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电磁感应现象 楞次定律 高频考点梳理
专题练 2026届高考物理复习备考
一、单选题
1.某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示,在电梯轿厢底部安装永久强磁铁,磁铁N极朝上,电梯井道内壁上铺设若干金属线圈,线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合,从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时,关于该装置,以下说法正确的是( )
A.从上往下看,金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向
B.从上往下看,金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向
C.金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用,A没有阻碍作用
D.金属线圈B有收缩的趋势,A有扩张的趋势
2.匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正,磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属矩形线框,线框平面位于纸面内,如图乙所示。令分别表示Oa、ab、bc段的感应电流,分别表示Oa、ab、bc段线框右侧PQ边受到的安培力。则( )
A.I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向
B.I2沿顺时针方向,I3沿逆时针方向
C.F1方向向右,F2方向向左
D.F2方向向右,F3方向向右
3.在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电源构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.穿过a、b两个环的磁通量始终相同
B.穿过b环的磁通量始终是c环的一半
C.a、c两个环中都有感应电流
D.b、c两个环中都有感应电流
4.如图所示,通电螺线管左端外侧和内部分别静止悬吊导体环a和b,环c套在螺线管正中间,并与螺线管共轴。当滑动变阻器R的滑动触头向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.a环向左摆
B.b环有缩小的趋势
C.c环有扩大的趋势
D.三个环中感应电流方向相同
5.汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
6.如图在竖直方向上的两个匀强磁场和中,各放入一个完全一样的水平金属圆盘和,它们可绕竖直轴自由转动.用导线将盘中心与盘边缘相连,盘中心与盘边缘相连.从上向下看,当盘总是顺时针转动时( )
A.盘总是逆时针转动
B.若、同向,盘顺时针转动
C.若、反向,盘顺时针转动
D.盘总是顺时针转动
7.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动触头向左滑动,则ab和cd棒的运动情况是( )
A.ab向左运动,cd向右运动 B.ab向右运动,cd向左运动
C.ab、cd都向右运动 D.ab、cd保持静止
8.某同学在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,设计了如图所示的装置:线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻、滑动变阻器R和开关S连接到干电池上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的不同的位置如图所示,则下列说法错误的是( )
A.当滑片P较快地向左滑动时,甲表指针向右偏转
B.当滑片P较快地向左滑动时,乙表指针向左偏转
C.断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,甲表指针向左偏转
D.断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,乙表指针向左偏转
9.柔性可穿戴设备导电复合材料电阻率的测量需要使用一种非接触式传感器。如图甲所示,传感器探头线圈置于被测材料上方,给线圈通正弦交变电流如图乙所示,电路中箭头为电流正方向。在时间内关于涡旋电流的大小和方向(俯视),下列说法正确的是( )
A.不断增大,逆时针 B.不断增大,顺时针
C.不断减小,逆时针 D.不断减小,顺时针
10.一有机玻璃管竖直放在水平地面上,管上有漆包线绕成的线圈,线圈的两端与电流传感器相连,线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分布,下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,若测得如图所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.时间内,磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下
B.时刻穿过线圈的磁通量为0
C.若将磁铁两极翻转后重复实验,将先产生负向感应电流,后产生正向感应电流
D.若将线圈到玻璃管上端的距离增大,线图中产生的电流峰值不变
二、多选题
11.如图甲所示,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动,1、4同时沿图甲箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图乙位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A.金属杆所围回路中电流方向保持不变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
12.法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程,某同学用现有器材重现了其中一个实验。如图所示,线圈P两端连接到灵敏电流计上,线圈Q通过开关S连接到直流电源上。将线圈Q放在线圈P的里面后,则( )
A.开关S闭合瞬间,电流计指针发生偏转
B.开关S断开瞬间,电流计指针不发生偏转
C.保持开关S闭合,迅速拔出线圈Q瞬间,电流计指针发生偏转
D.保持开关S闭合,迅速拔出线圈Q瞬间,电流计指针不发生偏转
13.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
三、解答题
14.如图所示,假定导体棒CD向右运动,若判定感应电流的方向,请结合楞次定律,回答下列问题。
(1)我们研究的是哪部分电路?
(2)当导体棒CD向右运动时,穿过这个闭合回路的磁通量是增大还是减小?
