2.1 楞次定律（练习）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第二册）

第1节 磁场对通电导体的作用力 1．关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A．感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．当导体切割磁感线运动时，必须用右手定则确定感应电流的方向 【答案】C 【详解】A．感应电流的磁场阻碍了引起感应电流的磁通量的变化，引起感应电流的磁通量仍然要变化，因此不能够说成阻止，故A错误； B．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，而不是阻碍原磁场的变化，例如当导体切割磁感线运动时，回路中产生感应电流，穿过回路的磁通量发生变化，但原磁场不一定发生变化，故B错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，故C正确； D．当导体切割磁感线运动时，右手定则与楞次定律均能够确定感应电流的方向，故D错误。 故选C。 2．对楞次定律内容中“阻碍”的含义理解正确的是（　　） A．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反 B．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同 C．感应电流形成的磁场会阻止引起感应电流的磁通量的变化 D．当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同 【答案】D 【详解】感应电流形成的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同，选项ABC错误，D正确。 故选D。 3．如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（　　） A．若A接通一直流电源瞬间，电流表的示数为0 B．若A接通一直流电源瞬间，A和B相互排斥 C．若A接一正弦交流电源，电流表的示数为0 D．若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向 【答案】B 【详解】A．若A接通一直流电源瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，则线圈B中会产生感应电流，即电流表的示数不为0，选项A错误； B．若A接通一直流电源瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律，线圈B中产生的磁场与线圈A中磁场反向，则A和B相互排斥，选项B正确； C．若A接一正弦交流电源，则穿过线圈B的磁通量不断变化，则线圈B中会产生感应电流，则电流表的示数不为0，选项C错误； D．若A接一正弦交流电源，当A中电流增加时，B中磁场与A中反向；若当A中电流减小时，B中磁场与A中同向，选项D错误。 故选B。 4．如图所示，一线圈abcd放置在两磁体之间，磁体之间的磁场可视为匀强磁场，线圈可绕垂直于磁场方向的中心轴PQ自由转动。在图示状态（　　） A．当线圈中通以abcd方向的电流时，线圈不会转动 B．当线圈中通以abcd方向的电流时，沿PQ方向看，线圈将顺时针方向转动 C．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，线圈中无感应电流 D．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，线圈中将产生abcd方向的感应电流 【答案】B 【详解】AB．当线圈中通以abcd方向的电流时，根据左手定则可知边受到向上的安培力，边受到向下的安培力，线圈顺时针转动，故A错误，B正确； CD．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，根据右手定则可知边产生从的感应电流，边产生从的感应电流，即线圈中将产生方向的感应电流，故CD错误。 故选B。 5．如图所示，A为一水平匀速旋转的橡胶盘，其均匀分布有大量的正电荷，在圆盘正下方水平放置一通电直导线，电流的方向如图所示，当圆盘绕中心轴高速顺时针（从上向下看）转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（　　）    A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向外 D．水平向里 【答案】D 【详解】带正电圆盘以题图所示方向转动时，从上向下看，形成顺时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘下方形成的磁场方向竖直向下，根据左手定则，伸开左手，让四指和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面里侧，因此安培力的方向水平向里，故ABC错误，D正确。 故选D。 6．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（　　） A．磁体做简谐运动 B．铝环对磁体的作用力总是竖直向上 C．磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零 D．磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针 【答案】D 【详解】A．磁体在运动过程中，由于铝环的存在，会产生感应电流，这个感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，此力不满足与位移成正比且方向始终与位移方向相反的条件，所以磁体的运动不是简谐运动，故A错误； B．根据楞次定律，铝环中的感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，这个安培力的方向与磁体的运动方向相反，并不是总是竖直向上，故B错误； C．当磁体下端运动到O点后，磁体会继续向上运动，若磁体运动到O点时所受合外力为零，则应保持静止或匀速直线运动，与题描述不符，故C错误； D．磁体向下运动的过程中，穿过线圈的磁场方向向下，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为逆时针（从上往下看），故D正确。 故选D。 7．光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A．线圈 1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4 【答案】A 【详解】AC．