59 课下巩固精练卷(三十) 电磁感应现象 楞次定律(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考物理高三一轮总复习高效讲义

[课下巩固精练卷(三十)]　电磁感应现象　楞次定律 ________________________________________________________________________ (每题5分，建议用时：50分钟) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 考点 基础题 综合题 磁通量感应电流的有无 1 10，12 感应电流方向 5，6 13 楞次定律推广 2，3，4 9，14 三定则一定律 7，8 11，12 【基础落实练】 1．下面几个计算磁通量变化量的公式，分别对应情形说法正确的是(　　) A．当磁通量的变化量写成ΔΦ＝L2·ΔB时，代表线圈为长方形且形状不变，其磁感应强度发生变化 B．当磁通量的变化量写成ΔΦ＝πr2·ΔB时，代表其线圈为圆形且形状不变，其磁感应强度发生变化 C．当磁通量的变化量写成ΔΦ＝BLv·Δt时，代表是导体棒在匀强磁场中做匀加速平动且切割磁感线 D．当磁通量的变化量写成ΔΦ＝Br2ω·Δt时，代表一个线框在匀强磁场中转动切割磁感线 解析：选B。当磁通量的变化量写成ΔΦ＝L2·ΔB代表线圈为正方形且形状不变，磁感应强度发生变化，故A错误；圆的面积为πr2，所以ΔΦ＝πr2·ΔB时该线圈为圆，且形状不变，磁感应强度发生变化，故B正确；当磁通量的变化量写成ΔΦ＝BLv·Δt代表是导体棒在匀强磁场中垂直切割磁感线匀速运动，但导体棒不一定是匀加速平动的，故C错误；磁通量的变化量写成ΔΦ＝Br2ω·Δt代表一个导体棒在匀强磁场中转动切割磁感线，故D错误。 2．如图甲所示，一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示(以水平向右为电流的正方向)，则在0～t2时间内，下列说法正确的是(　　) A．穿过线框的磁通量一直减小 B．线框中始终产生顺时针方向的感应电流 C.线框先有收缩的趋势后有扩张的趋势 D．线框所受安培力的合力先向下后向上 解析：选B。长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，故A错误；由楞次定律可以判断在0～t2时间内，线框中始终产生顺时针方向的感应电流，故B正确；穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞次定律知线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，故C错误；由楞次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向上后向下，故D错误。 3．(2023·江西鹰潭三模)国产航母福建舰上的舰载飞机起飞时利用了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同。已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间(　　) A．铝环向右运动，铜环向左运动 B．铝环和铜环都向右运动 C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D．从左向右看，两环中的感应电流均沿逆时针方向 解析：选C。根据楞次定律中的“增离减靠”可知，闭合开关的瞬间，铝环向左运动，铜环向右运动，A、B错误；同时由于铜环的电阻率较小，于是铜环中产生的感应电流较大，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确；根据楞次定律和安培定则可知，从左向右看，两环中的感应电流均沿顺时针方向，D错误。 4．如图(a)所示，导体棒甲、导轨、硬金属环乙构成闭合回路，硬金属环丙放在乙的正中央，导体棒甲在匀强磁场中向右做加速运动；把导体棒甲和磁场去掉，如图(b)所示在导轨的两端加上电源，下列说法正确的是(　　) A．对图(a)，乙、丙两金属环的电流方向相同 B．对图(a)，丙有扩张的趋势 C．对图(b)，若电源是直流电源，则丙没有电能生成 D．对图(b)，若电源是正弦交流电，则每个周期内乙、丙的排斥时间为半个周期 解析：选D。根据右手定则判断可知，图(a)中金属环乙中感应电流方向沿顺时针方向，根据安培定则可知，穿过金属丙的磁通量垂直纸面向里增加，则根据楞次定律判断可知，金属环丙中感应电流方向沿逆时针方向，故A错误；由于图(a)中乙、丙两金属环的电流方向相反，则根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，图(a)中金属环丙有收缩的趋势，故B错误；在导轨的两端加上电源瞬间，金属环丙中的磁通量会突然增大，则金属环丙中也会产生感应电流，故C错误；正弦交流电在每个周期内有半个周期电流在增强，半个周期电流在减弱，则金属环乙产生的磁场有半个周期在增强，半个周期在减弱，根据楞次定律判断可知，乙、丙两金属环的电流在半个周期内方向相同，半个周期内方向相反，所以每个周期内乙、丙的排斥时间为半个周期，故D正确。 5．一种新型合金材料的磁性随温度升高而减弱。如图，A为由这种合金材料制作的长方体，B为位于A左侧的金属线圈。