(3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的?
(4)导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的?
15.在如图中,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上,线圈M的电路中串联着电池、开关与滑动变阻器,线圈N的电路中串联着电流表。若电流从左侧(右侧)流入电流表则电流表指针向左(右)偏转,根据楞次定律判定以下几个过程中电流表指针的偏转情况。
(1)开关S闭合后的短暂过程;
(2)开关S闭合后,滑动变阻器滑片P向左滑动的过程。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A D C C A C D C
题号 11 12 13
答案 CD AC BC
1.D
【详解】AB.当电梯坠落至如图位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,根据楞次定律可知感应电流的方向从上往下看是逆时针方向,B中向上的磁场增强,根据楞次定律可知感应电流的方向从上往下看是顺时针方向,故AB错误;
C.结合A的分析可知,当电梯坠落至如图位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落,故C错误;
D.闭合线圈A中向上的磁场减弱,B中向上的磁场增强,根据楞次定律可知,线圈B有收缩的趋势,A有扩张的趋势,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】AB.由楞次定律可知,Oa段感应电流I1沿逆时针方向,ab、bc段感应电流I2、I3沿顺时针方向,故A正确,B错误;
CD.Oa段回路右侧PQ边中电流由Q流向P,磁感应强度方向垂直纸面向里,由左手定则可知,PQ边受到的安培力F1方向向左;ab段PQ边中电流由P流向Q,磁感应强度方向垂直纸面向里,由左手定则可知,PQ边受到的安培力F2方向向右;bc段PQ边中电流由P流向Q,磁感应强度方向垂直纸面向外,由左手定则可知,PQ边受到的安培力F3方向向左,故CD错误。
故选A。
3.A
【详解】A.线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,所以穿过a、b两个环的磁通量始终相同,故A正确;
BCD.根据安培定则可知,穿过a的磁感线方向向左,穿过b的磁感线方向向上,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,线圈中电流将发生改变,产生的磁场随之改变,穿过a、b两环的磁通量会发生改变,故a、b两环中都会产生感应电流;而向左和向右穿过c环的磁感线条数相等,完全抵消,总的磁通量为零,不发生变化,故c环中没有感应电流产生,故BCD错误。
故选A。
4.D
【详解】ABC.根据右手螺旋定则,通电螺线管的左端为N级,右端为S级,穿过a环、b环、c环的净磁感线均从右到左,当滑动变阻器向右滑动时,接入电路电阻变大,电流变小,磁感应强度变小,根据楞次定律,a环将向右摆,感应电流产生的附加磁场为从右到左,b环扩张,感应电流方向产生的附加磁场为从右到左,c环收缩,产生的附加磁场为从右到左,ABC错误;
D.由于a环、b环、c环的感应电流产生的附加磁场均从右到左,因此三个环中的感应电流方向相同,D正确。
故选D。
5.C
【详解】由右手螺旋定则可知,线圈1、2形成的磁场方向都是竖直向下的,A错误;汽车进入线圈1时,线圈abcd中向下的磁通量增大,由楞次定律可判断,线圈abcd中的感应电流方向与线圈1反向,是逆时针,即感应电流方向为adcb,同理,汽车离开线圈1时,线圈abcd中向下的磁通量减小,线圈abcd中的感应电流方向是顺时针,即感应电流方向为abcd,故B错误,C正确;安培力为阻力,与速度方向相反,D错误。
6.C
【详解】①若都竖直向上,从上向下看,当盘顺时针转动时,其半径切割磁感线,感应电流从;盘电流从,根据左手定则,安培力沿逆时针方向(俯视);②若都竖直向下,从上向下看,当盘顺时针转动时,其半径切割磁感线,感应电流从;盘电流从,根据左手定则,安培力沿逆时针方向(俯视);③若向上,向下,从上向下看,当盘顺时针转动时,其半径切割磁感线,感应电流从;盘电流从,根据左手定则,安培力沿顺时针方向(俯视);④若向下,向上,从上向下看,当盘顺时针转动时,其半径切割磁感线,感应电流从;盘电流从,根据左手定则,安培力沿顺时针方向(俯视).故ABD错误,C正确.
