高考物理一轮复习考点精讲精练第23讲　电磁感应现象 楞次定律（2份打包，原卷版+解析版）

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1.知道电磁感应现象产生的条件
2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.
3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向．
考点一 电磁感应现象的判断
1．磁通量
(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．
(2)公式：Φ＝BS.
适用条件：①匀强磁场．
②S为垂直磁场的有效面积．
(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．
(4)磁通量的意义：
①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．
②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．
2．电磁感应现象
(1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．
(2)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．
产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．
(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．

（2024•房山区一模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．图中线圈中感应电流的磁场方向向下
B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针将向左偏转
C．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针仍向右偏转
D．若将磁体的N、S极对调，并将其向下插入线圈，灵敏电流计指针仍向右偏转
【解答】解：A.线圈中的原磁场方向竖直向上，磁体向上运动时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，方向竖直向上，故A错误；
B.根据题意，感应电流的磁场方向竖直向上时，灵敏电流计指针向右偏转；若将磁体向上加速抽出，穿过线圈的磁通量快速减小，根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，方向竖直向上，因此灵敏电流计指针将向右偏转，故B错误；
C.磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈中无感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转，故C错误；
D.若将磁体的N、S极对调，线圈中的原磁场方向竖直向下，磁体向下运动时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，方向竖直向上，因此灵敏电流计指针将向右偏转，故D正确。
故选：D。
（多选）（2024•丰台区二模）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是（ ）
A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变
B．该实验需要知道线圈的绕向
C．该实验需要记录磁铁的运动方向
D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系
【解答】解：A.该实验无需保持磁铁运动的速率不变，故A错误；
B.该实验需要记录磁铁在线圈中的磁场方向，才能得到磁场的变化与感应电流的方向关系，故B正确；
C.该实验必需记录感应电流产生的磁场方向，这样才能知道感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系，故C正确；
D.该实验需要确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系才能知道产生的感应电流的具体的方向，故D正确。
故选：BCD。
（2023秋•通州区期末）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，t2时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t2时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最大
B．在t1到t2时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度
C．在t1到t2的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
D．若将磁铁从更高处释放，线圈中产生的感应电流的峰值不变
【解答】解：A、t2时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A错误；
B、由“来拒去留”可知在t1到t2时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由此可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B正确；
