热点37 电磁感应定律和楞次定律 --高考物理50热点冲刺精练（名师解析）

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点37 电磁感应定律和楞次定律
1. （2024北京东城期末）如图，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。已知开关闭合瞬间，电流表指针向右偏转，则下列正确的是（　　）
A. 开关断开瞬间，电流表指针不偏转
B. 开关闭合瞬间，在A线圈中没有电磁感应现象发生
C. 开关闭合，向右移动滑动变阻器的滑片，电流表指针向右偏转
D. 开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将对线圈A产生排斥力
【参考答案】C
【名师解析】
开关断开瞬间，线圈B的磁通量变小，则有感应电流产生，所以电流表指针偏转，故A错误；
开关闭合瞬间，A线圈的磁通量变大，则在A线圈中也会产生感应电流，即在A线圈中有电磁感应现象发生，故B错误；由题可知，开关闭合瞬间，即线圈B的磁通量变大瞬间，电流表指针向右偏转。则开关闭合，向右移动滑动变阻器的滑片，电路中的电流增大，A线圈中产生的磁场增强，导致线圈B的磁通量变大，所以电流表指针向右偏转，故C正确；开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B的磁通量变小，则根据楞次定律可知，线圈B将对线圈A产生吸引力来阻碍线圈B的磁通量变小，故D错误。
。
2. （2024山东青岛期末） 如图所示为“研究电磁感应现象”实验装置。关于下列实验操作及实验现象的说法正确的是（ ）
A. 闭合开关，线圈A插入线圈B的过程中，灵敏电流计的指针发生偏转
B. 闭合开关，线圈A插入线圈B后保持静止，灵敏电流计指针发生偏转
C. 闭合开关，线圈A插入线圈B后，变阻器滑动头快速滑动过程中，灵敏电流计指针发生偏转
D. 线圈A插入线圈B后，闭合开关及断开开关，都将引起灵敏电流计的指针发生偏转
【参考答案】ACD
【名师解析】
闭合开关，线圈A插入线圈B的过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，则灵敏电流计的指针发生偏转，选项A正确；闭合开关，线圈A插入线圈B后保持静止，穿过线圈B的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转，选项B错误；闭合开关，线圈A插入线圈B后，变阻器滑动头快速滑动过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转，选项C正确；线圈A插入线圈B后，闭合开关及断开开关，则穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，都将引起灵敏电流计的指针发生偏转，选项D正确。
3. （2024湖南永州重点高中质检）把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图所示．下列说法正确的是（　　）
A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有a→b的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后，在增大滑动变阻器R阻值的过程中，电流表G中有a→b的感应电流
D. 闭合开关S后，在增大滑动变阻器R阻值的过程中，电流表G中有b→a的感应电流
【参考答案】D
【名师解析】
闭合开关S的瞬间，通过B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，故选项AB错误；
闭合开关S后，在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中，A线圈中的电流逐渐减小，即B线圈处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律可知，电流表G中的感应电流方向为b→a，故选项C错误，D正确。
4 . (2024浙江台州期末)如图所示，A、B都是薄铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点转动．若用条形磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（ ）
A. 磁铁N极插向A环，A环被吸引
B. 磁铁S极插向A环，A环被吸引
C. 无论磁铁哪个极拔出B环，横梁都会转动
D. 无论磁铁哪个极拔出B环，横梁都不会转动
【参考答案】D
【名师解析】
无论磁铁哪个磁极插向A环，A环内的磁通量均变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒），可知闭合圆环中会产生感应电流且A环被排斥，故AB错误；
无论磁铁哪个极拔出B环，B环内的磁通量变化，产生感应电动势，但是由于B环不闭合，所以B环没有感应电流，即圆环不受到安培力的作用，圆环保持静止，横梁不发生转动。故C错误，D正确。
5. （2024陕西渭南一模） 如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，则（　　）
A. 从上向下看，薄圆管中的感应电流为逆时针方向
B. 薄圆管有垂直于轴线方向向内收缩趋势
C. 轻绳对薄圆管的拉力的合力大于薄圆管的重力
D. 轻绳对薄圆管的拉力随时间减小
【参考答案】B
【名师解析】．由题意可知，穿过圆管的磁通量向上且增加。根据楞次定律定律可知，感应电流的磁场要阻碍其增加。所以感应电流的磁场方向竖直向下，根据右手定则可知，从上向下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；由题意可知，穿过圆管的磁通量向上且增加。根据楞次定律定律的“增缩减扩”可知，其薄圆管由垂直于轴线方向向内收缩趋势，故B正确；根据左手定则可知，圆管中各段所受的安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，故CD错误。
6. （2024南京重点高中期末联考）如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度方向向里且由0增大到，此过程中（ ）
A. 通过线圈的磁通量变化量大小为
B. 线圈中感应电流方向为逆时针方向
C. AB边受到的安培力方向向右
D. 线圈有扩张的趋势
【参考答案】B
【名师解析】
通过线圈的磁通量变化量大小为，故A错误；
线圈内磁通量向里增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边受安培力方向向左，故B正确，C错误；线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知线圈有收缩的趋势，故D错误。
