第44讲 电磁感应现象 楞次定律(复习讲义)(山东专用)2026年高考物理一轮复习讲练测
2025-11-24
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电磁感应 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.79 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-11-07 |
| 作者 | 犀利呵呵哥 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-09-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54160622.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第44讲 电磁感应现象 楞次定律
目录
01考情解码·命题预警 2
02体系构建·思维可视 3
03核心突破·靶向攻坚 4
考点一 电磁感应现象 4
知识点1 磁通量及磁通量的变化 4
知识点2 感应电流产生的条件 4
考向3 探究影响感应电流方向的因素 5
考向1 磁通量及磁通量的变化 5
考向2 感应电流产生的条件 6
考向3 探究影响感应电流方向的因素 8
考点二 楞次定律和右手定则 10
知识点1 楞次定律 10
3.“阻碍”的含义及步骤 10
知识点2 右手定则 10
知识点3 楞次定律的推论 11
知识点4 “三定则、一定律” 11
考向1 楞次定律的理解及应用 12
考向2 右手定则的应用 13
考向3 楞次定律推论的应用 14
04真题溯源·考向感知 15
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
探究影响感应电流方向的因素
选择题
非选择题
2025·浙江卷
\
\
楞次定律和右手定则
选择题
非选择题
2025·江西卷
2025·北京卷
2025·河南卷
2024·广东卷
2024·江苏卷
2023·海南卷
2023·河北卷
考情分析:
1.高考对楞次定律和右手定则的考查形式多以选择题的形式,题目较为简单,同时,这两部分内容会在某些有关电磁感应的综合性的计算题中会有应用。
2.从命题思路上看,试题情景多以与电磁现象有关的生活中、工业中的仪器等为命题情境。
复习目标:
目标一:理解和掌握楞次定律、右手定则。
目标二:能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
电磁感应现象
磁通量及磁通量的变化
磁通量的计算
Φ=
判断磁通量变化的方法
利用公式Φ= 判断
观察穿过平面的磁感线条数变化
感应电流产生的条件
闭合回路 发生变化
楞次定律和右手定则
楞次定律
内容概述:感应电流的方向总是 引起它的磁通量变化
适用范围:一切电磁感应现象
右手定则
内容概述:通过右手定则确定感应电流方向
适用情况:导线切割磁感线产生感应电流
应用注意事项
磁感线垂直穿入
拇指指向导体运动方向
所指方向为感应电流方向
考点一 电磁感应现象
知识点1 磁通量及磁通量的变化
1.磁通量的计算
(1)公式:Φ=BS。适用条件:① 磁场;②磁场与平面 。
(2)若磁场与平面不垂直,应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积,Φ=BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的 面积,也称为“有效面积”(如图所示)。
2.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式Φ=BS cos θ判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的 是否变化判断。
知识点2 感应电流产生的条件
1.判断感应电流有无的方法
3.产生感应电流的三种常见情况
考向3 探究影响感应电流方向的因素
1.实验思路:条形磁体通过插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量,利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
2.实验现象
相对运动情况
原磁场方向
向下
向下
向上
向上
Φ的变化情况
增加
减少
减少
增加
感应电流的磁场方向(线圈中)
向上
向下
向上
向下
感应电流在线圈中的方向
自下而上
自上而下
自下而上
自上而下
感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系
相反
相同
相同
相反
考向1 磁通量及磁通量的变化
例1 一条形磁铁水平放置,一闭合导线框abcd位于磁铁的一端,线框平面始终与磁铁上表面垂直并与端面平行。当线框从磁体一端平移到另一端过程中(如图所示),穿过线框的磁通量变化情况是( )
A.始终增大 B.始终减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
【变式训练1-1·变考法】如图1所示装置中,电源电动势为,内阻为,滑动变阻器连入电路的电阻为。导体棒的质量为,的长度和轻质硬直导线的长度均为,导线与导体棒垂直且三者组成的框架通过、处的导电光滑小环(未画出)可绕水平轴在竖直面内转动,导体棒及所有导线的电阻忽略不计,其侧视图如图2所示。该装置所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。闭合开关后,导线和导体棒恰能在图示位置保持静止,、与竖直方向的夹角为,此时记为时刻。此后磁场的磁感应强度缓慢减小,且在时刻恰好减为零。则时间内,下列说法正确的是( )
A.时刻,通过平面的磁通量大小为
B.时间内,通过平面的磁通量改变量大小为
C.时刻,导体棒所受的安培力大小为
D.时刻,导体棒所受的安培力大小为
【变式训练1-2·变载体】如图1,竖直面内有一半径为r的细导体圆环,圆环所在区域内存在与其所在平面成斜向下的匀强磁场。现将圆环上半部分以水平直径为轴弯折,如图2。已知磁感应强度大小为B,则在此过程中,穿过导体环的磁通量的变化量大小为( )