若对A加热，则从左向右看(　　) A．B中一定产生逆时针方向电流 B．B中一定产生顺时针方向电流 C．B线圈一定有收缩的趋势 D．B线圈一定有扩张的趋势 解析：选D。因为A产生的磁场的方向未知，故而无法判断B中感应电流的方向，A、B错误；因为A加热后温度升高，故而磁性减弱，B线圈中的磁通量减少，由“增缩减扩”可知，线圈B一定有扩张的趋势，故C错误，D正确。 6．(2023·福州第一中学三模)如图甲所示，一闭合金属圆环固定在水平面上，虚线ab右侧空间存在均匀分布的竖直磁场，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(取磁感应强度方向竖直向上为正)，则(　　) A．0 ～ 1 s内感应电流方向沿bca方向 B．3 ～ 4 s内感应电流方向沿bca方向 C．2 s末圆环受到的安培力最大 D．3 s末圆环受到的安培力为零 解析：选D。由于取磁感应强度方向竖直向上为正，则0 ～ 1 s内磁感应强度在正方向增大，根据楞次定律可知，感应电流方向沿acb方向，A错误；由于取磁感应强度方向竖直向上为正，则3～4 s内磁感应强度在负方向减小，根据楞次定律可知，感应电流方向沿acb方向，B错误；由题图知，2 s末磁感应强度为0，则圆环受到的安培力为零，C错误；由题图知，3 s末磁感应强度的变化率为0，则圆环中感应电流为零，故圆环受到的安培力为零，D正确。 7．如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁。给条形磁铁一竖直向上的初速度，在条形磁铁向上运动的过程中，将会出现的情况是(　　) A．磁铁的加速度会大于g B．两金属环将相互远离(不考虑金属环之间的作用) C．俯视观察，左边金属圆环会产生顺时针感应电流 D．金属环对桌面压力大于自身重力 解析：选A。条形磁铁向上运动，穿过两个圆环的磁通量减小，金属环产生感应电流，金属环受到向上的安培力，而磁铁受到向下的磁场力，所以磁铁向上运动的加速度会大于g，金属环对桌面压力小于自身重力，故A正确，D错误；当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，穿过两个圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化，所以两个圆环要向磁通量增大的方向运动，则知a、b两线圈相互吸引，故B错误；穿过金属环的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流，C错误。 【综合提升练】 8．(2024·海南模拟预测)如图，固定的弹性金属圆环与螺线管共轴，在闭合开关S的瞬间，有关环中的感应电流I的方向(从环的右侧往左侧看)和环形变的说法正确的是(　　) A．顺时针方向，扩张 B．顺时针方向，收缩 C．逆时针方向，扩张 D．逆时针方向，收缩 解析：选C。在闭合开关S的瞬间，螺线管磁场方向向左，根据楞次定律，金属圆环感应磁场方向向右，从环的右侧往左侧看，感应电流I的方向为逆时针方向，环向外扩张。 9．(多选)如图所示，多匝线圈绕在铁芯上与水平金属导轨相连，导轨的电阻不计，导轨间存在竖直向上的匀强磁场，导轨上放一导体棒ab，与水平金属导轨垂直并接触良好。铁芯左侧用一轻绳悬挂一单匝铜线圈c，线圈c的平面垂直于铁芯，下列叙述正确的是(　　) A．导体棒ab向右做匀速运动时，金属线圈c向右摆动 B．导体棒ab向左做加速运动时，金属线圈c向左摆动 C．导体棒ab向右做加速运动时，金属线圈c向左摆动 D．导体棒ab向右做减速运动时，金属线圈c向左摆动 解析：选BC。导体棒ab向右做匀速运动时，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，金属线圈c不动，故A错误；导体棒ab向左或向右做加速运动时，ab中产生的感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律的推论“增离减靠”可知，金属线圈c向左摆动，故B、C正确；导体棒ab向右做减速运动时，ab中产生的感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律的推论“增离减靠”可知，金属线圈c向右摆动，故D错误。 10．(多选)如图所示，铁芯上有两个导线圈A和B，线圈A跟电源和开关S相连，LED(发光二极管，具有单向导电性)M和N并联后接在线圈B两端，图中所有元件均正常，则(　　) A．S闭合瞬间，B中有感应电流 B．S断开瞬间，B中没有感应电流 C．S闭合瞬间，M亮一下，N不亮 D．S断开瞬间，M和N二者均不亮 解析：选AC。闭合开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，线圈B中将产生感应电流，故A符合题意；开关断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量减小，线圈A中将产生感应电流，故B不符合题意。闭合开关S的瞬间，穿过线圈A的磁通量增加，线圈中电流从上向下看为逆时针方向，根据安培定则可知，A中产生的磁场的方向向上；穿过B的磁通量向上增大时，根据楞次定律可知，B中感应电流的磁场的方向向下，根据安培定则可知，B中感应电流的方向从上往下看为顺时针方向，所以线圈下端的电动势高，电流能通过二极管M，不能通过二极管N，故C符合题意；结合C的分析可知，S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量减小，产生感应电流的方向与C中感应电流的方向相反，所以感应电流能通过二极管N，不能通过二极管M，故D不符合题意。 