2025版高考物理一轮总复习第12章电磁感应第29讲电磁感应现象楞次定律提能训练

第十二章第29讲基础过关练题组一磁通量电磁感应现象1.如图所示，两个条形磁铁呈“V”字形放置，将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于N、S极之间。线圈与灵敏电流计通过开关相连。以下几种说法中正确的是(C)A．保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，只要闭合开关，电路中就会产生持续的感应电流B．保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，开关闭合的瞬时，电路中会产生感应电流C．在开关保持闭合的状况下，将软铁棒从两磁极间移开的瞬时，电路中会产生感应电流D．在开关保持闭合的状况下，移开左侧或右侧磁铁的瞬时，电路中不会产生感应电流[解析]产生感应电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变更，当保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变时，磁通量不变，即使闭合开关也不会形成感应电流，A、B两项错误；在开关保持闭合的状况下，无论移动软铁棒还是移动磁铁的瞬间，磁通量都是变更的，电路中都能产生感应电流，C项正确，D项错误。2.如图所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的变更量的大小是(C)A.eq\f(\r(3)－1,2)BS B．eq\f(\r(3)＋1,2)NBSC.eq\f(\r(3)＋1,2)BS D．eq\f(\r(3)－1,2)NBS[解析]磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必需垂直。初态Φ1＝Bsin30°·S，末态Φ2＝－Bcos30°·S，磁通量的变更量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos30°－sin30°)|＝eq\f(\r(3)＋1,2)BS，所以C正确。题组二楞次定律楞次定律的推广含义3．(多选)如图所示，导体棒AB、CD可在水平光滑轨道上自由滑动，下列说法正确的是(AC)A．将导体棒CD固定，当导体棒AB向左移动时，AB中感应电流的方向为A到BB．将导体棒CD固定，当AB向右移动时，AB中感应电流的方向为A到BC．将导体棒AB固定，当CD向左移动时，AB中感应电流的方向为A到BD．将导体棒AB固定，当CD向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B[解析]由右手定则可推断，当AB向左运动时，AB中感应电流方向为A→B；当AB向右运动时，AB中感应电流方向为B→A，A正确，B错误；当CD向左运动时，CD中的感应电流方向为C→D，AB中的感应电流方向为A→B；当CD向右移动时，AB中感应电流方向为B→A，C正确，D错误。4.如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生(D)A．顺时针电流，且有收缩趋势B．顺时针电流，且有扩张趋势C．逆时针电流，且有收缩趋势D．逆时针电流，且有扩张趋势[解析]磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的磁通量削减，依据楞次定律，感应电流产生的磁场方向由南指向北，即以推窗人的视角来看，感应电流为逆时针电流，同时依据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势。故选D。5．如图所示，矩形金属线框abcd置于光滑的绝缘水平面上，直导线MN与cd平行放置且固定在水平面上，直导线MN与电源、滑动变阻器R、开关S构成闭合回路。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从e端移到f端的过程中(C)A．线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，在水平面上静止不动B．线框abcd中有沿a→d→c→b→a方向的感应电流，沿水平面对右运动C．线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，沿水平面对右运动D．线框abcd中有沿a→d→c→b→a方向的感应电流，在水平面上静止不动[解析]滑动变阻器的滑片从e端移到f端的过程中，电阻R变大，电路中电流减小，穿过线框的磁通量减小，原磁通量方向为垂直线框平面对外，则由楞次定律可知感应电流方向沿a→b→c→d→a，由左手定则可知cd边所受安培力向右，ab边所受安培力向左，因为cd边所在位置磁感应强度大于ab边所在位置磁感应强度，所以cd边所受安培力大于ab边所受安培力，所以线框沿水平面对右运动，故C正确，A、B、D错误。6.一种电磁弹射系统原理可简化为如图所示，当固定螺线管线圈突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去。下列说法正确的是(C)A．若将电池正负极对调后，金属环不能被弹射出去B．若将金属环置于线圈的右侧，金属环不能被弹射出去C．合上开关S的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流D．合上开关S的瞬间，金属环有扩大的趋势[解析]若将电池正负极对调后，螺线管的电流增大时，金属环的磁通量增大，依据楞次定律，金属环将产生与螺线管反方向的电流，依据左手定则，金属环照旧能被弹射出去，A项错误；无论将金属环置于线圈的右侧还是左侧，只要金属环的磁通量增大，金属环都能被弹射出去，B项错误；合上开关S的瞬间，金属环的磁通量增大，依据楞次定律，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流，C项正确；合上开关S的瞬间，金属环的磁通量增大，依据增缩减扩规律，金属环有收缩的趋势，D项错误。故选C。7．(多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，右侧线圈与一电源、滑动变阻器、开关连成电路，左侧线圈与一小灯泡连成回路。整个过程中灯泡不烧坏，下列说法正确的是(ACD)A．