C、根据能量守恒定律可知，强磁铁减少的重力势能等于增加的动能和回路的焦耳热，故C错误；
D、由法拉第电磁感应定律可知，强磁铁越高，进入线圈的速度越大，磁通量的变化率越大，产生的电流的峰值越大，故D错误。
故选：B。
考点二 楞次定律的应用
1．楞次定律
(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
(2)适用情况：所有的电磁感应现象．
2．楞次定律中“阻碍”的含义
eq \x(谁阻碍谁)→eq \x(感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场原磁场的磁通量的变化)
eq \x(阻碍什么)→eq \x(阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身)
eq \x(如何阻碍)→当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”
eq \x(阻碍效果)→eq \x(阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行)
3．楞次定律的使用步骤
（2024春•太原期中）如图所示，绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，a带负电并绕中心O点顺时针转动，下列说法正确的是（ ）
A．当a顺时针加速转动时，b产生顺时针方向电流并有扩张趋势
B．当a顺时针减速转动时，b产生逆时针方向电流并有扩张趋势
C．当a顺时针匀加速转动时，b产生逆时针方向电流并有扩张趋势
D．当a顺时针匀速转动时，b不产生电流但有收缩趋势
【解答】解：AC、当带负电的绝缘圆环a顺时针（匀）加速旋转时，相当于逆时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向外的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向里的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向外（因为向外的比向里的磁通量多，向外的是全部，向里的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向里，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向外，所以具有扩张趋势，故A正确，C错误；
B、当a顺时针减速转动时，相当于逆时针方向电流，且在减小，b产生顺时针方向电流并有缩小趋势，故B错误；
D、当a顺时针匀速转动时，产生的磁场是稳定的，b不产生电流，，没有收缩的趋势，故D错误；
故选：A。
（2024•抚顺三模）如图甲所示，固定的矩形铜线框左半部分处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当匀强磁场的磁感应强度由B0均匀减小到0后反向增大到﹣B0，如图乙所示。关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．铜线框中的自由电子先顺时针定向移动、后逆时针定向移动
B．铜线框中的自由电子始终逆时针定向移动
C．铜线框围成的面积始终有扩大的趋势
D．铜线框受到的安培力大小不变
【解答】解：AB、开始时穿过线圈的磁通量向里减少，后来穿过线圈的磁通量向外增大，根据楞次定律，变化的磁场始终产生顺时针方向的感应电流，铜线框中的自由电子始终沿逆时针定向移动，故A错误、B正确；
C、穿过铜线框的磁通量先减小后反向增大，铜线框围成的面积先有扩大的趋势、后有缩小的趋势，故C错误；
D、磁场的磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知回路中产生的感应电动势不变，结合闭合电路的欧姆定律可知通过铜线框的电流不变，而磁感应强度先减小后反向增大，根据F＝BIL可知铜线框受到的安培力大小先减小后增大，故D错误。
故选：B。
（2024•吕梁一模）如图甲所示，线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈，并与玻璃管无摩擦。实验观察到如图乙所示的感应电流随时间变化的图像，从上往下看线圈，规定顺时针方向为电流的正方向。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．本次实验中朝下的磁极可能是N极也可能是S极
B．t1∼t2与t2﹣t3两段时间里图线与坐标轴围成的面积一定不相等
C．磁铁下落过程减少的重力势能一定大于增加的动能
D．磁铁若从更高处释放，它在穿过线圈的过程中，当电流为零时穿过线圈的磁通量会更大
【解答】解：A、由乙图可知t1～t2时间内线圈中电流为顺时针方向，根据楞次定律的“增反减同”可知实验中朝下的磁极为S极，故A错误；
B、乙图中图线与横轴所围面积表示通过线圈横截面的电荷量，有q＝IΔt＝Δt，根据题意可知，线圈在t1～t2与t2∼t3两段时间里的磁通量的变化量大小相同，所以这两段图线与坐标轴围成的面积大小相等，故B错误；
C、由能量守恒定律可知磁铁下落过程减少的重力势能等于磁铁增加的动能与线圈中产生的焦耳热之和，故C正确；
D、根据磁通量公式：Φ＝BS，磁铁若从更高处释放，它在穿过线圈的过程中，当电流为零时，穿过线圈的磁通量不变，故D错误。
故选：C。
考点三 三定则一定律的综合应用
1．三定则一定律的比较
2.应用技巧
无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．
“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．
