2025届高考物理一轮复习第12章电磁感应第1讲电磁感应现象实验探究影响感应电流方向的因素楞次定律练习含答案

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基础对点练
题组一 电磁感应现象的理解和判断
1.如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为S,匝数为n,线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ=45°。现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°,则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为( )

A.0B.BS
C.nBSD.nBS
2.(2023湖北荆门联考)兴趣小组利用多匝线圈和灵敏电流表制作了一个简易的电流探测仪,用于检测埋在地下的通电导线,如图甲所示。地面表层有两根被绝缘皮包裹的垂直长导线AB、CD,如图乙所示。当线圈水平放置沿A1B1快速移动,电流表指针不偏转。当线圈水平放置沿C1D1方向快速移动,电流表指针偏转。下列说法正确的是( )
A.两根导线中都有电流
B.两根导线中都无电流
C.导线AB中无电流,导线CD中有电流
D.导线AB中有电流,导线CD中无电流
题组二 实验:探究影响感应电流方向的因素
3.(2024四川内江模拟)某同学利用如图所示实验装置,来完成“探究影响感应电流方向的因素”的实验。则:
(1)下表为该同学记录的实验现象:
由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大,感应电流的磁场方向与原磁场方向 ;由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向 ;由此得出的结论是,感应电流的磁场总是阻碍原磁场的 的变化。
(2)该同学利用上面实验中得到的结论,在下图所示装置中,两个电流表相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片不动时,甲、乙两个电流表指针位置如图所示。该同学进行了一些操作,发现电流表乙的指针向左偏转。那么,该同学可能进行的操作是:
① ;
② 。
题组三 感应电流方向的判断
4.(2023辽宁葫芦岛二模)如图甲所示,固定的长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示,长直导线中电流方向向下,下列说法正确的是( )
A.线框中会产生逆时针方向的电流
B.线框中会产生顺时针方向的电流
C.线框受到的安培力平行于长直导线向上
D.线框受到的安培力平行于长直导线向下
5.(2023江苏卷)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC,则( )
A.φO>φC
B.φC>φA
C.φO=φA
D.φO-φA=φA-φC
综合提升练
6.(多选)(2024广东梅州期末)摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理图如图所示,转轴Ⅰ随待测物体沿图示方向旋转,永磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上,铝盘靠近永磁体,当待测物体以一定的转速旋转时,指针所指的刻度盘刻度即对应待测物体的转速,下列说法正确的是( )
A.铝盘接通电源后,通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B.永磁体转动时,铝盘中产生感应电流,感应电流使铝盘受磁场力作用而转动
C.刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央
D.若去掉游丝和指针,使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动,铝盘就能和永磁体完全同步转动
7.(多选)如图所示,纸面内的三条长直导线组成一等边三角形,导线间相互绝缘,导线中通入图示方向、大小始终相等的电流I。在角平分线上对称放置三个相同的环形线圈a、b、c,在三角形的中心放置相同的环形线圈d,若三根导线中通入的电流同时减小,则( )
A.初始时线圈d的磁通量最大
B.线圈c的感应电流最大
C.线圈d产生逆时针方向的感应电流
D.线圈a、b产生的感应电流相同
8.(多选)(2024广东河源模拟)城市施工时,为了避免挖到铺设在地下的电线,需要在施工前用检测线圈检测地底是否铺设导线。若地下有一条沿着东西方向的水平直导线,导线中通过电流。现用一闭合的检测线圈来检测,俯视检测线圈,下列说法正确的是( )
A.若线圈静止在导线正上方,当导线中通有正弦交变电流,线圈中会产生感应电流
B.当导线中通有恒定电流,线圈在导线正上方由西向东运动,检测线圈受到安培力与运动方向相反
