高考物理一轮复习课时作业46电磁感应现象楞次定律（含解析）

电磁感应现象 楞次定律

一、选择题

1．(2018·湖北二模)“无线电力”是电子产品最终摆脱“线”束缚的科研方向，物理课堂也有“隔空取电”的实验，如图所示，PQ为带有铁芯的多匝线圈的两个接线头，上方是串有发光二极管的闭合线圈，当下方线圈接通电源稳定后，则能使二极管发光的是(　　)

A．PQ接恒定电流　　　　　 B．PQ接交变电流

C．PQ接恒定电流   D．PQ接交变电流

答案　B

解析　AC图当PQ接恒定电流时，线圈中产生恒定磁场，则二极管的线圈磁通量不变，因此不会发光，故A项错误；

B图当PQ接交变电流时，线圈中产生变化磁场，则二极管的线圈磁通量变化，因此会发光，故B项正确；D图线圈磁通量没变，因此不会发光，故D项错误．

2．(2018·常州一模)自从英国物理学家狄拉克提出磁单极子以来，寻找磁单极子一直是人类的一个追求．如图设想一个磁N单极子从远处沿一个闭合金属线圈的轴线匀速通过，设从右向左观察顺时针方向电流为正，则和该线圈串联的仪表中记录到的线圈中感生电流的i­t图像是(　　)

答案　C

解析　若N磁单极子穿过金属线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从左向右，所以由楞次定律可知有顺时针方向感应电流；

当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从右向左，所以由楞次定律可知，感应磁场方向：从右向左，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向，从右向左看，仍是顺时针方向．因此线圈中产生的感应电流方向不变，而且逐渐增大，最后趋向每一个最大值．故C项正确，A、B、D三项错误．

3.如图，两回路中各有一开关S1、S2，且内回路中接有电源，外回路中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是(　　)

①先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转

②S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转

③先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转

④S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转

A．①②   B．②③

C．③④   D．①④

答案　D

解析　①先闭合S2，构成闭合电路，当后闭合S1的瞬间时，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故①正确；

②当S1、S2闭合后，稳定后线圈B中没有磁通量的变化，因而线圈B中没有感应电流，在断开S2的瞬间，当然指针也不偏转，故②错误；

③先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过线圈B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，故③错误；

④当S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，因而出现感应电流，故④正确，

故A、B、C三项错误，D项正确．

4．(2018·南京模拟)(多选)如图是某同学设想的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害．关于该装置，说法正确的是(　　)

A．若电梯突然坠落，将线圈闭合可起到应急避险作用

B．若电梯突然坠落，将线圈闭合可以使电梯悬浮在空中

C．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同

D．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

答案　AD

解析　A项，若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用．故A项正确；

B项，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B项错误；

C项，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反．故C项错误；

D项，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D项正确．

5．如图甲为磁感应强度B随时间t的变化规律，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，平面位于纸面内，如图乙所示．令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示金属环上很小一段导体受到的安培力．下列说法不正确的是(　　)

A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向

B．I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向

C．F1方向指向圆心，F2方向指向圆心

D．F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心

答案　C

解析　A项，由图甲所示可知，oa段，磁场垂直于纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I1沿逆时针方向，

在ab段磁场向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流I2沿顺时针方向，故A项正确；

B项，由图甲所示可知，在bc段，磁场向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I3沿顺时针方向，故B项正确；

C项，由左手定则可知，oa段电流受到的安培力F1方向指向圆心，ab段安培力F2方向背离圆心向外，故C项错误；

D项，由左手定则可知，ab段安培力F2方向背离圆心向外，bc段，安培力F3方向指向圆心，故D项正确．

6.(2018·河南学业考试)如图所示，一个面积为2S的矩形线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B.方向与线框平面夹角为30°角，O1、O2分别为bc边和ad边的中点．现将线框的右半边绕逆时针旋转90°，在这一过程中，通过线框的磁通量的变化量的大小为(　　)