（2024春•新洲区期中）如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（ ）
A．线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向
B．该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同
C．该拉力的方向水平向右
D．该拉力为恒力
【解答】解：A、线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向，故A错误；
BC、线圈切割磁感线的有效长度示意图如图所示。
结合楞次定律阻碍相对运动的推论，再根据左手定则可知线圈受到的安培力始终水平向左，线圈匀速运动，根据平衡条件知该拉力的方向水平向右，与线圈运动速度的方向不相同，故B错误，C正确；
D、由于线圈切割磁感线的有效长度是变化的，所以线圈中产生的感应电动势是变化的，感应电流是变化的，线圈受到的安培力大小是变化的，所以拉力大小是变化的，故D错误。
故选：C。
（2024•西城区一模）如图所示，水平绝缘桌面上放着一个闭合铝环。绝缘材料制成的轻弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁位于铝环中心上方。将磁铁下端N极向下拉，在其下降一定高度时由静止释放。此后，磁铁开始运动，铝环保持静止，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则在磁铁向下的运动过程中（ ）
A．俯视看铝环中的电流沿顺时针方向
B．铝环对桌面的压力大于它的重力
C．磁铁运动过程中只受到两个力的作用
D．磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒
【解答】解：A、在磁铁向下的运动过程中，穿过铝环的磁通量是向下的增加，根据楞次定律可知铝环中的电流方向为逆时针方向，故A错误；
B、根据“来拒去留”可知在磁铁向下的运动过程中，磁铁受到向上的作用力，则铝环受到磁铁对它向下的作用力，所以铝环对桌面的压力大于它的重力，故B正确；
C、磁铁运动过程中受重力、弹簧拉力和铝环对它向上的作用力，故C错误；
D、磁铁和弹簧组成的系统在运动过程中，受到铝环对它向上的作用力，且对磁铁做负功，所以该系统的机械能减小，故D错误。
故选：B。
（2024•兰州模拟）“自激发电机”具有自励磁的特点，它无需外部励磁电源就能自行激励产生磁场。其原理如图所示：一金属圆盘在某一大小恒定、方向时刻沿切线方向的外力作用下，在弱的轴向磁场B中绕金属轴OO'转动，根据法拉第电磁感应定律，盘轴与盘边之间将产生感应电动势，圆盘下方螺旋形导线M端通过电刷与盘边相连，N端与盘轴相连，MN中就有感应电流产生，最终回路中的电流会达到稳定值，磁场也达到稳定值。下列说法正确的是（ ）
A．MN中的电流方向从N→M
B．圆盘转动的速度先增大后减小
C．MN中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同
D．磁场达到稳定状态后，MN中不再产生感应电流
【解答】解：A．根据右手定则知，MN中的电流方向从M→N，故A错误；
B．圆盘在大小恒定、方向时刻沿切线方向的外力作用下，转动的速度先越来越大，磁场也越来越大，根据法拉第电磁感应定律E＝BLv
知产生的电动势也越来越大，流过电阻R的电流也越来越大，最终回路中的电流达到稳定值，磁场也达到稳定状态，则圆盘转动的速度也达到稳定值，故B错误；
C．根据右手螺旋定则判断知MN中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故C正确；
D．可将圆盘看成若干个沿着半径方向的幅条组成，因此在任何时刻都有幅条切割磁感线，故磁场达到稳定状态后，MN中也产生感应电流，故D错误。
故选：C。
（2024•南京开学）如图所示，水平固定的长直导线与矩形导线框abcd在同一竖直平面，导线框的ab边与导线平行，导线中通有向右的恒定电流I、现将导线框由静止释放，导线框在竖直下落过程中没有翻转。下列对导线框下落过程的分析，其中说法正确的是（ ）
A．导线框中产生了逆时针方向的感应电流
B．导线框的面积有收缩的趋势
C．导线框下落的加速度小于重力加速度g
D．若导线中的电流I方向向左，则线框所受安培力的合力方向向下
【解答】解：A、根据右手螺旋定则，导线下侧的磁场方向垂直纸面向里。根据直线电流产生的磁场的特点可知，距离直线电流越远，电流产生的磁场越小，可知导线框在竖直下落过程中，穿过导线框内的磁通量减小，根据楞次定律，导线框中产生了顺时针方向的感应电流，故A错误；
B、导线框下落，线框中垂直于平面向内的磁通量减小，根据“增缩减扩”，导线框的面积有扩张的趋势，故B错误；
C、线框下落过程中，ad边和bc边受到的安培力方向相反，大小相等，合力为零；ab边和cd边受到的安培力方向相反，ab边到电流的距离小，则ab边处的磁感应强度大，结合F＝BIL可知Fab＞Fcd，所以导线框受到的安培力合力方向向上，根据牛顿第二定律，导线框下落的加速度小于重力加速度 g，故C正确。
D、若导线中的电流I方向向左，根据右手螺旋定则，导线下侧的磁场方向垂直纸面向外。导线框在竖直下落过程中，导线框内的磁通量减小，根据楞次定律，导线框中产生了逆时针方向的感应电流。根据左手定则，ab边和cd边受到的安培力方向相反，大小相等，合力为零。ad边和bc边受到的安培力方向相反，Fab＞Fcd，所以线框所受安培力的合力方向向上，故D错误。
故选：C。
（2024•雨花区校级开学）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，下列说法正确的是（ ）