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈1所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向里，线圈3所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向外，电流均匀增加时，则穿过线圈1和3的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈1中产生逆时针方向的感应电流，线圈3中产生顺时针方向的感应电流，A正确，C错误； BD．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈2和4所在的角平分线上的合磁感应强度是零，线圈2和4中没有感应电流产生，BD错误。 故选A。 8．某电子天平原理如图所示，“E”形磁铁的两侧为N极，中心为S极。两极间的磁感应强度大小均为B（其余空间的磁场忽略不计），磁极宽度均为L，—正方形线圈套于中心磁极上，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁铁不接触）。随后通过CD两端对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．秤盘和线圈一起向下运动过程中，C点电势低于D点电势 B．外电路对线圈供电电流I要从C端流入 C．称盘和线圈下落过程中线圈的磁通量为零，所以不产生感应电动势 D．若线圈静止时消耗的最大电功率为P，该电子天平能称量的最大质量为 【答案】D 【详解】AC．由图知，线圈向下运动，线圈切割磁感线，根据右手定则可知，线圈产生感应电动势，感应电流从C端流出，D端流入，C点电势高于D点电势，故AC错误； B．根据左手定则可知，若想使弹簧恢复形变，安培力必须向上，根据左手定则可知外电流应从D端流入，故B错误； D．由平衡条件知 mg=2nBIL 得重物质量与电流的关系为 根据 P=I2R 可得最大质量为 故D正确。 故选D。 9．如图所示，金属棒垂直于竖直金属导轨且与导轨接触良好，导轨间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨上端与金属线圈相连，金属线圈用绝缘细线悬挂。要使线圈有靠近线圈的趋势，并产生如图方向的感应电流，下列可采用的操作是（　　） A．棒向上加速直线运动 B．棒向下加速直线运动 C．棒向上减速直线运动 D．棒向下减速直线运动 【答案】C 【详解】AB．线圈N有靠近线圈M的趋势，根据楞次定律，说明M中的电流减小，导致N中的磁通量减小，由法拉第电磁感应定律，所以ab棒做减速运动，故AB错误； CD．N中产生如图所示的电流，由右手螺旋定则可得，线圈N左端施S极，右端是N极，要使MN靠近，那么M的右端是N极，左端施S极，则ab棒中的电流方向应该是从b到a；若ab棒向上运动时，由右手定则可得ab棒中的电流方向是从b到a，若ab棒向下运动时，由右手定则可得ab棒中的电流方向是从a到b；故C正确，D错误。 故选C。 10．（多选）如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积扩大的趋势 B．线框中产生逆时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 【答案】BD 【详解】AB．直导线中的电流增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，线框有面积缩小的趋势，线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确； CD．由对称性知，线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框沿垂直于直导线方向向右平动，故C错误，D正确。 故选BD。 11．如图所示，水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，PQ的电流方向及运动情况是（　　） A．P→Q，向右运动 B．Q→P，向右运动 C．P→Q，向左运动 D．Q→P，向左运动 【答案】A 【详解】当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，根据右手定则和安培定则可知，线圈中电流产生的磁场向上穿过线圈，且穿过线圈的磁通量增加；根据楞次定律可知，线圈感应电流产生的磁场方向向下，根据右手螺旋定则可知通过金属棒PQ的电流方向由P→Q，根据左手定则可知，金属棒PQ受到的安培力向右，则金属棒PQ向右运动。 故选A。 12．如图，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】由楞次定律“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方，右侧导体棒所受安培力斜向左上方。 故选C。 13．如图，合肥一中某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开45°，在这一过程中，以推窗人的视角来看，下列说法正确的是（    ） A．AB边切割地磁场过程中可以等效成一个左负右正的电源 B．钢窗中有顺时针电流 C．钢窗有收缩趋势 D．B点电势高于C点 【答案】D 【详解】A．合肥所在处地磁场的水平分量由南指向北，竖直分量竖直向下；将朝南的钢窗右侧向外打开45°，根据右手定则可知AB边切割地磁场过程中可以等效成一个左正右负的电源，故A错误； BCD．钢窗右侧向外打开过程，向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向由南指向北，以推窗人的视角来看，感应电流为逆时针电流，同时根据“增缩减扩”推论可知，钢窗有扩张趋势；由于流过BC边的电流方向由B到C，所以B点电势高于C点，故BC错误，D正确。 故选D。 14．航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。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，铜环中的感应电流沿逆时针方向 【答案】C 【详解】AB．闭合开关S的瞬间，穿过两个金属环的磁通量向左增大，由楞次定律的推广可知，为阻碍磁通量的增大，铝环向左运动，铜环向右运动，AB错误； C．由于铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，则有铜环的电阻较小，在闭合开关S的瞬间，两环产生的感应电动势大小相等，可知铜环中的感应电流大于铝环中的感应电流，则铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确； D．闭合开关S的瞬间，由右手螺旋定则可知，固定线圈产生的磁场方向向左且增大，则穿过铜环的磁通量向左增大，由楞次定律可知，从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向，D错误。 故选C。 15．（多选）如图所示，水平铜圆盘与沿其轴线的竖直金属杆固定连接，并可一同绕圆盘中心轴线自由转动。接线柱通过导线与金属杆连通，接线柱通过电刷与圆盘边缘接触良好，方向竖直向下的匀强磁场穿过整个圆盘，则（　　） A．