C.当导线中通有恒定电流,线圈由北向南沿水平地面通过导线上方,感应电流的方向先逆时针后顺时针,然后再逆时针
D.当导线中通有恒定电流,线圈由北向南沿水平地面通过导线上方,检测线圈所受安培力在水平方向的分量一直向北
参考答案
第十二章 电磁感应
第1讲 电磁感应现象 实验:探究影响感应电流方向的因素 楞次定律
1.B 解析 由题意可知,线圈旋转过程中,磁通量先减小至零再反向增大,所以初、末状态时线圈的磁通量方向相反,根据磁通量的定义可知初、末状态时线圈磁通量大小均为Φ=BSsin45°=BS,所以将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°的过程中,线圈磁通量的改变量大小为ΔΦ=2Φ=BS,故选B。
2.D 解析 当线圈水平放置沿A1B1快速移动时,电流表指针不偏转,说明线圈中磁通量不变,导线CD中无电流。当线圈沿C1D1方向快速移动时,电流表指针偏转,说明线圈中磁通量有变化,则导线AB中有电流,故D正确,A、B、C错误。
3.答案 (1)相反 相同 磁通量 (2)①断开开关,等电路稳定后再闭合开关 ②滑动变阻器的滑片向a端迅速滑动
解析 (1)由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同;由此得出的结论是,感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。
(2)两电流表完全相同,电流从哪方流入时指针向哪方偏转;当该同学进行了一些操作,发现电流表乙的指针向左偏转,可知电流从左方流入;断开开关,等电路稳定后再闭合开关的瞬间,电路中电流增大,线圈A中向上的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈B中产生的感应电流方向沿顺时针(从上往下看),从“+”接线柱流入电流表乙,电流表乙向左偏转;滑动变阻器的滑片向a端迅速滑动,电路电阻减小,电流增大,线圈A中向上的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈B中产生的感应电流方向沿顺时针(从上往下看),从“+”接线柱流入电流表乙,电流表乙向左偏转。
4.B 解析 长直导线中的电流均匀增大,则圆形闭合金属线框中的磁通量均匀增大,根据楞次定律和安培定则,线框中会产生顺时针方向的感应电流,结合左手定则可知,线框会受到向右的安培力,故选B。
5.A 解析 棒的OA部分切割磁感线,根据右手定则,在电源内部,电流方向由低电势指向高电势,故φO>φA=φC,选项A正确。
6.BC 解析 当永磁体随转轴Ⅰ转动时,产生转动的磁场,铝盘中会产生感应电流,这时永磁体会对铝盘有力的作用,从而使转轴Ⅱ转动,由于游丝对转轴Ⅱ的作用力,会使指针稳定指在某一刻度上,故A错误,B正确;刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央,故C正确;若去掉游丝和指针,使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动,永磁体固定在转轴Ⅰ上,铝盘固定在转轴Ⅱ上,由楞次定律知,铝盘不能和永磁体完全同步转动,其转速低于永磁体的转速,故D错误。
7.BD 解析 初始时,导线1和导线3在线圈a中的磁通量抵消,故线圈a中相当于只有导线2产生的磁通量;同理可知,线圈b中相当于只有导线1产生的磁通量;3根导线在线圈c中的磁场均向外;抵消掉后线圈d中相当于只有导线2产生的磁通量;对比可知,初始时线圈c的磁通量最大,A错误。若三根导线中通入的电流同时减小,结合A解析可知,线圈c的磁通量变化率最大,产生的感应电流最大,B正确。线圈d中的磁场向内且磁通量减小,由楞次定律可知,产生顺时针方向的感应电流,C错误。线圈a、b中的磁场均向内,磁通量均减小且减小量相同,故产生的感应电流大小相等、方向相同,D正确。
8.CD 解析 若线圈静止在导线正上方,当导线中通有正弦交变电流,由对称性可知,通过线圈的磁通量为零,变化量为零,感应电流为零,故A错误。若线圈在导线正上方由西向东运动,由对称性可知,通过线圈的磁通量为零,变化量为零,感应电流为零,安培力为零,故B错误。根据通恒定电流直导线周围的磁感线分布特点,检测线圈自北靠近导线到导线正上方的过程中,穿过线圈的磁场有向下的分量,且磁通量先增大后减小,由楞次定律和安培定则可知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针;当检测线圈逐渐远离导线的过程中,穿过线圈的磁场有向上的分量,磁通量先增大后减小,由楞次定律和安培定则可知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,故C正确。由楞次定律“来拒去留”可知,检测线圈受到安培力在水平方向的分量一直向北,故D正确。
序号
磁体磁场的方向(正视)
磁体运动情况
指针偏转情况
感应电流的磁场方向(正视)
1
向下
插入线圈
向左
向上
2
向下
拔出线圈
向右
向下
3
向上
插入线圈
向右
向下
4
向上
拔出线圈
向左
向上