2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案074-课时作业63 电磁感应现象 楞次定律（教用）

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基础达标练
1．选项图中能产生感应电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据产生感应电流的条件知：A项中，无法形成回路，无感应电流产生；B项中，磁感应强度不变，闭合回路的面积增大，穿过闭合回路的磁通量增大，有感应电流产生；C项中，穿过线圈的磁通量恒为0，无感应电流产生；D项中，穿过线圈的磁通量不发生变化，无感应电流产生。故选B。
2．多选 如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框ABCD，线框平面与直导线共面，若使线框ABCD第一次平行移动到图中虚线位置，第二次以BC边为轴翻转180∘ 到图中虚线位置，则（ ）
A. 在虚线位置的磁通量与在原位置的磁通量相等
B. 在虚线位置的磁通量比在原位置的磁通量小
C. 两次磁通量变化量是相等的
D. 第一次磁通量的变化量比第二次磁通量的变化量小
【答案】BD
【解析】根据通电直导线周围磁感线的分布可知，图中虚线位置的磁感应强度小于原位置的磁感应强度，由Φ=BS可知，线框面积S不变，则在虚线位置的磁通量小于在原位置的磁通量，A错误，B正确；若规定初状态的磁通量为正，则第一次磁通量的变化量为ΔΦ1=Φ2−Φ1，第二次磁通量的变化量为ΔΦ2=−Φ2−Φ1，故第一次磁通量的变化量比第二次磁通量的变化量小，C错误，D正确。
3．（2025·江西抚州一模）多选 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（ ）
A. 拨至M端，圆环向右运动B. 拨至N端，圆环向左运动
C. 拨至M端，圆环有扩张趋势D. 拨至N端，圆环有收缩趋势
【答案】AD
【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通的一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同）可知，右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，圆环均向右运动，故A正确，B错误；无论开关S拨至哪一端，当把电路接通的一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增缩减扩），可知圆环都有收缩趋势，故C错误，D正确。
4．多选 如图所示，一面积为S的N匝圆形金属线圈放置在水平桌面上，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直于桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上。从图示位置开始，在线圈以OO′为轴翻转180∘ 的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 刚开始转动时磁通量为NBS
B. 电流方向先为A→C→B→A，后为A→B→C→A
C. 电流方向始终为A→B→C→A
D. 翻转180∘ 时，线圈的磁通量变化了2BS
【答案】CD
【解析】刚开始转动时磁通量为Φ=BS，故A错误。图中的情况是磁场与线圈平面垂直，所以开始时穿过线圈的磁通量最大，转过90∘ 时穿过线圈的磁通量最小，所以在线圈由图示位置绕转轴OO′转动180∘ 的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增大，线圈的磁通量变化了ΔΦ=BS−(−BS)=2BS，故D正确。穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律及安培定则可知，产生的感应电流的方向为A→B→C→A，转过的角度大于90∘ 后，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律及安培定则可知，产生的感应电流的方向仍为A→B→C→A，故B错误，C正确。
5．（2025·北京卷·10）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示）,仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（ ）
A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动
B. 磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势
C. 磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大
D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
【答案】D
【解析】有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，A错误；磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，此时线圈有缩小的趋势，B错误；磁铁离线圈最近时，磁铁与线圈的相对速度为0，感应电动势为0，感应电流为0，线圈受到的安培力为0，C错误；有无线圈，磁铁最终均静止，对磁铁受力分析可知，磁铁静止时弹簧的伸长量相同，即弹簧的弹性势能相同，即有无线圈，系统损失的机械能相同，D正确。
6．（5分）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“+”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
（1） 此时磁铁的运动状态是_ _ _ _ _ _ _ _ （选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”）。
（2） 只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_ _ _ _ 。
A. 磁铁静止，向上移动线圈
B. 增大磁铁运动速度
C. 将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
【答案】（1） 向下插入
（2） B
【解析】
（1） 根据题图中灵敏电流表指针的偏转方向可知螺线管中的感应电流的方向是逆时针方向（俯视），由安培定则可知感应电流产生的磁场方向向上，再由楞次定律可知磁铁运动造成的磁通量的变化应是向下的磁通量变大或向上的磁通量变小，已知磁铁的下端为N极，可判断磁铁正向下插入。
