第二章 1.楞次定律-【金版教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册作业与测评word（人教版）

物理　选择性必修·第二册[人教版]作业与测评 1.楞次定律 典型考点一　实验：探究影响感应电流方向的因素 1．某实验小组探究影响感应电流方向的因素。所利用的器材有灵敏电流计、线圈、条形磁体、一节干电池、开关、导线若干。实验步骤如下： (1)按图甲连接电路，闭合开关，通过观察得到灵敏电流计________方向和________方向的关系； (2)记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计连接成如图乙所示的闭合回路； (3)把条形磁体N极(或S极)向下插入线圈中，然后从线圈中拔出，每次记下电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出________方向，从而确定______________方向； (4)将实验结果汇总进行分析。由于线圈的横截面积不变，因此磁场的变化就体现了磁通量的变化，该小组发现，当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小； (5)总结概括。感应电流具有这样的方向，即___________________________________ _____________。 答案：(1)指针偏转　电流 (3)感应电流　感应电流的磁场 (5)感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 解析：(1)实验前应确定电流方向与灵敏电流计指针偏转方向的关系，以便实验时根据指针偏转方向确定电流方向，从而进行实验探究。 (3)记下电流计中指针偏转的方向，可判断出流入电流计的电流流向，进而判断线圈中感应电流的方向，从而确定感应电流的磁场方向。 (5)根据实验结果分析可知，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 [名师点拨]　在分析“探究影响感应电流方向的因素”的实验结果时，发现感应电流的方向与磁体磁场的方向并无直接关系，关键是引入“感应电流的磁场”这个中介，从而分析感应电流磁场的方向与引起感应电流的磁通量变化的关系。 典型考点二　楞次定律的理解 2．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定(　　) A．阻碍引起感应电流的磁通量 B．与引起感应电流的磁场方向相反 C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．与引起感应电流的磁场方向相同 答案：C 解析：由楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同，也可能与原磁场的方向相反，C正确，A、B、D错误。 3.(多选)在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是(　　) A．圆环中有感应电流产生 B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处 C．圆环最终停在轨道的最低点B处 D．安培力始终阻碍圆环的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化 答案：ACD 解析：水平通电直导线周围有磁场，且离导线越远磁感应强度越小，在圆环运动过程中，通过圆环的磁通量变化，故有感应电流产生，A正确；因为圆环在运动的过程中，有感应电流产生，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上滑到轨道右侧与A点等高的C处，B错误；由于圆环运动的过程中，磁通量不断变化，所以机械能不断转化为电能，故圆环的机械能越来越小，最终停在最低点B处，C正确；由能量守恒定律可知，安培力始终对圆环做负功，这样便阻碍了圆环中磁通量的变化，D正确。 [名师点拨]　由于电阻的存在，感应电流在闭合回路中流动时将产生热量。根据能量守恒定律，能量不可能无中生有，这部分热量只可能从其他形式的能量转化而来。 楞次定律实质上是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。 典型考点三　利用楞次定律判断感应电流的方向 4.(多选)如图所示，在水平放置的条形磁体的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持在竖直平面内。在位置b时，N极附近的磁感线正好与线圈平面垂直。在线圈从a到c运动的过程中，下列说法中正确的是(　　) A．穿过线圈的磁通量先增大后减小 B．穿过线圈的磁通量先减小后增大 C．从左边看，线圈中的感应电流先顺时针后逆时针 D．从左边看，线圈中的感应电流先逆时针后顺时针 答案：AD 解析：根据条形磁体周围的磁场分布情况，可知线圈从位置a到位置b的过程中，穿过线圈的磁通量增大，线圈从位置b到位置c的过程中，穿过线圈的磁通量减小，A正确，B错误；由楞次定律可知，从左边看，线圈中的感应电流先逆时针后顺时针，D正确，C错误。 [名师点拨]　应用楞次定律判定感应电流方向的思路，可以概括为： 上图描述了磁通量变化、原磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以确定第三个因素。 5．