A. B.
C. D.
考向2 感应电流产生的条件
例2如图所示,一根细直导线位于竖直方向,通有恒定电流,它的右边有一个闭合线圈,导线和线圈处于同一平面内。线圈从图示位置开始做下面几种运动时,关于线圈中感应电流的判断错误的是( )
A.线圈沿图中轴方向平行加速移动,有感应电流
B.线圈沿图中轴正方向平行移动,有顺时针方向的感应电流
C.线圈以ab边为轴,cd边向纸里的方向转动90°角的过程,有感应电流
D.线圈以ad边为轴,bc边向纸外的方向转动90°角的过程,有感应电流
【变式训练2-1·变载体】电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为。磁场中,边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为
B.若永磁铁相对线圈匀速上升,线圈中无感应电流
C.若永磁铁相对线圈减速下降,线圈中感应电流方向为逆时针方向
D.若永磁铁相对线圈下降,则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下
【变式训练2-2·变载体】某处地下有水平埋设的长直导线,现用图所示的闭合线圈和电流传感器探测导线的位置及其走向。探测时线圈保持水平,探测过程及电流情况如下表所示:
线圈移动情况
初始时静止放置
南北方向移动
南北方向移动后静止
东西方向移动
东西方向移动后静止
电流情况
无电流
无电流
无电流
有电流
有电流
下列判断正确的是( )
A.导线南北走向,但不能确定其具体位置
B.导线东西走向,但不能确定其具体位置
C.导线南北走向,且可以确定其在初始时位于线圈中心点O的正下方
D.导线东西走向,且可以确定其在初始时位于线圈中心点O的正下方
考向3 探究影响感应电流方向的因素
例3如图为“探究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将 偏转(选填“发生”或“不发生”);
②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针 偏转(选填“向左”或“向右”);
③在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向 (选填“相同”或“相反”)。
(3)在做“探究电磁感应现象”实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将 。(不定项选择)
A.因电路不闭合,无电磁感应现象
B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律判断感应电动势方向
【变式训练3-1·变考法】某实验小组通过图示装置探究电磁感应现象:
(1)在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央),则在图乙中,磁体N极插入线圈A的过程中,电流表的指针将 (填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;在图丙中,导体棒向左移动过程中,电流表的指针将 (填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(2)在图丁中,为光敏电阻(光照强度变大时电阻变小),轻质金属环B用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(B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,从左向右看,金属环B中电流方向为 (填“顺时针”或“逆时针”)。
【变式训练1-2·变考法】某小组探究“影响感应电流方向的因素”。
(1)如图甲所示,小组成员用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。实验表明,如果电流从正接线柱流入,指针将向右偏转,反之向左偏转。
(2)如图乙所示,小组成员研究了磁体N、S极沿不同方向运动时所产生的感应电流的方向及感应电流的磁场方向,实验记录如下:
磁体磁场的方向向下向下向上向上
通过线圈的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
指针偏转的方向
左
右
右
左
感应电流的磁场方向
向上
向下
向下
向上
下列判断中正确的是 ;
A.感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
B.感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相同
C.磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
D.磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
(3)根据以上实验探究过程,可以得到结论:影响感应电流方向的因素有 ;
A.原磁场的方向 B.磁通量的变化情况 C.线圈的匝数 D.线圈的绕线情况
(4)某螺线管线圈绕线标识模糊,现通过如图丙所示的实验确认其绕线方向。当磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向右偏,则该螺线管线圈的绕线方向是图丁中的 (选填“a”或“b”)。
考点二 楞次定律和右手定则