A．A可能带正电且转速减小
B．A可能带负电且转速增大
C．若A带正电B有扩张的趋势
D．若A带负电B有扩张的趋势
【解答】解：A、根据A选项，若A带正电，逆时针转动产生逆时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向外，当其转速减小时，穿过B的磁通量减小，根据楞次定律（增反减同），可知B中产生逆时针方向的电流，与题意不符，故A错误；
B、根据B选项，若A带负电，逆时针转动产生顺时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向内，当其转速增大时，穿过B的磁通量增大，根据楞次定律（增反减同）可知B中产生逆时针方向的电流，与题意不符，故B错误；
C、A带正电形成产生逆时针方向的电流，根据异向电流相互排斥，可知B环有扩张的趋势，故C正确；
D、A带负电形成产生顺时针方向的电流，根据同向电流相互吸引，可知B环有收缩的趋势，故D错误。
故选：C。
（2024•海淀区校级开学）如图所示，在水平面上有一个U形金属框架和一条跨接其上的金属杆ab，二者构成闭合回路且处于静止状态。在框架所在的空间内存在匀强磁场（图中未画出）。下面说法正确的是（ ）
A．若磁场方向水平向右，当磁场增强时，杆ab受安培力向上
B．若磁场方向竖直向下，当磁场减弱时，杆ab受安培力向左
C．若磁场方向竖直向上，当磁场减弱时，杆ab受安培力向左
D．若磁场方向竖直向上，当磁场增强时，杆ab受安培力向左
【解答】解：A、若磁场方向水平向右，则穿过线圈的磁通量始终为0，当磁场增强时，回路没有感应电流，则杆ab不受安培力，故A错误。
B、若磁场方向竖直向下，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向右，故B错误。
C、若磁场方向垂直纸面向上，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向右，故C错误。
D、若磁场方向垂直纸面向上，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向左，故D正确。
故选：D。
题型1磁通量及磁通量的变化、感应电流产生的条件
（2023秋•丰台区期末）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
【解答】解：AD、根据安培定则可知，通电导线右侧产生的磁场方向垂直纸面向里；结合导线电流产生的磁场在ad边处的磁感应强度大于在cb边处的磁感应强度，可知ad边受到的安培力大于cb边受到的安培力，根据题意，观察到矩形线框向右移动，则ad边受到的安培力的方向向右，bc边所受的安培力方向水平向左，根据左手定则ad边电流的方向向下，线框中产生的感应电流为逆时针方向，即为a→d→c→b→a，故A正确，D错误；
B、线框中产生的感应电流为逆时针方向，则感应电流产生的磁场的方向向外，与原来的磁场方向相反，根据楞次定律可知，原来的磁场增大，所以导线电流增大，故B错误；
C、根据左手定则可知，线框ab、cd边所受安培力始终大小相等方向相反，合力为零，而ab边与cd边所受安培力不为零，故C错误。
故选：A。
（2023秋•崂山区校级期末）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，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adcb
C．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
D．汽车离开线圈2过程产生感应电流方向为adcb
【解答】解：A、由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针（俯视）方向的电流，则根据安培定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，故A错误；
B、汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），故B正确；
C、汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，故C错误。
D、汽车离开线圈2过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd（顺时针），故D错误；
故选：B。
（2023秋•东城区期末）将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按图示连接。线圈A放在线圈B中，线圈A中插有铁芯。闭合开关前滑动变阻器的滑片P处于如图所示位置。开关闭合的瞬间，电流计指针向左偏转。下列操作中仍使电流计指针向左偏转的是（ ）
A．将线圈A中的铁芯拔出
B．将滑片P向右移动
C．A、B保持相对静止一起移动
D．保持其它不变，仅断开开关
【解答】解：由题意可知，开关闭合的瞬间，电流计指针向左偏转，由此可知，当B中的磁通量增大时，电流计指针向左偏；
A、将线圈A向上抽出B线圈的过程中，穿过线圈B的磁通量变小，则电流计指针向右偏转，故A错误；
B、滑动变阻器的滑片P向右滑动，电阻减小，电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，则会产生感应电流，指针将会向左偏转，故B正确；
C、AB保持相对静止一起运动，显然AB线圈的磁通量均不变，B中无感应电流，故C错误；
D、断开开关时，穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向右偏转，故D错误；
故选：B。
题型2楞次定律和右手定则