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的稳定且强度较大的直流电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计，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，检测线圈位于水平地面内，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(　　) A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针 C．先顺时针后逆时针，然后再顺时针 D．先逆时针后顺时针，然后再逆时针 答案：D 解析：检测线圈在直导线以北运动过程中，穿过线圈的磁场向下，磁通量先增大后减小，到直导线正上方时，磁通量为零，根据楞次定律可知，俯视检测线圈，线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针；检测线圈在直导线以南运动过程中，穿过线圈的磁场向上，磁通量先增大后减小，到距直导线很远处时，磁通量为零，根据楞次定律可知，俯视检测线圈，线圈中感应电流的方向先顺时针后逆时针。综上所述，在整个过程中，俯视检测线圈，检测线圈中的感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针，故D正确。 6．(多选)如图，线圈A、铁芯M、线圈B都可自由移动，S合上后要使B中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b，可采用的办法是(　　) A．使B迅速靠近A B．断开电源开关S C．将铁芯M插入 D．将铁芯M抽出 答案：AC 解析：由题意可知，流过电阻R的电流方向为a→b，根据右手螺旋定则，线圈B中感应电流的磁场方向是水平向左，因此原磁场水平向左减弱或水平向右增强。根据右手螺旋定则可知，线圈A在B中产生的磁场方向是水平向右，当使B迅速靠近A时，穿过线圈B的磁通量向右且增大，因此R中的感应电流方向为a→b，A正确；当断开电源开关时，穿过线圈B的磁通量向右减小，因此R中的感应电流方向为b→a，B错误；当将铁芯M插入时，穿过线圈B的磁通量向右增加，因此R中的感应电流方向为a→b，将铁芯M抽出时，R中电流反向，故C正确，D错误。 典型考点四　右手定则及其应用 7．下列各图中的导体棒是闭合回路的一部分，图中分别标出了导体棒的速度方向、磁场方向和棒中感应电流的方向，其中三者关系正确的是(　　) 答案：B 解析：根据右手定则，伸开右手，让磁感线穿过掌心，大拇指指向导体棒运动方向，可判断感应电流的方向。A中感应电流应沿导体棒向里，B中感应电流应沿导体棒向外，C中感应电流应沿导体棒向右，则A、C错误，B正确。D中导体棒运动时不切割磁感线，无感应电流产生，D错误。 8.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是(　　) A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b 答案：B 解析：解法一：根据磁场方向和导体棒的运动方向，用右手定则可以判断出在PQ中产生的感应电流的方向为由P指向Q，所以流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，故选B。 解法二：当导体棒向左滑动时，穿过导体棒与电阻R组成的回路的磁通量垂直纸面向里增加，由楞次定律知回路中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，再由安培定则知感应电流方向为逆时针，即流过R的电流为由c到d；穿过导体棒与电阻r组成的回路的磁通量垂直纸面向里减小，由楞次定律知回路中感应电流产生的磁场垂直纸面向里，再由安培定则知感应电流方向为顺时针，即流过r的电流为由b到a。故选B。 9.某教室墙上有一朝南的铝合金边框的窗户，如图所示，当把窗户左侧向外推开时，下列说法正确的是(　　) A．穿过窗户的地磁场的磁通量变大 B．穿过窗户的地磁场的磁通量不变 C．从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是逆时针 D．从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是顺时针 答案：C 解析：解法一：地球表面附近地磁场由南向北，当朝南的窗向外推开时，穿过窗户的地磁场的磁通量变小，根据楞次定律可知，从推窗人的角度看，窗框中产生逆时针方向的感应电流，A、B、D错误，C正确。 解法二：地球表面附近的地磁场由南向北，当把朝南的窗向外推开时，窗户左边沿斜向西运动切割磁感线，根据右手定则可知，窗户左边沿中产生向下的感应电流，所以从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是逆时针。 [名师点拨]　楞次定律与右手定则的选用方法 有的问题只能用楞次定律而不能用右手定则，有的问题则两者都能使用，关于选用楞次定律还是右手定则，要具体问题具体分析。 (1)如果导体不动，回路中的磁通量变化，要用楞次定律判断感应电流方向，而不能用右手定则判断。 (2)如果回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简便，用楞次定律也能进行判断，但较为麻烦。 (3)如果导体不动，而磁场相对导体运动，此时仍可用右手定则判断感应电流的方向，但是右手定则中拇指所指的方向不是磁场运动的方向，而是磁场运动的反方向，即是导体相对磁场做切割磁感线运动的方向。 1．