闭合开关瞬间，灯泡亮，通过灯泡的电流方向由右向左B．闭合开关并保持一段时间后，灯泡亮，通过灯泡的电流方向由左向右C．闭合开关并保持一段时间后，滑动变阻器P向右滑动过程中，灯泡亮，通过灯泡的电流方向由左向右D．闭合开关一段时间后，再断开开关的瞬间，灯泡亮，通过灯泡的电流方向由左向右[解析]闭合开关瞬间，右侧线圈中电流增大，电流产生的磁场方向向左，穿过左侧线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，通过灯泡电流方向由右向左，故A正确；闭合开关并保持一段时间后，右侧线圈中的电流恒定，此电流产生的磁场不变，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中不产生电流，灯泡不亮，故B错误；闭合开关并保持一段时间后，滑动变阻器P端向右滑动过程中，右侧线圈中的电流减小，电流产生的磁场方向向左且减小，由楞次定律可知，通过灯泡的电流方向由左向右，故C正确；闭合开关一段时间后，再断开开关的瞬间，右侧线圈中的电流减小，电流产生的磁场方向向左且减小，由楞次定律可知，通过灯泡的电流方向由左向右，故D正确。8．电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈旁边被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变更，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。其简化示意图如图所示。则当图中琴弦向右靠近线圈时(C)A．穿过线圈的磁通量减小B．线圈中不产生感应电流C．琴弦受向左的安培力D．线圈有扩张趋势[解析]琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故A、B、D错误，C正确。实力综合练9．如图所示，质量为m的木块A和质量为m的磁铁B同时从光滑的铝制斜面顶端静止释放，沿着直线下滑到斜面底端。则下列说法中正确的是(C)A．木块A和磁铁B下滑都仅受重力和支持力B．木块A到达底端速度较小C．磁铁B到达底端用时较长D．两者到达斜面底端时动能相同[解析]木块A下滑仅受重力和支持力，对于磁铁B依据楞次定律可知会受到阻碍相对运动的安培力，故A错误；依据A选项分析可知，A下滑加速度大，下滑位移相同，所以木块A到达底端速度较大，磁铁B到达底端用时较长，故B错误，C正确；因为两者到达底端速度不同，质量相同，所以两者到达斜面底端时动能不同，故D错误。10．(2024·辽宁锦州联考)如图所示，边长为4d的金属框在xy平面内沿＋x方向做匀速直线运动，依次通过磁感应强度大小均为B0的匀强磁场区域Ⅰ～Ⅲ。当金属框上的p点运动到x＝7d的位置时，p点没有感应电流。区域Ⅲ的磁场方向垂直于xy平面。下列叙述正确的是(AC)A．区域Ⅰ和Ⅲ的磁感应强度方向相同B．区域Ⅱ和Ⅲ的磁感应强度方向相同C．p点运动到x＝3d时，p点的感应电流方向为＋yD．p点运动到x＝3d时的感应电流大小大于p点运动到x＝5d时的电流[解析]当金属框上的p点运动到x＝7d的位置时，p点没有感应电流。依据右手定则，区域Ⅰ和Ⅲ的磁感应强度方向相同，A正确，B错误；p点运动到x＝3d时，依据右手定则，p点的感应电流方向为＋y，C正确；磁感应强度大小不变，则p点运动到x＝3d时的感应电流大小等于p点运动到x＝5d时的电流，D错误。故选AC。11．如图，水平地面放置导线框abcd，正上方有一圆柱形磁体，若磁体以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，此过程中线框始终处于静止状态，下列说法正确的是(D)A．ab边对地面的压力增大，cd边对地面的压力减小B．ab边和cd边均不受磁场力的作用C．线框中感应电流的方向为abcdaD．线框受地面的摩擦力方向水平向右[解析]磁体转动前，线框的磁通量最大，若以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，线框的磁通量减小，依据楞次定律，线框产生adcba方向的感应电流，磁体以磁体中心为轴在xOz平面内顺时针转过一个小角度，等效为磁体向左上方移动，依据来拒去留，磁体对线框产生向左上方的吸引力，依据平衡条件，线框受地面的摩擦力方向水平向右，线框ab边、cd边所受安培力均向上，对地面的压力减小。故选D项。12.(多选)(2024·广东卷)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有(AC)A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C．线圈从P点起先竖直向上运动时，线圈中无感应电流D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等[解析]由于水平地面下的导线为通有恒定电流I的长直导线，且平行于y轴，而MN也平行于y轴，所以N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同，A项正确；由于PN平行于x轴，故线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量始终变更，B项错误；线圈从P点起先竖直向上运动时，穿过线圈的磁通量始终为零，磁通量不变，线圈中无感应电流，C项正确；线圈从P到M过程和从P到N过程，线圈中磁通量变更量相同，而sPM>sPN，又速率相同，所以tPM>tPN，依据法拉第电磁感应定律可知，线圈从P到M过程产生的感应电动势小于从P到N过程产生的感应电动势，D项错误。13．如图甲所示，将金属圆环和“”形金属线框相互靠近后并固定在水平面上，金属棒AB放在线框上，给圆环a、b端接上如图乙所示的余弦交变电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒AB始终保持静止，则下列推断正确的是(A)A．0～t1时间内，AB棒中的感应电流方向为B→AB．0～t1时间内，AB棒受到的摩擦力方向向右C．t2～t3时间内，AB棒中感应电流方向先由A→B再由B→AD．t1时刻AB棒受到的安培力最大，t2时刻AB棒受到的安培力最小[解析]0～t1时间内，依据安培定则可知，右侧闭合回路中穿过纸面对外的磁通量减小且减小得越来越快，依据楞次定律和安培定则可知，AB