2. 1 楞次定律 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.1 楞次定律 分层一：夯实基础训练 一、单选题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分 1．关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A．感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．当导体不垂直切割磁感线运动时，不能用右手定则确定感应电流的方向 2．如图所示，方形导线框A沿x轴正方向运动，从无场区进入有界匀强磁场区域（磁场区域的宽度大于导线框的边长），最后离开磁场区域。下列关于感应电流方向的描述正确的是（　　） A．线框进入磁场的过程中，电流方向为逆时针方向 B．线框完全进入磁场后，电流方向为逆时针方向 C．线框完全进入磁场后，电流方向为顺时针方向 D．线框离开磁场的过程中，电流方向为顺时针方向 3．某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A．线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） B．线圈有收缩的趋势 C．电子秤的示数等于 D．电子秤的示数大于 4．工厂生产金属工件时，光滑水平传送带上的闭合圆形金属线框，以恒定速度斜向上匀速通过有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁场宽度与线框直径恰好相等。下列说法正确的是（　　） A．线框中产生感应电流 B．线框中感应电流方向一直沿顺时针方向 C．线框中感应电流方向一直沿逆时针方向 D．线框中感应电流方向先沿逆时针后沿顺时针 5．如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内（两者相互绝缘），直导线通有恒定电流，1、2、3是线框由左向右匀速通过直导线过程中的三个位置，其中位置2时线框关于直导线对称，则关于线框中的感应电流下列说法正确的是（　　） A．位置1和位置3的电流方向相反 B．位置2中没有电流 C．位置2和位置3的电流方向相同 D．位置1和位置2的电流方向相反 6．如图，在水平桌面上放置的金属导轨与一静止的空心铜棒形成闭合回路，将其正上方的强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．铜棒向右滚动 B．回路中有顺时针方向电流（俯视） C．铜棒对导轨的压力大小等于铜棒所受重力大小 D．磁场力对磁铁做负功 7．如图所示，一个金属环放在硬纸板上，置于通电螺线管的正上方。当滑动变阻器的滑片向上滑动时，以下说法正确的是（　　） A．金属环中的磁感线方向向下 B．金属环对硬纸板的压力增大 C．金属环中的磁通量增大 D．从上往下看，金属环中有顺时针方向的感应电流 分层二：能力提升训练 二、多选题：本题共3小题，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．如图所示，电流表和线圈组成闭合回路，将磁铁的N极向线圈中插入，电流表的指针发生了偏转。在这一过程中不正确的是（　　） A．通过电流表的电流方向为a→b B．通过电流表的电流方向为b→a C．磁场力对磁铁做正功 D．磁场力对磁铁做负功 9．图甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，门铃会发出声音。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，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。下列说法不正确的是（　　） A．门铃的工作原理主要是应用了电流的磁效应 B．按下按钮的过程中，通过M中的电流方向从右向左 C．按住按钮不动后，M中不会产生感应电流 D．M中的电流大小仅由磁铁的磁性强弱决定 10．如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个长方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在时间内，则（　　） A．线框中感应电流先逆时针后顺时针 B．线框中感应电流一直沿顺时针方向 C．线框受到的安培力先向右，后向左 D．线框受到的安培力方向先向右，后向左 分层三：拓展训练 三、实验题（本大题共2小题，共16.0分。第一小题8分，第二小题8分） 三、实验题 11．张同学用如图所示的实验装置研究楞次定律。 (1)请用笔画线替代导线将图中的电路图补充完整 。 (2)张同学连接电路后，闭合开关瞬间，发现电流计的指针向右偏转，一段时间后电流计指针不偏转。继续移动滑动变阻器的滑片，发现电流计的指针始终不偏转，则电路中可能出现的问题是 （答对一条即可）。 (3)解决了第（2）问中出现的电路故障，闭合开关一段时间后，抽出线圈中铁芯的瞬间，电流计的指针向 偏转；向左迅速移动滑动变阻器滑片的瞬间，电流计的指针向 偏转。（均填“左”或“右”） 12．某兴趣小组利用如图甲、乙装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素，图中所有电流计的正中间为零刻度，电流从+极流入时，指针向右偏转。 (1)图甲中，当磁铁向下运动时，会发现电流计的指针 （选填“向左”或“向右”）偏转；由此可知，感应电流的磁场会 （选填“阻碍”或“加强”）原磁通量的变化。 (2)图乙中，当开关S由断开到闭合的瞬间，电流计乙的指针将 （选填“向左”“向右”或“不偏转”）；闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左端滑动时，电流计乙的指针将 （选填“向左”“向右”或“不偏转”）。 