为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(电流测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面时强磁体的磁场垂直地面向里(如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为(　　) A．始终沿逆时针方向 B．先沿顺时针，再沿逆时针方向 C．先沿逆时针，再沿顺时针方向 D．始终沿顺时针方向 答案：C 解析：列车上强磁体的磁场方向垂直地面向里，在列车经过线圈的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先沿逆时针，再沿顺时针方向，C正确。 2．(多选)下列选项表示的是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为b→a的是(　　) 答案：BCD 解析：A中，导体ab顺时针转动，运用右手定则时，让磁感线穿过掌心，拇指指向导体ab运动方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，A错误；B中，导体ab向纸外运动，运用右手定则时，让磁感线从掌心进入，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，B正确；C中，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向为b→a→c→b，则导体ab上的感应电流方向为b→a，C正确；D中，导体ab沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，D正确。 3.(多选)如图所示是一种磁电式仪表的原理图，可以用它来测量电流的大小。P是带指针的可以转动的绕在铁芯上的线圈，P置于磁场中，A、B为两个接线柱。如果把两接线柱用导线连接起来，再拨动指针，这时连接两接线柱的导线中的感应电流方向应是(　　) A．将指针向右拨动时，电流方向由A指向B B．将指针向右拨动时，电流方向由B指向A C．将指针向左拨动时，电流方向由A指向B D．将指针向左拨动时，电流方向由B指向A 答案：AD 解析：将指针向右拨动时，根据右手定则，连接两接线柱的导线中的电流方向由A指向B，故A正确，B错误；将指针向左拨动时，根据右手定则，连接两接线柱的导线中的电流方向由B指向A，故C错误，D正确。 4．如图所示，在自行车速度表中，条形磁体与车轮的某根辐条连接，线圈固定在车架上观察者一侧，轮子每转一圈磁体就经过线圈一次。当磁体经过线圈时，在线圈中感应出一个电流脉冲，若以逆时针方向为电流正方向，下图中可能是线圈中所产生的电流脉冲的是(　　) 答案：C 解析：根据题图可知，当磁体靠近线圈时，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外增加，根据楞次定律，可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，为负值；随着轮子的转动，当磁体远离线圈时，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外减小，根据楞次定律，可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，为正值。故选C。 5．市场上某款“自发电”门铃开关如图甲所示。其原理可简化为图乙，在按下门铃按钮过程中，夹着永磁体的铁块向下移动，改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场发生改变。松开门铃按钮后，弹簧可使之复位(与a、b连接的外电路未画出)。由此可判断(　　) A．未按下按钮时，线圈a、b两点间存在电势差 B．按下按钮过程中，线圈中感应电流始终由b经线圈流向a C．按钮复位过程中，线圈中的磁通量一直减小 D．按下按钮过程与松开复位过程中，a点的电势始终高于b点 答案：B 解析：永磁体和两侧铁块可视为一个上端N极、下端S极的蹄形磁体，未按下按钮时，穿过线圈的磁通量不变，则线圈中不产生感应电流，因此a、b两点间不存在电势差，故A错误；按下按钮过程中，穿过线圈的磁通量先向右减小，后向左增大，根据楞次定律和线圈绕向可知，感应电流方向从b通过线圈流向a，又因为线圈相当于外电路的电源，电源内部电流方向由负极流向正极，因此线圈a点的电势比b点的电势高；按钮复位过程中，穿过线圈的磁通量先向左减小，后向右增大，根据楞次定律和线圈绕向可知，感应电流方向从a经过线圈流向b，同理可知，a点的电势比b点的电势低，故B正确，C、D错误。 6．由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼和周围潮湿空气组成的电路中就会有微弱电流，机翼的两端之间会有一定的电势差。若飞机在北半球水平飞行，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势(　　) A．低 B．高 C．相等 D．以上情况都有可能 答案：B 解析：地磁场磁感应强度在北半球的竖直分量方向竖直向下，当飞机在北半球水平飞行时，由右手定则可判定，从飞行员的角度看，机翼中的感应电流从右端流向左端，而机翼相当于电源，则机翼左端的电势比右端的电势高。故选B。 7.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现(　　) A．先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流 B．