若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 B．若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 C．若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 D．若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 【答案】BC 【详解】AB．若使圆盘沿图示方向转动，根据右手定则可知感应电流由圆盘边缘流向竖直金属杆；而切割磁感线的导体相当于电源，在电源内部电流从低电势处流向高电势处，则接线柱处电势高，接线柱处电势低，A错误，B正确； CD．若接电源正极、接电源负极，电流从金属杆流向圆盘边缘，根据左手定则可知，圆盘在安培力作用下将沿图示方向转动；若接电源正极、接电源负极，电流从圆盘边缘流向金属杆，根据左手定则，圆盘在安培力作用下将沿与图示方向相反的方向转动，C正确，D错误。 故选BC。 16．（多选）如图所示，质量为M的铝质矩形薄平板静止在光滑水平面上，铝板上固定白纸，质量为m的圆柱磁铁放在白纸上，且在铝板对称轴上。某时刻给磁铁沿对称轴方向的水平速度，经t时间磁铁和铝板速度相同。磁铁和白纸间动摩擦因数为，铝板相对磁铁可认为足够长。下列说法正确的是（　　） A．t时间内铝板和白纸对磁铁的作用力大于 B．t时间内磁铁相对铝板位移小于 C．仅将铝板替换成等质量的长矩形铜板，仍然需经t时间，磁铁和铜板速度才相同 D．仅将铝板替换成等质量的长矩形铜板，共速前的平均热功率变大 【答案】ABD 【详解】A．对磁铁受力分析，若不考虑磁铁与铝板间的磁力，则铝板和白纸对磁铁的支持力 铝板和白纸对磁铁的摩擦力 此时铝板和白纸对磁铁的作用力大小刚好为 实际上，磁铁在运动过程中，，铝板的磁通量减小，由于涡流的作用，磁铁和铝板之间存在相互吸引的磁力，导致磁铁受到的支持力和摩擦力均增大，故t时间内铝板和白纸对磁铁的作用力大于，A正确； B．由题可知，磁铁与铝板间的相对速度越来越小，铝板中的感应电流逐渐减小，故铝板与磁铁间的磁力逐渐减小，二者的加速度逐渐减小，因此磁铁做减速度减小的减速运动，铝板做加速度减小的加速运动，作出它们运动的图像如下 根据图像的面积为位移的大小可知，t时间内磁铁相对铝板位移小于，B正确； C．将铝板换成铜板，由于铜板的电阻较小，感应电流较大，根据楞次定律，阻碍相对运动的安培力增大，达到共同速度的时间会减小，C错误； D．将铝板换成铜板后，达到共同速度的时间缩短，则平均速度增大，结合上述分析可知，平均作用力增大，根据可知，平均热功率增大，D正确。 故选ABD。 17．（多选）如图所示，水平放置绝缘桌面上有一个金属环，圆心的正上方有一条形磁铁，若条形磁铁水平向右运动，下列说法正确的是（    ） A．穿过环的磁通量变大 B．环有收缩的趋势 C．环对桌面压力变小 D．环所受的摩擦力方向水平向左 【答案】CD 【详解】AB．当条形磁铁沿轴线竖直向右移动时，闭合导体环内的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈做出的反应是面积有扩大的趋势，故AB错误； CD．根据“来去拒留”可知，磁铁、金属圆环间相互吸引，则圆环对桌面的压力变小，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，则金属圆环受到水平向左的摩擦力，故CD正确。 故选CD。 18．（多选）如图所示，导体棒ab在垂直于纸面向外的匀强磁场中沿金属导轨向左减速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上。则（　　） A．导体棒ab中的电流由a流向b B．螺线管内部的磁场方向向左 C．铜制圆线圈c被螺线管吸引 D．铜制圆线圈c有收缩的趋势 【答案】BC 【详解】A．由右手定则可知导体棒ab中的电流由b流向a，故A错误； B．由安培定则可知螺线管内部的磁场方向向左，故B正确； CD．导体棒ab向左减速运动，螺线管电流减小，铜制圆线圈c磁通量减小，根据楞次定律可知会被螺线管吸引，铜制圆线圈c有扩张的趋势，故C正确，D错误。 故选BC。 19．某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是 。 A．灯泡A、B均不发光                    B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光        D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 （选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，请用实线完成其余部分电路的连接。 【答案】 B 向上 【详解】（1）[1]将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，则线圈中产生的感应电流方向相反，两个二极管相继分别导通，出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光，故选B； （2）[2]通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当电流计指针向右偏转时，螺线管中产生的感应电流从上往下，根据楞次定律可知，磁体向上运动。 （3）[3]连线如图； 20．甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。 (1)如图a，甲同学在断开开关时发现电流计指针向左偏转，下列操作中也能使指针向左偏转的有________。 A．闭合开关 B．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出 C．开关闭合时，将滑动变阻器滑片向左滑动 (2)如图b所示，乙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，如图c所示，时刻电流为0。下列说法正确的是（    ） A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0 B．在到时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度 C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加 (3)丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A中电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），A将会 （填“向左”或“向右”）运动。 【答案】(1)B (2)AB (3) 顺时针 向左 【详解】（1）断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向左偏转；为了同样使指针向左偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。 