第十二章第1讲　电磁感应现象　楞次定律-2025版高考总复习物理

[基础落实练]1.一种延时继电器的示意图如图所示。铁芯上有两个线圈A和B。当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁D一小段时间，之后弹簧才把衔铁D拉起。能做到延时的主要原因是()A．线圈A中的电流逐渐减小B．线圈B中产生了感应电流C．铁芯中有剩磁起主要作用D．衔铁D有剩磁起主要作用解析：当开关S断开后，电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间是因为通过线圈B的磁通量减少，产生互感现象，B中产生感应电流，感应电流产生的磁场使铁芯对衔铁仍有吸引作用，故能够延时，B正确，A、C、D错误。答案：B2．如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到()A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动解析：无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律(增反减同)，右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动，故B正确。答案：B3．如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是()A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流解析：当条形磁铁以速度v向螺线管靠近，穿过螺线管的磁通量增大，则螺线管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关，故B正确。答案：B4．(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动，O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则()A．φO>φC B．φC>φAC．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC解析：导体棒OA段旋转切割磁感线，根据右手定则可知φO＞φA；AC段不切割磁感线，属于等势体，则φA＝φC，故φO＞φA＝φC，A正确，B、C、D错误。答案：A5．(2024·四川德阳广汉中学诊断)如图(a)所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，规定图(a)中箭头方向为电流的正方向。直导线中通以图(b)所示的电流，则在0～t1时间内，导线框中感应电流的方向()A．先顺时针后逆时针B．先逆时针后顺时针C．始终沿顺时针D．始终沿逆时针解析：开始阶段直导线中电流向右减小，则穿过线框的磁通量垂直纸面向里减小，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向；后一阶段直导线中电流向左增加，则穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向，故C正确。答案：C6.(多选)正方形金属线框abcd如图靠墙放置，空间中存在竖直向上的匀强磁场(未画出)。在外力作用下ab边贴着墙面向下运动，cd边贴着水平面向左运动，此过程中线框的()A．磁通量增加B．磁通量减小C．感应电流方向为abcdaD．感应电流方向为adcba解析：在外力作用下ab边贴着墙面向下运动，cd边贴着水平面向左运动，此过程中线框的磁通量增加，由楞次定律可判断出感应电流方向为adcba，选项A、D正确。答案：AD7．如图所示，一带正电粒子从直径上方掠过在水平面内的金属圆环表面，粒子与圆环不接触，该过程中()A．穿过金属环的磁通量一定不变B．环中一定有感应电流C．金属环有扩张趋势D．粒子与金属环无相互作用解析：带正电粒子从直径上方掠过金属圆环表面时，穿过金属圆环的净磁通量为垂直纸面向里，且净磁通量先增后减，环中产生感应电流，金属环先有收缩后有扩张趋势，故A、C错误，B正确；环中产生感应电流后周围会有磁场，且在环内磁场方向垂直于环所在的平面，正电荷从左往右运动时会受到洛伦兹力，所以粒子与金属环有相互作用，故D错误。答案：B8.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时(重力加速度为g)()A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁体的加速度仍为gD．磁体的加速度一定大于g解析：当一条形磁体从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，P、Q将相互靠拢从而阻碍回路的磁通量增大，故A正确，B错误；根据楞次定律可知，回路中感应电流的磁场将阻碍条形磁体的靠近，所以磁体的加速度一定小于g，故C、D错误。答案：A[能力提升练]9．如图甲所示，在光滑水平面上，使电路abcd的ad端加上如图乙所示的交变电压，a点电势高于d点电势时电压u为正值，电路abcd所围区域内还有一弹性导线框MNPQ置于光滑水平面上，以下说法错误的是()A．t1时刻，线框MNPQ中的感应电流为零B．t2时刻，电路abcd对线框MNPQ的安培力为零C．t3时刻，线框MNPQ中的感应电流为顺时针方向D．t2～t3时间内，线框MNPQ的面积会变大解析：t1时刻，电势差最大但是图像的斜率为0，则其变化率也为0，所以线框MNPQ中的感应电流为零，A正确；t2时刻，线框MNPQ中的感应电流最大，但是电路中电流为0，其产生的磁场也为0，则电路abcd对线框MNPQ的安培力为零，B正确；t3时刻，由安培定则知，电路abcd产生的磁场方向垂直水平面向上，并且磁通量增大，由楞次定律及安培定则，可知线框MNPQ中的感应电流为顺时针方向，C正确；t2～t3时间内，电路中的电流增大，线框MNPQ中的磁通量增大，由楞次定律推论知线框MNPQ的面积会变小，D错误。答案：D10.一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直。将线圈P连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关。下列情况中，可观测到Q向左摆动的是()A．S闭合的瞬间B．S断开的瞬间C．在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时D．在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变解析：S闭合的瞬间，线圈P中电流由无到有，产生的磁场从无到有，线圈Q中磁通量从无到有，线圈Q中磁通量增加，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的增大，则线圈Q将向左运动远离线圈P，故A正确；S断开的瞬间，线圈P中电流由有到无，产生的磁场由有到无，线圈Q中磁通量由有到无，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P，故B错误；在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，线圈P中电流减小，产生的磁场变弱，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P，故C错误；在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变，线圈P中电流不变，产生的磁场不变，线圈Q中磁通量不变，线圈Q中不产生感应电流，线圈Q不受磁场力，线圈Q不动，故D错误。答案：A11．(多选)两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁体如图放置。当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动。以下说法正确的是()A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止解析：P向右摆动的过程中，线框中的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，选项A正确；P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，线圈Q下侧将受到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动，选项B正确，C错误；若用手左右摆动Q，线圈Q切割磁感线产生感应电动势，在线圈P中将产生感应电流，受到安培力作用，由左手定则可判断出P将摆动，不会保持静止，选项D错误。答案：AB12．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab棒和cd棒的运动情况是()A．ab棒向左运动，cd向右运动B．ab棒向右运动，cd向左运动C．ab棒和cd棒都向右运动D．ab棒和cd棒都保持静止解析：由安培定则可知，螺线管中磁场方向向上，金属棒ab、cd所在处的磁感线方向均向下，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知，ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，所以ab棒向左运动，cd棒向右运动，故A正确。答案：A13.如图所示，在同一个水平面内彼此绝缘的两个光滑圆环A、B，大圆环A中通有顺时针方向的恒定电流I。小圆环B的一半面积在圆环A内、一半面积在圆环A外，下列说法正确的是()A．穿过环B的磁通量为0B．环B中有持续的感应电流C．若增大环A内的电流，则环B会向右移动D．若减小环A内的电流，则环B会产生逆时针方向的电流解析：由题图，根据安培定则可知整个A环上的电流在其内部的磁场均向里，磁场在B环左半