新教材适用2024版高考物理一轮总复习练案29第十一章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律

练案[29]第十一章　电磁感应

 第1讲　电磁感应现象　楞次定律

一、选择题(本题共14小题，1～10题为单选，11～14题为多选)

1．(2023·江苏模拟预测)电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，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ABD错误，C正确。

2．(2023·北京通州模拟预测)安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是( B )

A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大

B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流

C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流

D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象

[解析]汽车经过线圈上方时产生脉冲电流信号，车速越大，汽车通过两线圈间的距离所用的时间越小，即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越小，故A错误；汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以线圈中会产生感应电流，故B正确，C错误；当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生的感应电流并不是线圈自身的电流变化所引起的，则不属于自感现象，故D错误。

3．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( A )

A．有顺时针方向的感应电流

B．有逆时针方向的感应电流

C．先逆时针后顺时针方向的感应电流

D．无感应电流

[解析]穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分，总磁通量是向上的。当线圈突然缩小时总磁通量向上增加，原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少。故由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向。

4．(2023·江苏苏州模拟预测)如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点。O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是( C )

A．在一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2次

B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用

C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力

D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力

[解析]在一个周期之内，穿过铝线圈的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过铝线圈磁场方向不变，磁通量变化趋势改变，感应电流方向发生改变，因此在一个周期内，感应电流方向改变4次，A不符合题意；由楞次定律可知，磁铁靠近铝线圈时受到斥力作用，远离铝线圈时受到引力作用，B不符合题意；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，感应电流对磁铁的作用力总是阻力，C符合题意，D不符合题意。

5．(2023·上海市崇明中学模拟预测)如图，通电直导线a与圆形金属环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若b中产生逆时针方向的感应电流，且b受到的安培力合力水平向左，则可推知直导线a中电流的方向和大小变化情况可能是( A )

A．向上，增大  B.向上，减小

C．向下，增大  D.向下，减小

[解析]由安培定则可知，金属环b中感应电流在环内产生的磁场方向垂直于纸面向外，由于b受到的安培力合力水平向左，可知金属环b中感应电流对通电直导线a的安培力水平向右，根据左手定则可知通电直导线a的电流方向向上，可知通电直导线a的电流在金属环b中向里的磁场强于向外的磁场，根据楞次定律可知，金属环b中的原磁通量增加，故通电直导线a的电流增大，A正确，BCD错误。

6．(2023·辽宁高三模拟)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减少，根据楞次定律，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，同时根据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势。故选D。

7．(2023·安徽合肥市模拟预测)如图，一个有小缺口ab的圆形导线圈固定在绝缘的水平面上，c为线圈上的一点，圆弧bc小于半圆。一个条形磁铁N极向下，沿着线圈的竖直轴线向下运动，在靠近线圈的过程中( A )

A．a点电势比b点的电势高

B．a点电势比b点的电势低

C．若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点高

D．若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点低

[解析]一个条形磁铁N极向下，沿着线圈的竖直轴线向下运动，可以看作是条形磁铁不动，带有小缺口ab的圆形导线圈竖直向上运动，根据右手定则可判断电流从b流向a，线圈切割磁感线电流从低电势流向高电势，故a点电势比b点的电势高，A正确，B错误；若用相同导线将ab接通，环形线圈各点电势相同，故CD错误。

8．(2023·湖南高三专题练习)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根据楞次定律可知会受到阻碍相对运动的安培力，故A错误；根据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。

9．(2023·湖南模拟预测)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，沿水平面向右运动

C．线框abcd中有沿a→b→c→d→a方向的感应电流，沿水平面向右运动

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向外，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，所以线框沿水平面向右运动，故C正确，ABD错误。

10．(2023·广东模拟预测)如图所示，均匀分布有负电荷的橡胶圆环A和金属圆环B为同心圆，保持金属圆环位置固定，让橡胶圆环绕圆心O在金属圆环的平面内沿顺时针方向从静止开始加速转动，下列判断正确的是( A )

