高三物理楞次定律测试题

高三物理总复习-电磁感应-练习题1 楞次定律山西省浑源中学 贾培清1.如图所示，在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m 、阻值为R 的闭合矩形金属线框abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在O 点，并可绕O 点摆动。

金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。

则线框中感应电流的方向是 A ．a →b →c →d →a B ．d →c →b →a →dC ．先是d →c →b →a →d ，后是a →b →c →d →aD ．先是a →b →c →d →a ，后是d →c →b →a →d2.如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有由两个大小不等的圆环M 、N 连接而成的导线框。

沿图中箭头方向用外力将N 环拉扁（导线总长度不变），M 环和连接线也不变。

该过程中，关于M 环中感应电流的方向和M 环的变形趋势的说法中正确的是A.有顺时针方向的感应电流产生，且M 环有扩张的趋势B.有逆时针方向的感应电流产生，且M 环有扩张的趋势C.有顺时针方向的感应电流产生，且M 环有收缩的趋势D.有逆时针方向的感应电流产生，且M 环有收缩的趋势3.电阻R 、电容C 与一线圈连接成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示。

现使磁铁开始自由下落，在N 极接近线圈上端的过程中，流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是 A.从a 到b ，上极板带正电 B.从a 到b ，下极板带正电C.从b 到a ，上极板带正电D.从b 到a ，下极板带正电4.如图所示，一平面线圈用细杆悬于P 点，开始细杆处于水平位置，释放后它在图示的匀强磁场中运动。

已知线圈平面始终与纸面垂直。

当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向依次为 A.位置Ⅰ位置Ⅱ均为逆时针方向B.位置Ⅰ逆时针方向，位置Ⅱ顺时针方向C.位置Ⅰ位置Ⅱ均为顺时针方向D.位置Ⅰ顺时针方向，位置Ⅱ逆时针方向5.如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称。

楞次定律★1如图所示,线幽abcd自由下落进入匀强磁场中,则当只有dc边进入磁场时,线圈中感应电流的方向是________.当整个线圈进入磁场中时,线圈中________感应电流(选填“有”或“无”)★2.矩形线框在磁场中作如下图所示的各种运动,运动到图上所示位置时,其中有感应电流产生的是图( ),请将电流方向标在该图上.★★3.如图所示,当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是( ).(A)由A→B(B)由B→A(C)无感应电流(D)无法确定★★4.如图所示,通电导线与矩形线圈abcd处于同一平面,下列说法中正确的是( )(A)若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→d→c→b(B)若线圈竖直向下平动,无感应电流产生(C)当线圈以ab边为轴转动时(小于90°),其中感应电流方向是a→b→c→d(D)当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→d→c→b★★5.右如图所示,当条形磁铁作下列运动时,线圈中的感应电流方向应是(从左往右看)( ).(A)磁铁靠近线圈时,电流的方向是逆时针的(B)磁铁靠近线圈时,电流的方向是顺时针的(C)磁铁向上平动时,电流的方向是逆时针的(D)磁铁向上平动时,电流的方向是顺时钊的★★6.如图所示,当条形磁铁向上运动远离螺线管时,流过电流计的电流方向是________；当磁铁向下运动靠近螺线管时,流过电流计的电流方向是________★★★7.由细弹簧围成的圆环中间插入一根条形磁铁,如图所示.当用力向四周扩圆展环,使其面积增大时,从上向下看( ).(A)穿过圆环的磁通量减少,圆环中有逆时针方向的感应电流(B)穿过圆环的磁通量增加,圆环中有顺时针方向的感应电流(C)穿过圆环的磁通量增加,圆环中有逆时针方向的感应电流(D)穿过圆环的磁通量不变,圆环中没有感应电流★8.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( ).(A)向右摆动(B)向左摆动(C)静止(D)不判定★★9.如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬间,A、C两环( )(A)都被B吸引(B)都被B排斥(C)A被吸引,C被排斥(D)A被排斥,C被吸引★★10.如图所示,把一正方形线圈从磁场外自右向左匀速经过磁场再拉出磁场,则从ad边进入磁场起至bc边拉出磁场止,线圈感应电流的情况是( ).(A)先沿abcda的方向,然后无电流,以后又沿abcda方向(B)先沿abcda的方向,然后无电流,以后又沿adcba方向(C)先无电流,当线圈全部进入磁场后才有电流(D)先沿adcba的方向,然后无电流,以后又滑abcda方向★★11如图所示,不闭合的螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁向右抽出时,A点电势比B点_______；当磁铁从左边抽出时,A点电势比B点_______.★★★12.如图所示,小金属环和大金属环重叠在同一平面内,两环相互绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流的情况是( ).(A)无感臆电流(B)有顺时针方向的感应电流(C)有逆时针方向的感应电流(D)无法确定★★★13.如图所示,通电直导线cd,右侧有一金属线框与导线cd在同一平面内,金属棒ab放在框架上,ab棒受磁场力向左,则cd棒中电流变化的情况是( ).(A)cd棒中通有d→c方向逐渐减小的电流(B)cd棒中通有d→c方向逐渐增大的电流(C)cd棒中通有c→d方向逐渐增大的电流(D)cd棒中通有c→d方向逐渐减小的电流★★★14.如图所示,铁芯上绕有L1和L2两个线圈,铁芯左边挂一个轻小金属环,当电键S闭合时,L z 的两端点A、B电势U A_______u B(选填“>”、“<”或“一”),小金属环将向运动,小磁针的S极将向_______转动. ★★★15.如图所示,要使金属环C向线圈A运动,导线AB在金属导轨上应( )(A)向右作减速运动(B)向左作减速运动(C)向右作加速运动(D)向左作加速运动★★16.一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置1和位置2时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为( )(A)逆时针方向,逆时针方向(B)逆时针方向,顺时针方向(C)顺时针方向,顺时针方向(D)顺时针方向,逆时针方向★★★.17.如图所示,螺线管置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流减小时( )(A)环A有缩小的趋势(B)环A有扩张的趋势(C)螺线管B有缩短的趋势(D)螺线管B有伸长的趋势。