（2023秋•沙坪坝区校级期末）如图，A、B两环固定在可绕中点自由转动的绝缘轻杆两端，A为闭合铝环，B为闭合塑料环。用条形磁铁靠近A、B两环，下列说法正确的是（ ）
A．N极靠近A，A被吸引B．S极靠近A，A被排斥
C．N极靠近B，B被吸引D．S极靠近B，B被排斥
【解答】解：AB、当条形磁铁N极或S极靠近铝环A时，穿过A环的磁通量增加，A环产生感应电流，磁铁对A环产生安培力，阻碍两者相对运动，A环将远离磁铁，故A错误，B正确；
CD、当条形磁铁N极或S极靠近闭合塑料环B时，塑料环B中不产生感应电流，磁铁对B环没有安培力作用，B环将静止不动，故CD错误。
故选：B。
（2023秋•吉林期末）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B0，此过程中（ ）
A．通过线圈的磁通量变化量大小为nB0S
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
【解答】解：A．磁感应强度方向向里且由0增大到B0，此过程中通过线圈的磁通量变化量大小为ΔΦ＝B0S﹣0＝B0S，故A错误；
BC．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；
D．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。
故选：B。
（2023秋•五华区校级期末）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B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C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C时感应电流的方向为顺时针（俯视）
C．线圈在位置B时线圈中无感应电流
D．线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大
【解答】解：A、在位置A时，穿过线圈的磁感应强度方向斜向右上方，线圈向下运动，磁通量减小，根据楞次定律“增反减同”和安培定则，可知线圈中感应电流的方向为逆时针（俯视），故A错误；
B、线圈在位置C时，穿过线圈的磁感应强度斜向右下方，线圈向下运动，磁通量增加，根据楞次定律“增反减同”和安培定则，可知线圈中感应电流的方向为逆时针（俯视），故B错误；
C、线圈在位置B时，线圈平面和磁场平行，磁通量为0，但是磁通量的变化率不为0，所以依然有感应电流，故C错误；
D、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，磁通量变化率更大，根据
可知，在C时，线圈中感应电动势大，感应电流大，故D正确。
故选：D。
（2023秋•沙坪坝区校级期末）如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上且金属环a位于通电螺线管中间位置，金属环b在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流减小时，下列说法正确的是（ ）
A．a环有扩大的趋势
B．a环中无感应电流，不受安培力
C．b环靠近螺线管
D．b环有缩小的趋势
【解答】解：AB、轨迹安培定则可知通电螺线管产生的磁场的方向向右。穿过环a的磁通量有两部分：螺线管内部向右的磁场和螺线管外部向左的磁场，整体方向向右。当线圈中通过的电流逐渐变小时，电流产生的磁场逐渐变弱，故穿过a环的磁通量变小，为阻碍磁通量变小，环a有收缩的趋势，可知环a受到安培力，故AB错误；
CD、b环处的磁场的方向向右，当线圈中通过的电流逐渐变小时，电流产生的磁场逐渐变弱，故穿过b环的磁通量变小，为阻碍磁通量变小，环b有向左运动，靠近螺线管，同时b环的面积有扩大的趋势，故C正确，D错误；
故选：C。
如图，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中央位置．若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围的面积的磁通量变化情况和是否产生感应电流及从左向右看时感应电流的方向是 （ ）
A．增大；有顺时针感应电流
B．减小；有逆时针感应电流
C．不变；无感应电流
D．磁通量变化情况无法确定，所以有无感应电流也无法确定
【解答】解：题中磁感线在条形磁铁的内外形成闭合曲线，则磁铁外部的磁感线总数等于内部磁感线的总数，而且磁铁内外磁感线方向相反。而磁铁外部的磁感线分布在无穷大空间，所以图中线圈中磁铁内部的磁感线多于外部的磁感线，由于方向相反，外部的磁感线要将内部的磁感线抵消一些，当弹簧线圈的面积增大时，内部磁感线总数不变，而抵消增多，剩余减小，则磁通量将减小。所以当弹簧面积增大时，穿过电路的磁通量Φ减小。将产生感应电流。
线圈内部磁通量向左减小，则由楞次定律可知，线圈内的感应电流从左向右看为逆时针方向的电流；故B正确，ACD错误。
故选：B。
如图所示，一条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时（ ）
A．磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从b﹣R﹣a
B．磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从a﹣R﹣b
C．磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a﹣R﹣b
D．磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从b﹣R﹣a
