑料管Q内小磁块没有任何阻力,做自由落体运动,所以P中的能量部分转化为内能,Q中的机械能守恒,则至底部时在P中的速度比在Q中的小,在铜管中小磁块受到安培阻力,则在P中的下落时间比在Q中的长,选项A正确.11.(2024·浙江宁波高二检测)如图(甲)所示,长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动,长直导线中通以大小和方向随时间作周期性改变的电流i,it图象如图(乙)所示,规定图中箭头所指的方向为电流正方向,则在T4～3TA.始终沿逆时针方向B.始终沿顺时针方向C.先沿逆时针方向然后沿顺时针方向D.先沿顺时针方向然后沿逆时针方向解析:在T4～312.(2024·浙江杭州高二检测)(多选)两圆环A,B置于同一水平面上,其中A为匀称带电绝缘环,B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生改变时,B中产生如图所示方向的感应电流,则(BC)A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大解析:B中感应电流产生的磁场方向垂直于纸面对外,A中电流应为逆时针减弱或顺时针增加,若A带正电,则转速增大,故A错误,B正确;若A带负电,则转速减小,故C正确,D错误.13.如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是(C)A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.先逆时针后顺时针,然后再逆时针D.先顺时针后逆时针,然后再顺时针解析:依据通电直导线四周磁感线的特点,检测线圈由远处移至直导线正上方时,穿过线圈的磁场有向下的重量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针.当检测线圈由直导线正上方移至远处时,穿过线圈的磁场有向上的重量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,故C正确.14.(2024·福建师大附中期末)“磁单极子”是指只有N极或S极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.物理学家们长期以来始终用试验试图证明自然界中存在“磁单极子”.如图所示的试验就是用于检测磁单极子的试验之一,用超导材料围成线圈放置在防磁装置中,可认为不受四周其他磁场的作用,设想有一个磁单极子S极,从左向右穿过一线圈,从左向右看,产生的感应电流方向是(A)A.始终是顺时针 B.始终是逆时针C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针解析:有一个S极磁单极子从左向右穿过一线圈,依据楞次定律,可知磁单极子穿入穿出线圈时感应场方向始终向右,从左向右看,回路中形成持续的顺时针流向的感应电流,故A正确.15.(2024·宁夏吴忠中学期末)如图,螺线管的导线两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处