2.1楞次定律-2024-2025学年高二物理同步培优练（人教版2019选择性必修第二册）

2.1 楞次定律 一、楞次定律及简单应用 1．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，且骨架与秤盘的总质量为m0，线圈两端C、D与外电路连接。当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧从长度L0被压缩至L1，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置L0并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈的匝数为n，线圈的总电阻为R，重力加速度为g，则（　　） A．线圈向下运动过程中，线圈中感应电流从D端流出 B．外电路对线圈供电电流为I时，弹簧长度从L1恢复至L0的过程中，C端电势高于D端电势 C．外电路对线圈供电电流为I，且弹簧长度恢复至L0并静止时，重物的质量 D．若线圈电阻为R，且线圈上的热功率不能超过P，线圈上安培力的最大值为 2．在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（    ） A．东端先落地 B．西端先落地 C．两端同时落地 D．无法确定 3．如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终处于纸面内。不计空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．圆环中会产生顺时针方向的电流 B．圆环中感应电流的大小始终不变 C．圆环的水平速度一直在减小 D．圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度 4．（23-24高二上·河南·阶段练习）图甲是直流门铃的原理图，闭合开关门铃响。图乙为“自发电”门铃原理图，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列关于两种门铃工作时的说法正确的是（　　）    A．图甲中，闭合开关电流通过电磁铁时P端为S极 B．图甲中，小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 C．图乙中，按住按钮不动，螺线管相当于直流电源对门铃供电 D．图乙中，按下按钮过程，螺线管B端电势比A端电势高 5．（23-24高二下·上海黄浦·阶段练习）如图所示装置中，线圈和缠绕在硅钢片制成的铁芯上，两导体杆分别放在如图所示的磁场中。导体杆原来静止。当导体杆做如下哪些运动时，杆将向右移动（　　） A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 6．如图所示，铁芯上绕有和两个线圈，铁芯左边挂一个轻小金属环，当电键S闭合时，的两端点A、B电势 （选填“＞”、“＜”或“＝”），小金属环将向 运动，小磁针的S极将 （选填“向左”、“向右”、“向里”、“向外”）转动。 7．如图所示，质量为100g的铝框，用细线悬挂起来，框中央离地面h为0.8m，有一质量为200g的磁铁以10m/s的水平速度射入并穿过铝框，落在距铝框原位置水平距离3.6m处，则在磁铁与铝框发生相互作用时，求： （1）铝框向哪边偏斜，它能上升多高； （2）在磁铁穿过铝框的整个过程中，框中产生了多少热量。 二、增反减同 8．如图所示，理想变压器的一个线圈接电流计G，另一个线圈接导轨，金属棒ab可沿导轨左右滑动，B为匀强磁场，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流向上通过电流计G的是（         ） A．ab向右加速运动时 B．ab向左减速运动时 C．ab向左加速运动时 D．ab向右减速运动时 9．如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（　　） A．感应电流的方向先顺时针后逆时针再顺时针 B．感应电流的方向一直是逆时针 C．安培力的方向始终与速度方向相反 D．安培力的方向始终沿水平方向 10．如图所示，空间存在一方向垂直于纸面向里、磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，其边界MN如图中虚线所示，现将三个完全相同的导电圆环固定在纸面内，圆心O1在MN上，圆心O2、O3分别在MN的上方和下方，图中。某时刻三个圆环受到的安培力大小分别为F1、F2、F3，则下列说法正确的是（　　） A．三个圆环中的感应电流方向不都是相同的 B．三个圆环受到的安培力方向不都是相同的 C． D． 11．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图所示装置中，平行导轨光滑、水平放置，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪种运动时，cd杆将向左移动（　　） A．向左加速运动 B．向左减速运动 C．向右加速运动 D．向右匀速运动 12．（23-24高三下·新疆·阶段练习）常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（　　） A．沿逆时针方向且逐渐增大 B．沿顺时针方向且逐渐减小 C．沿顺时针方向且逐渐增大 D．沿逆时针方向且保持不变 三、增缩减扩 13．如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（    ） A．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大 B．在时刻，金属圆环L内的磁通量最小 C．在时间内，金属圆环L有收缩趋势 D．在时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流 14．如图1所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图2所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是（　　） A．若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势 B．