A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，故A错误； B．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故B正确； C．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，故C错误。 故选B。 （2）A．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正确； B．由“来拒去留”可知在到时间内，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．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误； D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈产生的内能，故D错误。 故选AB。 （3）根据安培定则，螺线管内部磁场向右，金属环中的磁场向右，当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，回路电流增大，金属环的磁通量增大，根据增反减同，感应电流的磁场向左，根据安培定则，从右向左看，金属环A中电流方向为顺时针；金属环A是顺时针电流，螺线管是逆时针的电流，反向电流相互排斥，金属环将向左运动。 21．（2024·江苏·高考真题）如图所示，、为正方形金属线圈，线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，、中产生的感应电流方向分别为（      ） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 【答案】A 【详解】线圈a从磁场中向右匀速拉出磁场的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的电流为顺时针。 故选A。 22．（2020·江苏·高考真题）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　） A．同时增大减小 B．同时减小增大 C．同时以相同的变化率增大和 D．同时以相同的变化率减小和 【答案】B 【详解】AB．产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确。 CD．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，CD 错误。 故选B。 23．（2023·河北·高考真题）（多选）如图，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 【详解】A．由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小，金属杆所围回路内磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误； B．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，故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的，故B错误； CD．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，故CD正确。 故选CD。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 磁场对通电导体的作用力 1．关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A．感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．当导体切割磁感线运动时，必须用右手定则确定感应电流的方向 2．对楞次定律内容中“阻碍”的含义理解正确的是（　　） A．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反 B．感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同 C．感应电流形成的磁场会阻止引起感应电流的磁通量的变化 D．当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同 3．如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（　　） A．若A接通一直流电源瞬间，电流表的示数为0 B．若A接通一直流电源瞬间，A和B相互排斥 C．若A接一正弦交流电源，电流表的示数为0 D．若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向 4．如图所示，一线圈abcd放置在两磁体之间，磁体之间的磁场可视为匀强磁场，线圈可绕垂直于磁场方向的中心轴PQ自由转动。在图示状态（　　） A．当线圈中通以abcd方向的电流时，线圈不会转动 B．当线圈中通以abcd方向的电流时，沿PQ方向看，线圈将顺时针方向转动 C．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，线圈中无感应电流 D．沿PQ方向看，使线圈顺时针方向转动时，线圈中将产生abcd方向的感应电流 5．如图所示，A为一水平匀速旋转的橡胶盘，其均匀分布有大量的正电荷，在圆盘正下方水平放置一通电直导线，电流的方向如图所示，当圆盘绕中心轴高速顺时针（从上向下看）转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（　　）    A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向外 D．水平向里 6．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（　　） A．磁体做简谐运动 B．铝环对磁体的作用力总是竖直向上 C．磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零 D．磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针 7．光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A．线圈 1 B．线圈2 C．线圈3 D．线圈4 8．某电子天平原理如图所示，“E”形磁铁的两侧为N极，中心为S极。两极间的磁感应强度大小均为B（其余空间的磁场忽略不计），磁极宽度均为L，—正方形线圈套于中心磁极上，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁铁不接触）。随后通过CD两端对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．