知识点1 楞次定律
1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的变化。
2.适用范围:一切电磁感应现象
3.“阻碍”的含义及步骤
楞次定律中“阻碍”的含义
“四步法”判断感应电流方向
知识点2 右手定则
1.内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是 的方向。
2.适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
3.右手定则应用“三注意”:
①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流方向。
知识点3 楞次定律的推论
内容
例 证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
知识点4 “三定则、一定律”
名称
基本现象
因果关系
应用的定则或定律
电流的
磁效应
电流、运动电荷
产生磁场
因电生磁
安培定则
安培力、
洛伦兹力
磁场对电流、运动
电荷有作用力
因电受力
电磁感应
部分导体做切
割磁感线运动
因动生电
右手定则
闭合回路磁
通量变化
因磁生电
得分速记
1.应用楞次定律时,一般要用到安培定则。
2.研究感应电流受到的安培力,一般先用右手定则确定电流的方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。
考向1 楞次定律的理解及应用
例1如图所示,线圈P和电流表构成一个回路,线圈P的绕向如图所示。手持磁铁在上方接近或远离线圈P时,以下说法正确的是( )
A.若磁铁N极朝下,接近线圈P,经过电流表的电流方向为b→a
B.若磁铁N极朝下,远离线圈P,经过电流表的电流方向为b→a
C.若磁铁S极朝下,接近线圈P,经过电流表的电流方向为b→a
D.若磁铁S极朝下,远离线圈P,经过电流表的电流方向为a→b
【变式训练1-1·变考法】水平桌面上放置梯形导线框与长直导线,二者彼此绝缘,其俯视图如图所示。线框被导线分成左右面积相等的两部分。在MN导线中通入如图所示电流的瞬间,下列说法正确的是( )
A.线框有向左运动的趋势
B.线框ab、cd边不受安培力作用
C.因为导线两侧线框面积相等,所以线框中无感应电流产生
D.线框中感应电流方向为a→b→c→d→a
【变式训练1-2·变载体】一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B,线圈A与电源连接,线圈B的两端M、N连在一起,构成一个闭合电路。断开开关S时,弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开,而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是( )
A.断开S瞬间,线圈B中感应电流的磁场方向向上
B.若线圈B的两端不闭合,会对延时效果产生影响
C.改变线圈B的缠绕方向,会对延时效果产生影响
D.调换电源的正负极,不再有延时效果
考向2 右手定则的应用
例2如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则( )
A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→b→d→c→a
B.若ab、cd以相同的速度一起向右运动,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a
C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零
D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a
【变式训练2-1·变考法】如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻和,导体棒与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略,当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.流过的电流为由到,流过的电流为由到
B.流过的电流为由到,流过的电流为由到
C.流过的电流为由到,流过的电流为由到
D.流过的电流为由到,流过的电流为由到
【变式训练2-2·变考法】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
考向3 楞次定律推论的应用
例3一种新型合金被发现,只要略微提高温度,这种合金就会从非磁合金变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料中间,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,下列说法正确的是( )
A.B线圈的磁通量将减小
B.B线圈一定有收缩的趋势
C.将线圈B向左移动,磁通量大小不变
D.若从右向左看线圈B中产生顺时针方向的电流,则A左端是强磁性合金的S极
【变式训练3-1·变载体】某同学受电吉他启发,设计了一个如图所示的发声装置,装置内部安装有线圈,弹性金属线通有恒定电流(图中箭头所示),弹奏时金属线在线圈所处的平面振动时,线圈中会产生感应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出音乐,下列说法正确的是( )