A.BS   B.BS

C.BS   D．(－1)BS

答案　B

解析　当线框转动前，面的磁通量为：

Φ1＝2BSsin30°＝BS；

当线框转动后，整个面的磁通量为：

Φ2＝BSsin30°＋BScos30°＝BS，

磁通量变化量为：ΔΦ＝Φ1－Φ2＝BS

故B项正确，A、C、D三项错误．

7.(2018·广西二模)(多选)水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通以如图所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线的距离相等，两个线框间产生的电磁现象忽略不计，现分别给两个线框竖直向下和水平向右的速度v，下列判断正确的是(　　)

A．线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动

B．刚开始运动瞬间bc边与eh边所受安培力的大小相等

C．线框efgh运动过程中产生顺时针的感应电流

D．线框abcd运动过程中a点的电势比b点低

答案　AD

解析　通电直导线周围的磁场为非匀强磁场，离导线越近，磁场越强，线框abcd和efgh所在位置磁场分别垂直向里和向外，abcd向下运动，始终与导线的距离相等，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，没有安培力，故线框abcd做匀速直线运动，但是ab边在切割磁感线，右手定则判断出a点的电势比b点低，线框efgh在远离导线的过程中，向外的磁场减弱，由楞次定律判断产生顺时针的感应电流，并受到向左的安培力，做变减速直线运动，故A、D两项正确B、C两项错误．

8.(2018·湖北模拟)(多选)如图，一导体圆环保持水平，沿一个性质匀称的条形磁铁轴线落下，条形磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上．已知当圆环落至B、D两位置时，刚好经过磁铁上下端截面，而C位置位于磁铁正中．不计空气阻力，下列说法正确的有(　　)

A．圆环由A落至B的过程中，环中感应电流从上至下看为顺时针

B．圆环由B落至C的过程中，圆环磁通量在减少

C．圆环落至C、D之间时，圆环有收缩趋势

D．圆环由A落至E的过程中，任意时刻加速度都小于重力加速度g

答案　AC

解析　A项，圆环从A到B的过程中，穿过圆环的磁通量向上增加，根据楞次定律可知环中感应电流从上至下看为顺时针．故A项正确；

B项，圆环从B到C的过程中穿过圆环的磁通量一直增加．故B项错误；

C项，圆环从C到D的过程中穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环产生的感应电流有阻碍磁通量减小的趋势，所以圆环有收缩趋势．故C项正确；

D项，圆环在C点时，穿过圆环的磁通量最大，此时穿过圆环的磁通量的变化率为0，没有感应电流，所以加速度等于g.故D项错误．

9．(2018·山东一模)如图所示，线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大；等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断的以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中．发现两直导线a、b互相吸引，由此可以判断，P1、P2两极板间的匀强磁场的方向为(　　)

A．垂直纸面向外   B．垂直纸面向里

C．水平向左   D．水平向右

答案　B

解析　线圈A中磁场的方向向上增强时，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，感应电流的方向在线圈的外侧向左，电流的方向盘旋向上，所以导线a中的电流方向向下．根据同向电流相互吸引可知，b中的电流方向也向下．

b中电流方向向下说明极板P1是电源的正极，则正电荷在磁场中向上偏转，根据左手定则可知，P1、P2两极板间的匀强磁场的方向垂直于纸面向里．

10．(2018·上海模拟)(多选)如图所示，两个相同的闭合铝环A、B被绝缘细线悬吊起来，与一个螺线管共同套在圆柱形塑料杆上，他们的中心轴线重合且在水平方向上，A、B可以左右自由摆动，现将电键闭合，则下列说法中正确的是(　　)

A．电键闭合瞬间，A中感应电流小于B中感应电流

B．电键闭合瞬间，A、B之间的距离缩小

C．电键闭合瞬间，两环有扩张趋势

D．电键闭合瞬间，A环受到总的磁场力水平向左

答案　BC

解析　A项，在S闭合瞬间，穿过两个线圈的磁通量变化相同，根据法拉第电磁感应定律可知产生的电动势相等，再结合欧姆定律可知二者的感应电流大小相等．故A项错误；

B项，线圈中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，A、B之间的距离缩小．故B项正确；

C项，电键闭合瞬间，穿过两个线圈的磁通量增大．由于电磁铁外边的磁场方向与电磁铁内部的磁场的方向相反，两环扩张面积时可以阻碍磁通量的增大，所以电键闭合瞬间，两环有扩张趋势，故C项正确；