高中物理学习材料唐玲收集整理三、楞次定律练习题一、选择题1．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图1所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将 [ ]A．保持不动B．向右运动C．向左运动D．先向右运动，后向左运动2．M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图2，现将开关S从a处断开，然后合向b处，在此过程中，通过电阻R2的电流方向是 [ ]A．先由c流向d，后又由c流向dB．先由c流向d，后由d流向cC．先由d流向c，后又由d流向cD．先由d流向c，后由c流向d3．如图3所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则 [ ]A．从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流B．从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度C．dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反D．dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等4．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图4所示．导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使M所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是 [ ]A．匀速向右运动B．加速向右运动C．匀速向左运动D．加速向左运动5．如图5所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是 [ ]A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcbaE．先dcba，后abcd6．如图6所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是：[ ]A．P、Q互相靠扰B．P、Q互相远离C．P、Q均静止D．因磁铁下落的极性未知，无法判断7如图7所示，一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的S极附近竖直下落，由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。

第二节 楞次定律 自感现象一、单项选择题1．(2020年高考山东卷改编)如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始络与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论不．正确的是( )A ．感应电流方向不变B ．CD 段直线始终不受安培力C ．感应电动势最大值E ＝BavD ．感应电动势平均值E －＝14πBav解析：选B.在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确．根据左手定则可以判断，受安培力向下，B 不正确．当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a ，这时感应电动势最大E ＝Bav ，C 正确．感应电动势平均值E －＝ΔφΔt ＝B ·12πa 22av ＝14πBav，D 正确． 2．(2020年北京西城区抽样)北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab 边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a解析：选C.由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错误；同理知B错．若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，C对．3．(2020年莆田质检)如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H 处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( )A．三者同时落地B．甲、乙同时落地，丙后落地C．甲、丙同时落地，乙后落地D．乙、丙同时落地，甲后落地解析：选D.甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙是没有闭合的回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确．4．如图所示，A、B为两个同样规格的灯泡，自感线圈的电阻R＝R.下面关于自感L现象的说法哪些是正确的( )A．开关接通瞬间，A、B两灯一样亮B．开关接通瞬间，B灯立即正常发光，A灯逐渐亮起来C．开关断开时，A灯比B灯先熄灭D．开关断开时，B灯比A灯先熄灭解析：选B.S闭合的瞬间，流过线圈L的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大．使流过A灯的电流比流过B的电流增加的慢，故B灯先亮，A灯逐渐亮起来，A选项错误，B选项正确．开关S断开时，使线圈电流迅速减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间．在S断开的情况下通过L的电流逆向流过B灯，使A灯和B灯都要过一会儿才熄灭，故C、D选项均错．5．(2020年厦门模拟)如图所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F( )A．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力 D．方向向左，且为恒力解析：选C.磁场均匀减小，由楞次定律可知，在回路中产生顺时针方向的感应电流，且大小恒定；由左手定则可知，ab棒所受安培力方向向右，F＝BIL，B均匀减小，则安培力减小；金属棒ab保持静止，则外力与安培力平衡，选C.6. (2020年高考江苏卷)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻时刻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1随时间t变化的图象中，断开S.下列表示A、B两点间电压UAB正确的是( )解析：选B.由于自感现象，t＝0时刻UAB 最大，随时间推移UAB减小；断开S，L中的电流方向不变，大小减小，经过L、R、D形成回路，UAB方向改变，逐渐减小至0.故B正确．