（2） 磁铁静止，向上移动线圈，磁通量的变化率不一定变大，即产生的感应电动势不一定变大，感应电流不一定变大，电流表指针偏转角度不一定变大，A不符合题意。增大磁铁的运动速度，增大了磁通量的变化率，可以增大感应电动势，从而增大感应电流，进而增大电流表指针偏转角度，B符合题意。将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外，对电流表指针的偏转角度没有影响，C不符合题意。
能力强化练
7．（2025·河南信阳二模）多选 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中通有电流，其电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，A、B环均保持静止，不考虑其他磁场的影响。下列说法正确的是（ ）
A. t4时刻B环中感应电流最大
B. t2和t3时刻，两环相互排斥
C. t2和t3时刻，B环中产生的感应电流方向相反
D. t4时刻，B环有扩张的趋势
【答案】AC
【解析】由图像可知，t4时刻A环中电流为0，但电流变化率最大，此时B环中感应电流最大，故A正确；t2时刻A环中电流减小，由楞次定律可知，B环中产生与A环中方向相同的感应电流，t3时刻A环中电流减小，B环中产生与A环中方向相同的感应电流，因此t2和t3时刻，A、B两环都相互吸引，B环在这两个时刻电流方向相反，故B错误，C正确；t4时刻B环处磁感应强度为0，面积无变化趋势，故D错误。
8．（2023·河北卷·8）多选 如图甲，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
【答案】CD
【解析】由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小（围成的矩形周长不变，当矩形长等于宽时，即围成正方形时，围成的面积最大），金属杆所围回路内磁通量先增大后减小，根据楞次定律及安培定则可知电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，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，通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的，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，C、D正确。
9．（2025·江苏南通一模）在江苏省的一次消防演练中，一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框abcd吊起，线框始终保持水平。地磁场的竖直分量为By，随距离地面高度ℎ的增大而减小，当直升机带动线框匀速上升时（ ）
A. 穿过线框的磁通量增大
B. 线框中的感应电流方向为abcda
C. 线框的四条边有向内收缩的趋势
D. 绳索对线框的作用力小于线框的重力
【答案】B
【解析】设金属线框abcd围成的面积为S，则穿过线框的磁通量Φ=ByS，由题意知，江苏省的地磁场的竖直分量By方向向下，随ℎ的增大而减小，故当直升机带动线框匀速上升时，Φ 减小，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场在线框内的方向向下，则线框中的感应电流方向为abcda，故A错误，B正确；在直升机带动线框匀速上升的过程中，根据楞次定律，可知线框的四条边有向外扩张的趋势，故C错误；根据楞次定律，可知磁场力使线框有向下的运动趋势，即线框受到的磁场力有竖直向下的分量，对线框受力分析可知，绳索对线框的作用力大于线框的重力，故D错误。
10．（2025·山东青岛二模）如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈M和P，线圈M和电源、开关、热敏电阻RT相连，线圈P与电流表相连。已知热敏电阻RT的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（ ）
A. 当电流从a经电流表到b时，可知温度升高
B. 当温度不变时，电流表示数不为0
C. 当温度升高时，金属环向右摆动
D. 当电流表示数增大时，可知温度升高
【答案】A
【解析】当电流从a经电流表到b时，可知感应电流产生的磁场在线圈内部水平向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律知原磁场的磁感应强度增大，故电流增大，RT的阻值减小，说明温度升高，故A正确；当温度不变时，电流不变，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，电流表示数为0，故B错误；当温度升高时，热敏电阻RT的阻值减小，电流增大，由右手螺旋定则可得M中电流产生的磁场方向向右穿过线圈，穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得小金属环有缩小的趋势且向左摆动，故C错误；电流表示数增大，根据法拉第电磁感应定律知，是穿过线圈的磁通量的变化率增大，故M中电流的变化率变大，RT的阻值变化得快，温度变化得快，温度并不一定升高，故D错误。
创新思维练
11．（2025·四川成都联考）如图甲，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框abcd相连，abcd内有一正方形金属线圈L，L与abcd共面，当B随时间t按图乙所示规律变化时（ ）
A. 0～t1内，导线框中有逆时针方向的感应电流
B. 0～t1内，金属线圈L有收缩趋势
C. t1～t2内，a点电势高于d点电势
D. t2～t3内，金属线圈L中有逆时针方向的感应电流
【答案】C
【解析】在0～t1时间内，穿过螺线管的磁通量向上均匀增大，由楞次定律可以确定螺线管产生的感应电流方向为dcba方向，即顺时针方向，由安培定则可知，L内的磁场方向向里，由于穿过螺线管的磁通量均匀增加，所以螺线管产生的感应电动势不变，感应电流也不变，则穿过L的磁通量不变，L中无感应电流，L也无收缩趋势，故A、B错误；在t1～t2时间内，穿过螺线管的磁通量先向上减小后向下增大，由楞次定律可以确定螺线管产生的感应电流为abcd方向，则a点电势高于d点电势，故C正确；在t2～t3时间内，向下的磁通量减小，则感应电流方向为dcba，由于减小的速率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知，螺线管产生的感应电流也逐渐减小，则穿过L的磁通量减小，根据右手螺旋定则可知，穿过L的磁通量向里减小，则根据楞次定律可知，L中有顺时针方向的感应电流，故D错误。