秤盘和线圈一起向下运动过程中，C点电势低于D点电势 B．外电路对线圈供电电流I要从C端流入 C．称盘和线圈下落过程中线圈的磁通量为零，所以不产生感应电动势 D．若线圈静止时消耗的最大电功率为P，该电子天平能称量的最大质量为 9．如图所示，金属棒垂直于竖直金属导轨且与导轨接触良好，导轨间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨上端与金属线圈相连，金属线圈用绝缘细线悬挂。要使线圈有靠近线圈的趋势，并产生如图方向的感应电流，下列可采用的操作是（　　） A．棒向上加速直线运动 B．棒向下加速直线运动 C．棒向上减速直线运动 D．棒向下减速直线运动 10．（多选）如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积扩大的趋势 B．线框中产生逆时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 11．如图所示，水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，PQ的电流方向及运动情况是（　　） A．P→Q，向右运动 B．Q→P，向右运动 C．P→Q，向左运动 D．Q→P，向左运动 12．如图，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为（　　）    A．   B．   C．   D．   13．如图，合肥一中某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开45°，在这一过程中，以推窗人的视角来看，下列说法正确的是（    ） A．AB边切割地磁场过程中可以等效成一个左负右正的电源 B．钢窗中有顺时针电流 C．钢窗有收缩趋势 D．B点电势高于C点 14．航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。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，铜环中的感应电流沿逆时针方向 15．（多选）如图所示，水平铜圆盘与沿其轴线的竖直金属杆固定连接，并可一同绕圆盘中心轴线自由转动。接线柱通过导线与金属杆连通，接线柱通过电刷与圆盘边缘接触良好，方向竖直向下的匀强磁场穿过整个圆盘，则（　　） A．若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 B．若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 C．若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 D．若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 16．（多选）如图所示，质量为M的铝质矩形薄平板静止在光滑水平面上，铝板上固定白纸，质量为m的圆柱磁铁放在白纸上，且在铝板对称轴上。某时刻给磁铁沿对称轴方向的水平速度，经t时间磁铁和铝板速度相同。磁铁和白纸间动摩擦因数为，铝板相对磁铁可认为足够长。下列说法正确的是（　　） A．t时间内铝板和白纸对磁铁的作用力大于 B．t时间内磁铁相对铝板位移小于 C．仅将铝板替换成等质量的长矩形铜板，仍然需经t时间，磁铁和铜板速度才相同 D．仅将铝板替换成等质量的长矩形铜板，共速前的平均热功率变大 17．（多选）如图所示，水平放置绝缘桌面上有一个金属环，圆心的正上方有一条形磁铁，若条形磁铁水平向右运动，下列说法正确的是（    ） A．穿过环的磁通量变大 B．环有收缩的趋势 C．环对桌面压力变小 D．环所受的摩擦力方向水平向左 18．（多选）如图所示，导体棒ab在垂直于纸面向外的匀强磁场中沿金属导轨向左减速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上。则（　　） A．导体棒ab中的电流由a流向b B．螺线管内部的磁场方向向左 C．铜制圆线圈c被螺线管吸引 D．铜制圆线圈c有收缩的趋势 19．某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是 。 A．灯泡A、B均不发光                    B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光        D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 （选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，请用实线完成其余部分电路的连接。 20．甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。 (1)如图a，甲同学在断开开关时发现电流计指针向左偏转，下列操作中也能使指针向左偏转的有________。 A．闭合开关 B．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出 C．开关闭合时，将滑动变阻器滑片向左滑动 (2)如图b所示，乙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，如图c所示，时刻电流为0。下列说法正确的是（    ） A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0 B．在到时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度 C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加 (3)丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A中电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），A将会 （填“向左”或“向右”）运动。 21．（2024·江苏·高考真题）如图所示，、为正方形金属线圈，线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，、中产生的感应电流方向分别为（      ） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 22．（2020·江苏·高考真题）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　） A．同时增大减小 B．同时减小增大 C．同时以相同的变化率增大和 D．同时以相同的变化率减小和 23．（2023·河北·高考真题）（多选）如图，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 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 $$