先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流 C．始终有顺时针方向的感应电流 D．始终有逆时针方向的感应电流 答案：D 解析：在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，超导线圈中原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，超导线圈中原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流。故A、B、C错误，D正确。 8.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且上、下两边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中(　　) A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流的方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 答案：B 解析：线框在下落过程中，所在位置磁场减弱，穿过线框的磁通量减小，故A错误；线框在下落过程中，因为穿过线框向里的磁通量一直减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应电流的方向不变，故B正确；线框上边受到的安培力大于下边受到的安培力，故线框所受安培力的合力不为零，故C错误；线框中产生电能，则机械能减小，故D错误。 [名师点拨]　对楞次定律的理解 (1)因果关系：闭合导体回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因。 (2)对“阻碍”的进一步理解：“阻碍”只是延缓了磁通量的变化，而不是阻止它的变化，变化将继续进行(阻而未止)。 9．(多选)两个圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕环心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则(　　) A．A可能带正电且转速增大 B．A可能带正电且转速减小 C．A可能带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大 答案：AC 解析：由题图可知，B中电流方向为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场向外，由楞次定律可知，引起感应电流的磁场可能为：向外减弱或向里增强；若原磁场向里增强，则A中电流方向应为顺时针，即A应带正电，且A中电流应增大，即A的转速应增大，A正确，B错误；若原磁场向外减弱，则A中电流方向应为逆时针，即A应带负电，且A中电流应减小，即A的转速应减小，C正确，D错误。 10．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，用以下四幅草图记录了磁体运动以及产生的感应电流方向的实际情况。 (1)甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量________(填“增大”或“减小”)时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向________(填“相同”或“相反”)。 (2)丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量________(填“增大”或“减小”)时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向________(填“相同”或“相反”)。 (3)概括以上实验结果，俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要________引起感应电流的磁通量的变化。 (4)本实验方案采用了________(填“归纳总结”或“假设推理”)的物理思想方法。 答案：(1)增大　相反　(2)减小　相同 (3)阻碍　(4)归纳总结 解析：(1)当磁体靠近线圈运动，穿过线圈的磁感线条数增加，即穿过线圈的磁通量增大。在图甲中，条形磁体在线圈处的磁场方向竖直向下，根据安培定则可以判断感应电流的磁场方向竖直向上；同理，在图乙中，条形磁体在线圈处的磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向上，则感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反。 (2)当磁体远离线圈运动，穿过线圈的磁感线条数减小，即穿过线圈的磁通量减小。在图丙中，条形磁体在线圈处的磁场方向竖直向下，根据安培定则可以判断感应电流的磁场方向竖直向下；同理，在图丁中，条形磁体在线圈处的磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向下，则感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。 (3)根据(1)(2)结论，可知感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (4)本实验根据磁通量变化的所有可能情形设计实验操作方案，从而得出普遍规律，所以本实验方案采用了归纳总结的物理思想方法。 12 学科网（北京）股份有限公司 $