7. (2020年高考浙江理综卷)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( )A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d解析：选B.线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d；从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，所以选B.8．(2020年三明模拟)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则( )A．铝环不断升高B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正、负极对调，铝环将不再跳起解析：选C.闭合电键的瞬间，线圈中的电流突然增大，产生的磁场突然增强，铝环中磁通量变化很快，产生较大的感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场与线圈的磁场反向，所以铝环受到较大的磁场力而跳起来；当线圈中电流稳定后，铝环中没有了感应电流，就不再受磁场力作用，因而会落下来，C正确；如果将电源的正、负极对调，在闭合电键的瞬间，铝环中的磁通量仍然增加，仍会产生感应电流，还会跳起来．9．(2020年广东惠州调研)如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为R2的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)( )A．通过电阻R的电流方向为P→R→MB．a、b两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热解析：选C.由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a，即通过电阻R的电流方向为M→R→P，A错误；金属导线产生的电动势为BLv，而a、b两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间电压为23BLv，B错误；金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C正确；根据能量守恒定律可知，外力做功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和，D错误．10．(2020年高考浙江理综卷)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正方向，变化规律如图乙所示．在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计、电荷量为q的静止微粒．则以下说法正确的是( )A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末微粒回到了原来位置D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr2/d解析：选A.由B－t图象知第2 s内磁感应强度B大小均匀减小，方向向内，第3 s 内磁感应强度B大小均匀增大，方向向外，由楞次定律和安培定则知圆环内的电流为顺时针方向，所以下极板为负，上极板为正，A正确，B错．第1 s内B均匀增加，极板间电场方向与第2 s内、第3 s内电场方向相反，第1 s内电荷q从静止做匀加速直线运动，第2 s内做匀减速直线运动，加速度大小不变，所以第2 s末微粒不会回到原来位置，C错．第2 s内感应电动势大小U＝|ΔΦΔt|＝0.1πr2，电场强度E的大小E＝Ud＝0.1πr2d，D错．二、计算题11．如图所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻为r＝1 Ω，在线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，电阻的一端b接地，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图B－t 图线所示．求：(1)从计时起在t ＝3 s 、t ＝5 s 时穿过线圈的磁通量是多少？ (2)a 点的最高电势和最低电势各是多少？解析：圆形线圈相当于电路的电源，根据法拉第电磁感应定律E ＝nΔΦΔt ＝n ΔBΔtS ，在0～4 s 的时间内，回路内感应电流大小不变，由楞次定律判定感应电流方向为逆时针，a 点电势最低．同理，在4 s ～6 s 的时间内，a 点的电势最高． (1)Φ3＝(B 0＋k 1t)·S＝7×10－3 Wb Φ5＝(B 4－k 2t′)·S＝4×10－3 Wb. (2)E 1＝nΔΦ1Δt＝nk 1S ＝1.0 V 由右手定则，线圈下端相当于电源正极 U ba ＝IR ＝E 1R ＋r·R＝0.8 V ，又U ba ＝U b －U a U a ＝U b －U ba ＝－0.8 V ，即在0<t<4 s 时，U a min ＝－0.8 V E 2＝n ΔΦ2Δt＝nk 2S ＝4.0 V ，U ab ＝I′R＝3.2 VU a ＝U ab ＋U b ＝3.2 V ，即4 s<t<6 s 时，a 点电势最高为3.2 V. 答案：(1)7×10－3 Wb 4×10－3 Wb (2)3.2 V －0.8 V12．(2020年厦门联考)如图所示，边长L ＝0.20 m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R 0＝1.0 Ω，金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN 的电阻r ＝0.20 Ω.导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁场感应强度B ＝0.50 T ，方向垂直导线框所在平面向里，金属棒MN 与导线框接触良好，且与导线框对角线BD 垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD 连线上．若金属棒以v ＝4.0 m/s 的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC 的位置时，求(计算结果保留两位有效数字)：(1)金属棒产生的电动势的大小； (2)金属棒MN 上通过的电流大小和方向； (3)导线框消耗的电功率．解析：(1)金属棒产生的电动势大小为 E ＝B 2Lv ＝0.50×0.20×4.0×2V ＝0.57 V.(2)金属棒运动到AC 位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为R 并＝1.0 Ω，根据闭合电路欧姆定律 I ＝E R 并＋r＝0.48 A 根据右手定则，电流方向从N 到M. (3)导线框消耗的功率为： P 框＝I 2R 并＝0.23 W. 答案：(1)0.57 V (2)0.48 A 方向N→M (3)0.23 W。