四、解答题（本大题共3小题，共38.0分。第一小题9分，第二小题13分，第三小题16分） 13．如图所示为超导磁浮的示意图，在水平桌面上放置着一个圆柱形磁体甲，将用高温超导材料制成的超导圆环乙从圆柱形磁体甲的正上方缓慢下移，由于超导圆环乙跟圆柱形磁体甲之间有排斥力，结果超导圆环乙悬浮在圆柱形磁体甲的正上方。若圆柱形磁体甲的N极朝上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中，从上往下看。 (1)超导圆环乙中感应电流的方向如何？ (2)当超导圆环乙稳定后，感应电流是否存在？ 14．交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与下图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。 （1）线圈中是否有感应电流? （2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致? （3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速? 15．如图所示，一根足够长的无缝铝管竖直放置，一块圆形强磁铁从铝管上端开口处静止释放。不计摩擦阻力和空气阻力，在磁铁下落的过程中，请回答： （1）铝管是否产生感应电流并说明原因； （2）描述磁铁进入铝管后的运动情况； （3）系统中的能量转化情况。 试卷第6页，共6页 试卷第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 2.1 楞次定律参考答案 1．C 【详解】A．感应电流的磁场阻碍了引起感应电流的磁通量的变化，引起感应电流的磁通量仍然要变化，因此不能够说成阻止，故A错误； B．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，而不是阻碍原磁场的变化，例如当导体切割磁感线运动时，回路中产生感应电流，穿过回路的磁通量发生变化，但原磁场不一定发生变化，故B错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，故C正确； D．当导体不垂直切割磁感线运动时，依然可以用右手定则确定感应电流的方向，将速度分解后，拇指指向垂直于磁场的速度方向，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．线框进入磁场的过程，根据楞次定律，线框中的感应电流方向沿顺时针方向，故A错误； B C．线框完全进入磁场后在磁场中运动时，穿过线框的磁通量不变，线框中感应电流为零，故BC错误； D．线框离开磁场的过程中，根据楞次定律，线框中感应电流方向沿顺时针方向，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】A．将磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量向上减少，根据楞次定律和安培定则可判断，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视），故A正确； B．穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，线圈有扩张的趋势，故B错误； CD．磁铁远离线圈，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，故CD错误。 故选A。 4．A 【详解】A．线框进入磁场过程，穿过线框的磁通量增大，线框出磁场过程，穿过线框的磁通量减小，即穿过线框的磁通量发生变化，则线框中产生感应电流，故A正确； BCD．根据右手定则可知，线框中感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针，故BCD错误。 故选A。 5．D 【详解】做出长直导线周围产生的磁场分布，如下图所示 当线圈向右移动，在位置1时，线圈内磁通量垂直纸面向外增多，根据楞次定律可得感应电流方向为顺时针；在位置2时，线圈内磁通量垂直纸面向外减小同时垂直纸面向内的增大，则感应电流的磁场方向为垂直纸面向外，根据楞次定律可得感应电流方向为逆时针；在位置3时，线圈内磁通量为垂直纸面向内减少，根据楞次定律可得感应电流方向仍为顺时针。 故选D。 6．D 【详解】A．根据楞次定律“增缩减扩”可知，强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，回路中的磁通量增大，回路面积有减小的趋势，则铜棒向左滚动，故A错误； B．根据楞次定律“增反减同”可知，回路中向下的磁通量增大，产生向上的感应磁场，根据安培定则可知，回路中有逆时针方向电流（俯视），故B错误； C．感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即磁铁靠近回路时会受到阻碍靠近的向上的排斥力，铜棒受到向下的排斥力，对导轨的压力大于重力，故C错误； D．磁铁受到的磁场力向上，与运动方向相反，则磁场力对磁铁做负功，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】A．根据安培定则，可知通电螺线管中电流产生向上的磁场，故金属环中的磁感线方向为向上，故A错误； BCD．将滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器接入电路阻值增大，可知螺线管的电流减小，则穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈中将产生逆时针方向的感应电流，通电螺线管对圆环有吸引作用，故金属环对硬纸板的压力增大，故B正确，CD错误。 故选B。 8．AC 【详解】AB．