【解答】解：由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥；由题目中图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b。故C正确，ABD错误、
故选：C。
题型3“三定则、一定律”的综合应用
（2024•西城区校级开学）如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法正确的是（ ）
A．磁铁振动过程中，线圈中电流的方向保持不变
B．磁铁振动过程中，线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力
C．磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小
D．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张的趋势
【解答】解：A.磁铁上下振动过程中，穿过线圈的磁通量先向下增大，后向下减小，由楞次定律可知，线圈中电流的方向会变化，故A错误；
B.磁铁振动过程中，由“来拒去留”的规律，当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量先向下增大，线圈感应出相反的磁通量，可知磁铁对线圈产生了向下的斥力，同理当磁铁向上运动时，磁铁对线圈产生了向上的吸引力，故线圈对桌面的压力先大于重力再小于重力，故B错误；
C.磁铁振动过程中，由于线圈中产生了感应电流，即有电能产生，由能量守恒定律，可知弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小，故C正确；
D.磁铁靠近线圈时，由“增缩减扩”的规律，可知线圈有收缩的趋势，故D错误。
故选：C。
（2024•重庆模拟）如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）
A．由于回路磁通量增加，p、q将互相靠拢
B．由于回路磁通量增加，p、q将互相远离
C．由于p、q中电流方向相反，所以p、q将互相远离
D．磁铁的加速度仍为g
【解答】解：ABC、当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，p、q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，BC错误。
D、由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故D错误。
故选：A。
（2023秋•北碚区校级期末）1834年，在俄国工作的物理学家楞次在分析了许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律——楞次定律。在图所示的长直导线MN中通有由M向N的电流，要使与它共面放置的闭合导线圈a中产生图示方向的感应电流，根据楞次定律应采取的办法是（ ）
A．线圈a不动，使导线MN中电流减小
B．线圈a不动，使导线MN中电流增大
C．导线MN中电流不变，使线圈a水平向左运动
D．导线MN中电流不变，使线圈a靠近MN运动
【解答】解：A．根据安培定则可知通过线圈a的磁场的方向向里，线圈a不动，使导线MN中电流减小，穿过a的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈a的感应电流为顺时针方向，故A正确；
B．线圈a不动，使导线MN中电流增大，可知通过线圈a的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈a的感应电流为逆时针方向，故B错误；
C．导线MN中电流不变，使线圈a水平向左运动，结合通电直导线产生的磁场的特点可知通过线圈a的磁通量不变，线圈a不会产生感应电流，故C错误；
D．导线MN中电流不变，使线圈a靠近MN运动，结合通电直导线产生的磁场的特点可知通过线圈a的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈a的感应电流为逆时针方向，故D错误。
故选：A。
（2023秋•天宁区校级期末）如图所示，一个半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，（空气阻力不计）铝框由静止释放下落的过程中（ ）
A．直径ab受安培力方向与框的运动方向相同为动力
B．半圆弧ab受安培力方向与框的运动方向相反为阻力
C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D．铝框下落加速度大小可能等于g
【解答】解：AB、铝框下落过程中，可以看作有两段导体（直径ab和半圆弧）分别做切割磁感线运动，半圆弧的有效切割长度与ab相同，但由于下方的磁场强，由E＝BLv可知，直径ab产生的电动势大于半圆弧产生的电动势，根据右手定则直径ab感应电动势方向向左，半圆弧感应电动势方向沿逆时针方向，所以总感应电动势不为零，方向沿顺时针方向，根据左手定则可得，直径ab受安培力向上，为阻力，半圆弧ab受安培力向下，为动力，故AB错误；
CD、根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍导体间的相对运动”可知，铝环下落过程中除受重力外还受到向上的安培力，故铝环下落的加速度小于重力加速度，故C正确，D错误。
故选：C。
基本现象
应用的定则或定律
运动电荷、电流产生磁场
安培定则
磁场对运动电荷、电流有作用力
左手定则
电磁感应
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律