若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势 C．若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势 D．若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有扩张的趋势 15．如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则 （　　） A．从左向右看感应电流先逆时针后顺时针 B．铝环受到的安培力一直向左 C．铝环受到的安培力先向左后向右 D．铝环始终有收缩趋势 16．如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。则在时间内，下列判断正确的是（　　） A．线圈R整体所受安培力方向始终向右 B．线圈R中感应电流在时改变方向 C．线圈R的面积始终有扩张的趋势 D．线圈R中感应电流的方向始终沿顺时针方向 四、来拒去留 17．如图所示，一根足够长的水平滑杆上套有一质量为的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道，穿过金属环的圆心．现使质量为的条形磁铁以水平速度沿绝缘轨道向右运动，则(　　)    A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来 B．磁铁将不会穿越滑环运动 C．磁铁与圆环的最终速度为 D．整个过程最多能产生热量 18．（2024·江苏盐城·模拟预测）为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是（　　） A．磁铁的加速度小于g B．金属环对桌面压力小于自身重力 C．俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流 D．两金属环将加速靠近（不考虑金属环之间的作用） 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 楞次定律 一、楞次定律及简单应用 1．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，且骨架与秤盘的总质量为m0，线圈两端C、D与外电路连接。当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧从长度L0被压缩至L1，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置L0并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈的匝数为n，线圈的总电阻为R，重力加速度为g，则（　　） A．线圈向下运动过程中，线圈中感应电流从D端流出 B．外电路对线圈供电电流为I时，弹簧长度从L1恢复至L0的过程中，C端电势高于D端电势 C．外电路对线圈供电电流为I，且弹簧长度恢复至L0并静止时，重物的质量 D．若线圈电阻为R，且线圈上的热功率不能超过P，线圈上安培力的最大值为 【答案】C 【详解】A. 由图知，线圈向下运动过程中切割磁感线，根据右手定则，线圈中感应电流应从D端流入，从C端流出，故A错误； B. 外电路对线圈供电电流为I时，弹簧长度从L1恢复至L0的过程中，必须在线圈中产生向上的安培力与重物重力平衡，根据左手定则可知，电流应从D端流入，所以C端电势低于D端电势，故B错误； C. 外电路对线圈供电电流为I，且弹簧长度恢复至L0并静止时，由平衡条件 重物的质量 故C正确； D. 线圈上的热功率不能超过P，而线圈上的热功率 线圈上安培力 联立可得线圈上安培力的最大值为 故D错误。 故选C。 2．在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（    ） A．东端先落地 B．西端先落地 C．两端同时落地 D．无法确定 【答案】A 【详解】赤道附近地磁场的方向均为水平由南指向北，金属棒竖直向下进入正交的电场与磁场区域后，做切割磁感线运动，根据右手定则，感应电动势的方向由西端指向东端，即东端相当于电源的正极带正电，西端相当于电源的负极带负电；在电场E中，东端的电场力受向下的电场力，西端的负电荷受向上的电场力，因此东端先着地；故选A． 【点睛】本题关键是根据右手定则判断棒两端点的电性，然后判断电场力方向． 3．如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终处于纸面内。不计空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．圆环中会产生顺时针方向的电流 B．圆环中感应电流的大小始终不变 C．圆环的水平速度一直在减小 D．圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度 【答案】CD 【详解】A．根据右手螺旋定则可知导线右边的磁场方向垂直纸面向外，圆环水平向右的速度抛出，离通电直导线越远，磁场强度越小，故线圈中的磁通量向外变小，根据楞次定律，可判断出圆环的感应电流为逆时针方向的电流，A错误； C．圆环在水平向右运动的过程中，根据楞次定律的推论“来阻去留”，可知圆环水平速度一直在减小，C正确； B．竖直方向的分运动不改变线圈的磁通量，通电直导线周围的磁感应强度随距离越远，磁感应强度越小，由直线电流外磁感应强度变化规律知磁感应强度随距离的增大变化的越来越慢，且圆环水平方向的速度也越来越小，故圆环的磁通量的变化率越来越小，圆环中感应电流的大小不断减小，B错误； D．圆环抛出后，圆环的感应电流在竖直方向上的安培力合力为零，故圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度，D正确。 故选CD。 4．（23-24高二上·河南·阶段练习）图甲是直流门铃的原理图，闭合开关门铃响。图乙为“自发电”门铃原理图，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列关于两种门铃工作时的说法正确的是（　　）    A．图甲中，闭合开关电流通过电磁铁时P端为S极 B．