A．金属圆环B中的感应电流沿顺时针方向

B．金属圆环B中的感应电流越来越大

C．金属圆环B有收缩趋势

D．金属圆环B有沿顺时针转动的趋势

[解析]橡胶圆环顺时针转动，产生沿逆时针方向的电流，且电流越来越大，因此金属圆环中垂直于环面向外的磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环中感应电流沿顺时针方向，故A正确；尽管是加速转动，若磁通量均匀增大，则感应电流不变，故B错误；根据楞次定律，为了阻碍金属圆环中磁通量增大，金属圆环B有向外扩张的趋势无转动趋势，因为取每一段小圆环的安培力都是背离圆心向外的。故CD错误。

11．如图将底面半径为r，圆锥角为60°的圆锥横放在水平面上，存在竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场，现在把磁场改为水平向左、磁感应强度大小依然为B的匀强磁场。下列说法正确的是( BC )

A．匀强磁场竖直向下时穿过圆锥底面的磁通量大小为Bπr2

B．匀强磁场为水平向左时穿过圆锥底面的磁通量大小为Bπr2

C．匀强磁场由竖直向下变为水平向左，穿过圆锥底面的磁通量的变化量为Bπr2

D．匀强磁场由竖直向下变为水平向左，穿过圆锥底面的磁通量的变化量为零

[解析]匀强磁场竖直向下时，圆锥底面和水平面夹角为60°，故穿过圆锥底面的磁通量为：Φ＝Bπr2cos 60°＝Bπr2，故A错；匀强磁场水平向左时，底面和竖直平面夹角为30°，故穿过圆锥底面的磁通量为：Φ＝Bπr2cos 30°＝Bπr2，故B对；两种情况下磁感线从圆锥底面穿过的方向相反，所以磁通量的变化量为：Bπr2－＝Bπr2，故C对，D错。

12．(2022·黑龙江高三期末)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生( BCD )

A．向右做匀速运动

B．向左做匀加速直线运动

C．向右做减速运动

D．向右做变加速运动

[解析]导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，故A错误；只要导体棒做变速运动，则螺线管中的电流是变化的，产生磁场是变化的，则穿过c的磁通量变化，c中有感应电流，故BCD正确。

13．(2022·广东茂名二模)如图甲所示为市面上的一款自发电无线门铃，按下按键，按键将推动永磁铁运动(平面运动如图乙所示)，即能产生电能供给发射器部件(接线圈两端，图中没有画出)正常工作。松开按键后，在弹簧的作用下按键将恢复原位。关于按压按键和松开按键反弹过程中，下列说法正确的是( BD )

A．连续按压和松开按键过程，线圈中一定产生交变电流

B．按压和松开按键过程，线圈中都产生感应电动势

C．按住门铃按键保持不动，线圈中一直保持有感应电流

D．按键反弹过程，弹簧的弹性势能部分转化为电能

[解析]连续按压和松开按键过程不能保证线圈中磁通量一定是周期性变化的，故不一定产生交变电流，A项错误；按压和松开按键过程，永久磁铁通过铁芯形成闭合磁路，线圈中磁通量发生变化，线圈中都产生感应电动势，B项正确；按住门铃按键不动，穿过线圈的磁通量保持不变，感应电动势和感应电流为零，C项错误；由能量守恒定律可知按键反弹过程，弹簧的弹性势能减小，克服磁场力做功并转化为电能，也有部分能量转化为其他形式的能，D项正确。

14．(2023·河南模拟预测)长直导线固定在足够大的光滑绝缘水平面上，通有如图所示方向的恒定电流，正方形金属线框静止在水平面上如图所示的位置。给线框一个如图所示方向的初速度v0，则下列判断正确的是( AD )

A．开始时，线框中感应电流沿顺时针方向

B．线框将做变减速直线运动

C．线框运动一段时间会停下来

D．长直导线受到垂直于导线向右的安培力

[解析]根据安培定则，直导线电流在线框中产生的磁场向下，线框开始运动时，线框中磁通量减小，根据楞次定律可知，开始时，线框中感应电流沿顺时针方向，故A正确；将线框的速度沿平行导线和垂直导线分解，因沿平行直导线的分速度不会产生感应电流，故线框沿平行直导线方向做匀速直线运动，垂直直导线方向做减速运动，即线框做曲线运动，线框最终沿平行直导线方向做匀速直线运动，故BC错误；线框受到的安培力垂直直导线向左，则长直导线受到垂直于导线向右的安培力，故D正确。