将磁铁的N极向线圈中插入，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，感应电流在线圈内部的磁场方向向上，根据安培定则可知，通过电流表的电流方向为b→a，故A错误，B正确； CD．根据楞次定律推论“来拒去留”可知，磁铁受到的磁场力方向向上，所以磁场力对磁铁做负功，故C错误，D正确。 故选AC。 9．ABD 【详解】A．门铃的工作原理主要是应用了电磁感应现象, 按下、松开按钮时穿过螺线管的磁通量发生变化, 在闭合电路中产生感应电流,故A错误; B．按下按钮的过程，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律的“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向左，再据右手螺旋定则知通过M中的电流方向从左向右，故B错误; C．按住按钮不动后，则穿过螺线管的磁通量不变,则M中不会产生感应电流，故C正确； D．M中的电流大小不仅与磁铁的磁性强弱有关，还与螺线管的匝数，按下、松开按钮的快慢有关，故D错误。 故选ABD。 10．BCD 【详解】AB．在0～t0时间内，电流方向向下减小，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向里减小，根据楞次定律，线框中感应电流的方向为顺时针；同理在t0～2t0时间内，电流方向向上增加，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向外增加，感应电流的方向还是顺时针方向，故A错误，B正确； CD．线框上下两边受到的安培力等大反向，ab边受到的安培力小于cd边受到的安培力，所以线框受到的安培力大小可以根据cd边受到的安培力情况进行分析。根据左手定则，线框受到的安培力先向右，后向左，故C正确，D正确。 故选BCD。 11．(1) (2)滑动变阻器短路或接在滑动变阻器上端接线柱的导线错接在滑动变阻器下端接线柱 (3) 左 左 【详解】（1）将线圈B和电流计串联形成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联而成另一个回路即可，实物图如图所示 （2）继续移动滑动变阻器的滑片，发现电流计的指针始终不偏转，则电路中可能出现的问题是滑动变阻器短路或接在滑动变阻器上端接线柱的导线错接在滑动变阻器下端接线柱。 （3）[1][2]闭合开关瞬间，线圈B中磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场方向相反，电流计的指针向右偏转；闭合开关一段时间后，抽出线圈中铁芯的瞬间，线圈B中磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，电流计的指针向左偏转；向左迅速移动滑动变阻器滑片的瞬间，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的电流减小，线圈B中的磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，电流计的指针向左偏转。 12．(1) 向左 阻碍 (2) 向左 向右 【详解】（1）[1][2]根据楞次定律，N极向下运动，原磁通量增大，线圈产生的磁场向上，电流从负极流入电流计，故指针向左偏转，根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁通量变化。 （2）[1][2]开关从断开到闭合瞬间，线圈A中的磁场向上增大，故线圈B的磁场向下，电流从负极流入电流计乙，指针向左偏转；同理，变阻器滑片向左端滑动，接入电阻增大，线圈A中电流减小，磁场减小，线圈B中磁场向上，电流从+极流入电流计乙，指针向右偏转。 13．(1)顺时针方向。 (2)稳定后感应电流仍存在。 【详解】（1）若圆柱形磁体甲的N极朝上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可知超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向。 （2）在超导圆环乙放入磁场的过程中，穿过超导圆环乙的磁通量增加，超导圆环乙中将产生感应电流，因为超导圆环乙是超导体，没有电阻，所以稳定后感应电流仍存在。 14．（1）有；（2）是；（3）不可以 【详解】（1）由题图可知，当磁铁旋转产生旋转磁场时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生。 （2）对磁铁旋转从右向左看，磁铁逆时针转动，闭合线圈的上直边相对磁铁顺时针转动，由右手定则可知，上直边产生的感应电流方向从右向左，由左手定则可知，上直边受到的安培力沿逆时针方向，即上直边受到的安培力对线圈产生逆时针方向的转动力矩，线圈逆时针转动，线圈转动方向是与磁铁转动方向一致。 （3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速，若线圈的转速达到磁铁转动的转速，则穿过闭合线圈的磁通量不会发生变化，线圈中不会产生感应电流，线圈就不会产生转动的力矩，电动机不能带负载工作。 15．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析 【详解】（1）强磁铁从铝管中经过时，铝管中会产生感应电流，因铝管形成的闭合回路中的磁通量发生变化。 （2）由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍磁铁相对铝管的运动，磁铁运动越快，铝管中的感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，因此磁铁先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动。 （3）磁铁由静止释放后，磁铁的一部分机械能首先转化为电能，由焦耳定律可知，电能再转化为铝管的内能。 2 学科网（北京）股份有限公司 $