图甲中，小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 C．图乙中，按住按钮不动，螺线管相当于直流电源对门铃供电 D．图乙中，按下按钮过程，螺线管B端电势比A端电势高 【答案】D 【详解】A．电流通过电磁铁时，由安培定则可知，电磁铁有磁性且P端为N极，故A错误； B．电磁铁通电时有磁性，吸引小锤下落击打铃碗，此时衔铁与电路断开，而断电时电磁铁没有磁性，从而放开小锤，故B错误； C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误； D．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从A端流入从B端流出，螺线管充当电源，则B端电势高，故D正确。 故选D。 5．（23-24高二下·上海黄浦·阶段练习）如图所示装置中，线圈和缠绕在硅钢片制成的铁芯上，两导体杆分别放在如图所示的磁场中。导体杆原来静止。当导体杆做如下哪些运动时，杆将向右移动（　　） A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 【答案】BD 【详解】A．匀速运动时，中感应电流恒定，中磁通量不变，穿过的磁通量不变，中无感应电流产生，保持静止，A错误； B．向右加速运动时，和棒构成的回路中有顺时针方向增大的电流，铁芯中有逆时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，B项正确； C．向左加速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向增大的电流，铁芯中有顺时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从d到c的感应电流，由左手定则可知，棒向左移动，故C错误； D．向左减速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向减小的电流，铁芯中有顺时针方向减小的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，故D正确。 故选BD。 6．如图所示，铁芯上绕有和两个线圈，铁芯左边挂一个轻小金属环，当电键S闭合时，的两端点A、B电势 （选填“＞”、“＜”或“＝”），小金属环将向 运动，小磁针的S极将 （选填“向左”、“向右”、“向里”、“向外”）转动。 【答案】 ＜ 左 向里 【详解】[1]闭合电键S闭合时，L1线圈通电，由右手螺旋定则可得电流I1产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示 线圈L2的磁通量向右增多，由楞次定律可得感应电流I2的方向，线圈L2内电流从A流向B，两端点A、B电势小于； [2]穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增多，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故小金属环将向左运动； [3]故在通电导线周围产生的磁场方向由右手螺旋定则可知为上方叉进下方点出，小磁针受磁力而转动N极指向来显示磁场方向，故N极向纸面外转，S极向纸面里转动。 7．如图所示，质量为100g的铝框，用细线悬挂起来，框中央离地面h为0.8m，有一质量为200g的磁铁以10m/s的水平速度射入并穿过铝框，落在距铝框原位置水平距离3.6m处，则在磁铁与铝框发生相互作用时，求： （1）铝框向哪边偏斜，它能上升多高； （2）在磁铁穿过铝框的整个过程中，框中产生了多少热量。 【答案】（1）向右偏斜，0.2m；（2）1.7J 【详解】（1）磁铁在穿过铝框的过程中，使铝框中磁通量发生变化，产生感应电流，磁铁与铝框一直发生相互作用，水平方向动量守恒，磁铁穿过铝框后做平抛运动，根据平抛运动规律，得 s m/s=9m/s 根据动量守恒定律，有 2m/s 铝框作用后获得的速度向右，则将向右偏斜。根据机械能守恒，有 故 0.2m （2）根据能的转化与守恒定律，磁铁的动能一部分转化为电能，另一部分转化为铅框的动能，其中电能又转化为焦耳热，即 解得 J 即 J 二、增反减同 8．如图所示，理想变压器的一个线圈接电流计G，另一个线圈接导轨，金属棒ab可沿导轨左右滑动，B为匀强磁场，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流向上通过电流计G的是（         ） A．ab向右加速运动时 B．ab向左减速运动时 C．ab向左加速运动时 D．ab向右减速运动时 【答案】AB 【详解】A．当ab向右加速运动时，根据右手定则，可知右边线圈会产生不断增大的感应电流，且感应电流方向是从b到a，又根据安培定则可知铁芯内部会产生一个逆时针增大的磁场，可引起左边线圈中磁通量增大，使左边的线圈中感应出感应电流，再次根据楞次定律可判断左边感应电流会从下到上通过电流计G，故A正确； B．当ab向左减速运动时，根据右手定则，可知右边线圈会产生不断减小的感应电流，且感应电流方向是从a到b，又根据安培定则可知铁芯内部会产生一个顺时针减小的磁场，可引起左边线圈中磁通量减小，使左边的线圈中感应出感应电流，再次根据楞次定律可判断左边感应电流会从下到上通过电流计G，故B正确； C．当ab向左加速运动时，根据右手定则，可知右边线圈会产生不断增大的感应电流，且感应电流方向是从a到b，又根据安培定则可知铁芯内部会产生一个顺时针增大的磁场，可引起左边线圈中磁通量增大，使左边的线圈中感应出感应电流，再次根据楞次定律可判断左边感应电流会从上到下通过电流计G，故C错误； D．当ab向右减速运动时，根据右手定则，可知右边线圈会产生不断减小的感应电流，且感应电流方向是从b到a，又根据安培定则可知铁芯内部会产生一个逆时针减小的磁场，可引起左边线圈中磁通量减小，使左边的线圈中感应出感应电流，再次根据楞次定律可判断左边感应电流会从上到下通过电流计G，故D错误。 故选AB。 9．如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（　　） A．感应电流的方向先顺时针后逆时针再顺时针 B．感应电流的方向一直是逆时针 C．安培力的方向始终与速度方向相反 D．安培力的方向始终沿水平方向 【答案】D 【详解】AB．