D项，线圈中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，A、B之间的距离缩小．所以A环受到总的磁场力水平向右．故D项错误．

11．(2018·湖南模拟)如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是(　　)

A．从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向

B．1 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力

C．0～1 s内圆环面积有扩张的趋势

D．1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应电流方向相反

答案　A

解析　A项，0～1 s线圈中电流增大弱，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，故A项正确；

B项，1 s末金属环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，没有磁场，与金属环间无相互作用，所以1 s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B项错误；

C项，0～1 s线圈中电流增大弱，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，有面积缩小趋势，故C项错误；

D项，1～2 s正方向电流减小，2～3 s反向电流增大，根据楞次定律，金属环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故D项错误．

12.已知地磁场的分布类似于条形磁铁的磁场，可以近似认为地磁N极与地理南极重合，在恰好位于赤道上的某实验室水平桌面上，放置正方形闭合导体线框MNPQ，线框的MQ边沿南北方向，MN边沿东西方向(如图所示为俯视图)，下列说法正确的是(　　)

A．若使线框向东平移，则M点电势比Q点电势低

B．若使线框向北平移，则M点电势比N点电势高

C．若以MQ边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为MQPN方向

D．若以MN边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为MQPN方向

答案　D

解析　赤道上的某实验室，地磁场的竖直分量为零．

A项，若使线圈向东平移，地磁场的竖直分量零，线圈中没有磁通量，没有感应电流产生，M点的电势与Q点的电势相等，故A项错误；

B项，若使线圈向北平移，地磁场的竖直分量零，线圈中没有磁通量，没有感应电流产生，M点的电势与N点的电势相等，故B项错误；

C项，若以MQ边为轴，将线框向上翻转90°，地磁场的竖直分量为零，线圈中没有磁通量，没有感应电流，故C项错误，

D项，若以MN边为轴，将线框向上翻转90°，线圈的磁通量增加，根据楞次定律判断则知，线圈中感应电流方向为MQPN，故D项正确．

13.(2018·大连一模)(多选)如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》．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铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．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

答案　AB

解析　A项，P向右摆动的过程中，穿过P的磁通量减小，根据楞次定律，P中有顺时针方向的电流(从右向左看)．故A项正确；B项，P向右摆的过程中，P中的电流方向为顺时针方向，则Q下端的电流方向向外，根据左手定则知，下端所受的安培力向右，则Q向右摆动．同理，用手左右摆动Q，P会左右摆动．故B项正确，C项错误，D也错误．

14.如图所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线圈M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合，半径RM<RN.在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab，已知磁场垂直于导轨所在平面向外．欲使线圈N有收缩的趋势，下列说法正确的是(　　)

A．导体棒可能沿导轨向左做加速运动

B．导体棒可能沿导轨向右做加速运动

C．导体棒可能沿导轨向左做减速运动

D．导体棒可能沿导轨向左做匀速运动

答案　C

解析　导体棒ab加速向左运动时，导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来ab中电流方向由b→a，根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，线圈面积越大抵消的磁感线越多，所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大，故A项错误；同理说明B项错误，C项正确；导体棒ab匀速向左运动时，导体棒ab产生的感应电流恒定不变，线圈M产生的磁场恒定不变，穿过线圈N中的磁通量不变，没有感应电流产生，则线圈N不受磁场力，没有收缩的趋势，故D项错误．

二、非选择题

15．(2017·郑州模拟)在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．

(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路；

(2)实验时，将L1插入线圈L2中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)(多选)某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是________．

A．抽出线圈L1   B．插入软铁棒

C．使变阻器滑片P左移   D．断开开关

答案　(1)如图；

(2)闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流；

(3)BC

解析　(1)本实验中L1与电源相连，通过调节滑动变阻器使L2中的磁通量发生变化，从而使L2产生电磁感应现象，故L2应与检流计相连；如答案图所示．

(2)指针发生偏转说明电路中有电流产生，产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化；故结论为：闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流．

(3)感应电流的方向与原电流方向相反，则它们的磁场也一定相反，由楞次定律可知，原磁场应增强，故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移．