11．(多选)(2023·江西师大附中三模)如图所示，M为水平放置的橡胶圆环，环上均匀分布着负电荷。在M正上方用三根丝线悬挂一个闭合的铝环N，铝环也处于水平面中，两环中心在同一竖直线O1O2上。现让M由静止开始绕O1O2逆时针(俯视)加速转动，铝环N仍静止。下列说法正确的有(　　) A.铝环N中产生逆时针(俯视)的电流 B．铝环N中产生顺时针(俯视)的电流 C．铝环N有扩张的趋势 D．悬挂铝环N的丝线张力变小 解析：选AD。带负电荷的M逆时针加速转动，则等效形成顺时针的电流，根据右手螺旋定则可知，铝环N中的磁感应强度方向向下，且磁感应强度不断增强，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则可以判定铝环N中的感应电流为逆时针(俯视)的电流，A正确，B错误；铝环N中的磁感应强度不断增强，磁通量增大，根据楞次定律的规律可知，引起的机械效果“阻碍”原磁通的变化，铝环有收缩和向上运动的趋势，C错误，D正确。 12．(多选)已知载有电流I的无限长直导线周围距其r处产生的磁感应强度大小为B＝，其中k为常量。如图所示，一无限长直绝缘导线沿平行y轴方向埋于地面下方深h处，通以图示电流。现有一很小的绝缘金属圆环沿平行x轴方向在水平地面上移动，途中经过M、O、P三个点，点O位于直导线正上方，M、P关于O点对称，则(　　) A．小圆环环心过O点时，磁通量为0 B．小圆环环心过O点时，感应电流为0 C．小圆环磁通量最大时，与直导线的距离为h D．小圆环从M到P时，磁通量的变化量为0 解析： 选AC。小圆环环心过O点时，向上穿过线圈的磁感线的条数和向下穿过线圈的磁感线的条数相同，磁通量为0，故A正确；小圆环从M点到P点的过程中，线圈的磁通量一直变化，始终有感应电流，故B错误；通电直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆，设小圆环到导线的距离为r，磁感应强度为B，如图所示，则穿过小圆环的有效磁感应强度大小为By＝B sin θ＝sin θ，其中r＝，所以有By＝sin θcos θ＝sin 2θ，所以当θ＝45°时，穿过小圆环的有效磁感应强度最大，此时r＝h，故C正确；小圆环在M点时有效磁感应强度方向向上、在P点的有效磁感应强度方向向下，所以小圆环从M到P时，磁通量的变化量不为0，故D错误。 13．(多选)两固定且互相垂直的无限长直导线l1与l2在同一竖直面内，导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。有一正方形导线框ABCD，初始时刻，AB边与l1重合，AD边与 l2 重合，所有导线间彼此绝缘。若导线框(　　) A．沿AD方向平移，则导线框内产生逆时针方向的感应电流 B．沿AB方向平移，则导线框内产生逆时针方向的感应电流 C．沿AC方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流 D．沿AD方向平移， l1 对 CD 边的安培力垂直 CD 边向右 解析：选BD。沿 AD 方向平移， l2 产生磁场大小不变，而 l1 产生的磁场逐渐减小，所以穿过线框的总磁通量向外逐渐增大，由楞次定律判断感应电流的方向，则导线框内产生顺时针方向感应电流，故A错误；沿 AB方向平移， l1 产生磁场大小不变，而l2 产生的磁场逐渐减小，所以穿过线框的总磁通量向里逐渐增大，穿过闭合电路的磁通量发生变化，用楞次定律判断感应电流的方向，则导线框内产生逆时针方向的感应电流， 故B正确；沿 AC方向平移，穿过闭合电路的磁通量不发生变化，一直为零，则导线框内无感应电流，故C错误；沿 AD 方向平移，线框内产生顺时针方向的感应电流， l1 在 CD 处磁场垂直于纸面向里，由左手定则判断安培力的方向， l1 对 CD 边的安培力垂直 CD 边向右，故 D 正确。 14．(多选)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是(　　) A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B.从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向 C．金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用，B没有阻碍作用 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 解析：选BD。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往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，B正确，A错误；结合上述分析可知，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，C错误；闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$