圆环从a处到圆环右侧到达两磁场边界的过程中，穿过圆环的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，此过程中的感应电流方向为逆时针方向。圆环从圆环右侧到达两磁场边界到最低点过程中，穿过圆环的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，此时电流方向沿顺时针方向。圆环从最低点到离开两磁场边界时，穿过圆环的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，此时感应电流的方向沿顺时针方向。圆环从离开磁场后到b处的过程中，穿过圆环的磁通量向外减小，则根据楞次定律可知，此过程中的感应电流方向沿逆时针方向，故AB错误； CD．由于磁感应强度在竖直方向均匀分布，且水平方向非均匀分布，则在整个过程中，导线的等效长度总是沿竖直方向的，故根据左手定则可知，安培力的方向始终沿水平方向，故C错误，D正确。 故选D。 10．如图所示，空间存在一方向垂直于纸面向里、磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，其边界MN如图中虚线所示，现将三个完全相同的导电圆环固定在纸面内，圆心O1在MN上，圆心O2、O3分别在MN的上方和下方，图中。某时刻三个圆环受到的安培力大小分别为F1、F2、F3，则下列说法正确的是（　　） A．三个圆环中的感应电流方向不都是相同的 B．三个圆环受到的安培力方向不都是相同的 C． D． 【答案】C 【详解】A．根据楞次定律，三个圆环中的感应电流方向都是逆时针方向的， A错误； B．根据左手定则，三个圆环受到的安培力方向都是垂直MN向上的， B错误； CD．设圆环半径为r，电阻为R，磁感应强度的变化率为，则有 可得 C正确，D错误。 故选C。 11．（23-24高二上·吉林通化·期末）如图所示装置中，平行导轨光滑、水平放置，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪种运动时，cd杆将向左移动（　　） A．向左加速运动 B．向左减速运动 C．向右加速运动 D．向右匀速运动 【答案】A 【详解】A．ab杆向左加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下增强的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向左的安培力，向左运动，故A正确； B．ab杆向左减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下减弱的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，向右运动，故B错误； C．ab杆向右加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，向右运动，故C错误； D．ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电流，所以cd杆不动，故D错误。 故选A。 12．（23-24高三下·新疆·阶段练习）常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（　　） A．沿逆时针方向且逐渐增大 B．沿顺时针方向且逐渐减小 C．沿顺时针方向且逐渐增大 D．沿逆时针方向且保持不变 【答案】C 【详解】若芯片线圈中产生逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则，可知芯片中电流产生的磁场方向向上，根据楞次定律可知，读卡机中电流产生的磁场向上且逐渐减小或者向下且逐渐增大，再根据右手螺旋定则，可判断出读卡机中的电流为逆时针且逐渐减小，或者顺时针逐渐增大。 故选C。 三、增缩减扩 13．如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（    ） A．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大 B．在时刻，金属圆环L内的磁通量最小 C．在时间内，金属圆环L有收缩趋势 D．在时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流 【答案】C 【分析】根据B-t图线斜率的变化，根据法拉第电磁感应定律得出电动势的变化，从而得出感应电流的变化，根据楞次定律判断出感应电流的方向，根据右手螺旋定则判断出电流所产生的磁场，从而确定磁通量的变化． 【详解】A、由B-t图知，时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零，金属圆环周围没有磁场，金属圆环L内的磁通量最小，选项A错误； B、在时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B错误； D、在时间内，L内的磁场增加，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，选项C正确； C、在时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，选项D错误。 故选C。 【点睛】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，右手螺旋定则判断电流和周围磁场方向的关系。 14．如图1所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图2所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是（　　） A．若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势 B．若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势 C．若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势 D．若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有扩张的趋势 【答案】AD 【详解】AB．