7.A
【详解】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上,金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下,当滑动触头向左滑动时,螺线管中电流增大,因此磁场变强,即磁感应强度变大,回路中的磁通量增大,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受安培力方向向左,cd受安培力方向向右,故ab向左运动,cd向右运动,只有选项A正确。
8.C
【详解】当滑片P较快地向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,A线圈电流变大,甲表指针向右偏转的角度增加,穿过B线圈的向下的磁通量增大,由楞次定律可知,乙表中感应电流从负接线柱流入,指针向左偏转,A、B正确;断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,A线圈电流变大,甲表指针向右偏转,由楞次定律可知乙表指针向左偏转,C错误,D正确。
9.D
【详解】由题意可知,在时间内电路中的电流与原电流方向相反,且不断增大,被测材料的原磁场方向竖直向上,根据楞次定律可知,被测材料的感应磁场方向竖直向下,由安培定则可知,在被测材料上的涡流方向为顺时针(俯视);又因为时间内i-t图像的斜率不断减小,则感应磁场变化率不断减小,由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律可知,被测材料上的涡流大小不断减小,故选项D正确。
10.C
【详解】A.根据楞次定律的来拒去留,可知时间内,磁铁受到线圈的作用力方向向上,故选项A错误;
B.由题图中感应电流的变化可知,时刻强磁铁恰好运动到线圈处,此时穿过线圈的磁通量最大,故选项B错误;
C.根据楞次定律,感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,可知若将磁铁两极翻转后重复实验,磁场方向相反,则磁场的变化也随之相反,产生的感应电流的方向也相反,即先产生负向感应电流,后产生正向感应电流,故选项C正确;
D.若将线圈到玻璃管上端的距离增大,可知强磁铁穿过线圈的速度将增大,感应电动势的最大值将增大,线图中产生的电流峰值也将增大,故选项D错误。
故选C。
11.CD
【详解】由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小,金属杆所围回路内磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A错误;由于金属杆所围回路的面积非均匀变化,故感应电流的大小不恒定,故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的,故B错误;由上述分析,再根据左手定则,可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反,金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同,故C、D正确。
12.AC
【详解】开关S闭合瞬间,通过线圈Q的电流增加,则穿过线圈P的磁通量增加,则P中会产生感应电流,即电流计指针发生偏转,选项A正确;开关S断开瞬间,通过线圈Q的电流减小,则穿过线圈P的磁通量减小,则P中会产生感应电流,即电流计指针发生偏转,选项B错误;保持开关S闭合,迅速拔出线圈Q瞬间,则穿过线圈P的磁通量减小,则P中会产生感应电流,即电流计指针发生偏转,选项C正确,D错误。
13.BC
【详解】MN在磁场力作用下向右运动,说明MN受到的安培力向右,由左手定则可知MN中电流由M指向N,根据右手螺旋定则可知,上面线圈中感应电流产生的磁场方向向上;而上面线圈中感应电流是由下面线圈中磁场变化引起的,说明下面线圈中磁场是向上减弱,或向下增强;而下面线圈中电流是由PQ切割磁感线产生的,由安培定则可知,PQ中感应电流由Q到P减小,或由P到Q增大,由右手定则可知,PQ可能向右做减速运动或向左做加速运动。
故选BC。
14.(1)CDEF部分
(2)增大
(3)垂直纸面向外
(4)从C到D
【详解】(1)导体棒CD向右切割磁感线运动,相当于电源,结合楞次定律,我们研究的是CDEF部分电路。
(2)当导体棒CD向右运动时,穿过这个闭合回路的磁通量是增大的。
(3)根据楞次定律感应电流磁场阻碍回路的磁通量增大,感应电流的磁场应该垂直纸面向外。
(4)根据楞次定律结合右手定则可知,导体棒CD中的感应电流从C到D。
15.(1)向左偏转;(2)向右偏转
【详解】(1)在开关S闭合后的短暂过程中,线圈M中的电流从无到有,用安培定则判定,铁芯中水平向右的磁场增大,穿过线圈N的磁通量增加,由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向左,再由安培定则可判定可知,感应电流流过电流表使其指针向左偏转。
(2)开关闭合后,滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,其电阻变大,电流减小,故其在铁芯中水平向右的磁场减小,穿过线圈N的磁通量减小,由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向右,再由安培定则可判定可知,感应电流使得电流表指针向右偏转。
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