7. （2024南京重点高中期末联考）如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一A个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，之间和之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　）
A. 线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针（俯视）
B. 线圈在位置时感应电流的方向为顺时针（俯视）
C. 线圈在位置时线圈中无感应电流
D. 线圈在位置时的感应电流比在位置A时的大
【参考答案】D
【名师解析】
在位置A时，穿过线圈的磁感应强度斜向上，线圈向下运动，磁通量减小，根据“增反减同”和右手螺旋定则，可判断出线圈中感应电流的方向为逆时针（俯视），A错误；线圈在位置时，穿过线圈的磁感应强度斜向下，线圈向下运动，磁通量增加，根据“增反减同”和右手螺旋定则，可判断出线圈中感应电流的方向为逆时针（俯视），B错误；线圈在位置时，线圈平面和磁场平行，磁通量为0，但是磁通量的变化不为0，所以依然有感应电流，C错误；A、C两处磁通量大小相等，但是线圈加速下降，所以在C处磁通量变化快，根据可知，在C时，线圈中感应电动势大，感应电流大，D正确。
8. （2024北京丰台期末）如图所示的光滑平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧有一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节导线中的电流大小时观察到矩形线框向右移动。下列说法正确的是（　　）
A. 线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a
B. 导线中的电流逐渐减小
C. 线框ab边所受安培力为0
D. 线框bc边所受的安培力方向水平向右
【参考答案】A
【名师解析】．导线框所在位置的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律导线电流增大，线框才向右移动，当电流增大时，磁感应强度变大，导线框的磁通量变大，由楞次定律可知导线框中的感应电流方向为逆时针方向，故A正确，B错误；根据可知线框ab边所受安培力不为0，故C错误；
根据左手定则可知，线框bc边所受的安培力方向水平向左，故D错误。
9. （2024南京重点高中期末联考） 如图甲所示，100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（　　）
A. 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B. 电压表的正接线柱接线圈的N端
C. 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
D. 电表的读数为40V
【参考答案】D
【名师解析】
根据楞次定律判断，线圈中产生的感应电流沿逆时针方向，所以电压表的正接线柱接线圈的M端，故AB错误；由图乙知，线圈中磁通量的变化率为，故C错误；
感应电动势为
电表的读数为，故D正确。
10．(2024海南高考模拟6)如图1所示，间距为的平行光滑金属导轨固定在倾角为30°的绝缘斜面上，之间接入阻值为的电阻，整个装置处于垂直斜面向上的磁场中，虚线以上区域的磁感应强度随时间变化的规律如图2所示，以下区域为匀强磁场，磁感应强度大小为．时刻，将电阻为、长为的金属棒放在处，金属棒在的时间内恰好静止。已知均与导轨垂直，且与与之间相距均为，重力加速度为，金属棒在时已达到最大速度，整个过程中金属棒与导轨接触良好。下列说法正确的是（ ）
图1 图2
A．时间内，通过电阻的电荷量为
B．金属棒的质量为
C．金属棒的最大速度为
D．时间内，金属棒沿斜面向下运动的距离为
【参考答案】AC
【名师解析】时间内，回路内产生的电动势，回路中的电流，通过电阻的电荷量为，A正确；时间内，金属棒在安培力与重力沿斜面向下的分力作用下平衡，由，联立可得金属棒的质量为，B错误；时刻以后金属棒由静止开始加速向下运动，达到最大速度时，，此时有，可得金属棒的最大速度，C正确；时间内，根据动量定理有，该过程中通过电阻的电荷量，联立解得金属棒沿斜面向下运动的距离为，D错误。
11．（2024河北强基联盟联考）如图甲所示，U形导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。磁场的方向垂直线框平面向上，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在时间内，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中电流一直增大 B．回路消耗的电功率一直增大
C．导体棒所受的安培力一直增大 D．导体棒所受的摩擦力先减小后增大
【参考答案】C
【名师解析】：由题图看出，磁感应强度随时间均匀增大，穿过PQcb回路的磁通量均匀增加，回路中产生恒定的感应电动势，则回路的电流恒定，A错误；根据可知，回路消耗的电功率恒定不变，B错误；根据楞次定律可知，导体棒PQ所受安培力方向沿导线框所在的平面向下，由F=BIL，可知B增大，PQ所受安培力增大，根据平衡条件可知导体棒PQ受到的静摩擦力，F增大，增大，C正确，D错误。
12. （2024山东泰安期末）如图所示，边长为2l的正三角形ABC区域存在方向垂直纸面、大小随时间均匀变化的磁场（图中未画出），磁场随时间的变化关系为。（式中B0与k均为大于零的常数）。以三角形顶点C为圆心，半径为l、匝数为N、电阻为R的圆形线圈平行纸面固定放置，时刻线圈受到的安培力大小为（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
根据法拉第电磁感应定律有
在磁场中的有效面积
由闭合电路欧姆定律
时刻线圈受到的安培力公式
有效长度
计算可得
故选B。
13. （2024黑龙江重点高中质检） 如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1=b+kt（k>0）变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2，一质量为电阻为长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止,则（ ）
A. 通过金属杆的电流大小为
B. 整个电路的热功率
C. 定值电阻的阻值为
D. 通过金属杆的电流方向为从A到B
【参考答案】B
【名师解析】对金属杆，根据平衡方程得：mg＝B2I 2a，解得：I，故A错误；
整个电路中产生的热功率为：P＝EI．故B正确；
由法拉第电磁感应定律，则有：回路中产生的感应电动势为：E πa2＝kπa2；且闭合电路欧姆定律有：I，又I，解得：Rr．故C错误；
区域C1中磁场的磁感强度随时间按B1＝b+kt（k＞0）变化，可知磁感强度均匀增大，穿过整个回路的磁通量增大，由楞次定律分析知，通过金属杆的电流方向为从B到A．故D错误．
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