若在M环通有电流，则穿过N环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，故N环中的感应电流沿逆时针方向，N环受到沿半径向里的安培力，有收缩的趋势，选项A正确，B错误； CD．若在N环通有电流，则穿过M环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，M环中感应电流沿逆时针方向，M环受到沿半径向外的安培力，有扩张的趋势，选项C错误、D正确。 故选AD。 15．如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则 （　　） A．从左向右看感应电流先逆时针后顺时针 B．铝环受到的安培力一直向左 C．铝环受到的安培力先向左后向右 D．铝环始终有收缩趋势 【答案】C 【详解】ABC．由于电流从a到b为正方向，当电流从a流向b，由右手螺旋定则可知，线圈的磁场水平向右，由于电流逐渐减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M中感应电流方向为顺时针（从左向右看），线圈与铝环相互吸引（同相电流相吸引）；当电流从b流向a，由右手螺旋定则可知，线圈的磁场水平向左，因电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，铝环M中感应电流方向为顺时针（从左向右看），线圈与铝环相互排斥（反向电流相排斥），故铝环M中的电流方向一直为逆时针，铝环受到的安培力先向左后向右，A、B错误，C正确； D．穿过线圈M的磁通量先减小后增大，根据楞次定律，阻碍磁通量的变化，则铝环受到的安培力先向左后向右，线圈先扩大后收缩的趋势，故D错误。 故选C。 16．如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。则在时间内，下列判断正确的是（　　） A．线圈R整体所受安培力方向始终向右 B．线圈R中感应电流在时改变方向 C．线圈R的面积始终有扩张的趋势 D．线圈R中感应电流的方向始终沿顺时针方向 【答案】D 【详解】AC．因为通电导线的磁感应强度大小正比于电流大小，故线框R中的磁感应强度与时间变化的关系与导线PQ中电流变化类似。在时间内，导线PQ中电流从Q到P，电流逐渐减小，根据右手螺旋定则，此时导线在线框R处产生的磁场垂直向里，且磁场强度逐渐减小，根据楞次定律，线圈R感应电流产生的磁场方向也垂直向里（减同），且线圈R有扩展和向左运动的趋势，即线圈R整体所受安培力方向向左，根据右手螺旋定则，线圈R中的电流方向为顺时针方向。在时间内，导线PQ中电流从P到Q，电流逐渐增大，根据右手螺旋定则，此时导线在线框R处产生的磁场垂直向外，且磁场强度逐渐增大，根据楞次定律，线圈R感应电流产生的磁场方向为垂直向里（增反），且线圈R有紧缩和向右运动的趋势，即线圈R整体所受安培力方向向右，根据右手螺旋定则，线圈R中的电流方向为顺时针方向，故AC错误； BD．综合上述分析，在时间内，线圈R中感应电流的方向始终沿顺时针方向，故C错误，D正确。 故选D。 四、来拒去留 17．如图所示，一根足够长的水平滑杆上套有一质量为的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道，穿过金属环的圆心．现使质量为的条形磁铁以水平速度沿绝缘轨道向右运动，则(　　)    A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来 B．磁铁将不会穿越滑环运动 C．磁铁与圆环的最终速度为 D．整个过程最多能产生热量 【答案】CD 【分析】金属圆环光滑，一足够长的水平的绝缘轨道光滑，所以圆环与磁铁组成的系统水平方向受到的合力为0，满足动量守恒，根据动量守恒定律与能量的转化与守恒定律即可解答． 【详解】A．金属环是光滑的，足够长的水平的绝缘轨道是光滑的，在磁铁穿过金属环后，二者由于不受摩擦力的作用，两者将不会停下来，A错误； B．磁铁在靠近金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相反，所以磁铁受到阻力的作用，同理，在离开金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及环与磁铁的质量之间的关系，所以不能判断出磁铁是否能够会穿越滑环运动，B错误； C．选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统，系统在水平方向受到的合力为0，满足动量守恒；选取磁铁M运动的方向为正方向，则最终可能到达共同速度时 得 C正确； D．磁铁若能穿过金属环，运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能，二者的末速度相等时损失的动能最大，为 D正确． 【点睛】本题为结合楞次定律考查动量守恒定律的应用，要注意选取的研究对象是磁铁与圆环组成的系统，可根据楞次定律的表现来判断物体运动状态的变化． 18．（2024·江苏盐城·模拟预测）为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是（　　） A．磁铁的加速度小于g B．金属环对桌面压力小于自身重力 C．俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流 D．两金属环将加速靠近（不考虑金属环之间的作用） 【答案】A 【详解】AB．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的磁通量增大，金属环产生感应电流，金属环受到向下的安培力，而磁铁受到向上的磁场力，所以磁铁向下运动时的加速度会小于g，金属环对桌面压力大于自身重力，故A正确，B错误； C．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的向上的磁通量增大，俯视观察，左边金属圆环会产生顺时针感应电流，故C错误； D．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化，所以两个圆环要向磁通量增减小的方向运动，则知a、b两线圈相互排斥远离，故D错误。 故选A。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$