A.金属线向右振动的过程中,线圈有扩张的趋势
B.金属线向右振动的过程中,金属线所受安培力向左
C.金属线向左振动的过程中,线圈的感应电流方向为逆时针
D.取走线圈,其他条件不变,停止弹奏时金属线会更快的停下来
【变式训练3-2·变载体】如图所示,ef、gh为两相互平行水平固定放置的金属导轨,ab、cd为搁在金属导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁向下靠近导轨时,下列描述正确的是( )
A.两金属棒将互相靠近
B.金属棒对导轨的压力将减小
C.回路中电流方向为顺时针方向
D.回路中电流方向为逆时针方向
1.(2025·北京·高考真题)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
2.(2025·江西·高考真题)托卡马克是一种磁约束核聚变装置,其中心柱上的密绕螺线管(线圈)可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流,如图(a)所示。当线圈通以如图(b)所示的电流时,产生的等离子体电流方向(俯视)为( )
A.顺时针 B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
3.(2025·北京·高考真题)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
4.(2024·北京·高考真题)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
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第44讲 电磁感应现象 楞次定律
目录
01考情解码·命题预警 2
02体系构建·思维可视 3
03核心突破·靶向攻坚 4
考点一 电磁感应现象 4
知识点1 磁通量及磁通量的变化 4
知识点2 感应电流产生的条件 4
考向3 探究影响感应电流方向的因素 5
考向1 磁通量及磁通量的变化 5
考向2 感应电流产生的条件 7
考向3 探究影响感应电流方向的因素 9
考点二 楞次定律和右手定则 12
知识点1 楞次定律 12
3.“阻碍”的含义及步骤 12
知识点2 右手定则 13
知识点3 楞次定律的推论 13
知识点4 “三定则、一定律” 14
考向1 楞次定律的理解及应用 14
考向2 右手定则的应用 16
考向3 楞次定律推论的应用 18
04真题溯源·考向感知 20
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
探究影响感应电流方向的因素
选择题
非选择题
2025·浙江卷
\
\
楞次定律和右手定则
选择题
非选择题
2025·江西卷
2025·北京卷
2025·河南卷
2024·广东卷
2024·江苏卷
2023·海南卷
2023·河北卷
考情分析:
1.高考对楞次定律和右手定则的考查形式多以选择题的形式,题目较为简单,同时,这两部分内容会在某些有关电磁感应的综合性的计算题中会有应用。
2.从命题思路上看,试题情景多以与电磁现象有关的生活中、工业中的仪器等为命题情境。
复习目标:
目标一:理解和掌握楞次定律、右手定则。
目标二:能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
电磁感应现象
磁通量及磁通量的变化
磁通量的计算
Φ=BScosθ
判断磁通量变化的方法
利用公式Φ=BScosθ判断
观察穿过平面的磁感线条数变化
感应电流产生的条件
闭合回路磁通量发生变化
楞次定律和右手定则
楞次定律
内容概述:感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量变化
适用范围:一切电磁感应现象
右手定则
内容概述:通过右手定则确定感应电流方向
适用情况:导线切割磁感线产生感应电流
应用注意事项
磁感线垂直穿入掌心
拇指指向导体运动方向
四指所指方向为感应电流方向
考点一 电磁感应现象
知识点1 磁通量及磁通量的变化
1.磁通量的计算
(1)公式:Φ=BS。适用条件:①匀强磁场;②磁场与平面垂直。
(2)若磁场与平面不垂直,应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积,Φ=BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积,也称为“有效面积”(如图所示)。
2.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式Φ=BS cos θ判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
知识点2 感应电流产生的条件
1.判断感应电流有无的方法
3.产生感应电流的三种常见情况
考向3 探究影响感应电流方向的因素
1.实验思路:条形磁体通过插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量,利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
2.实验现象
相对运动情况
原磁场方向
向下
向下
向上
向上
Φ的变化情况
增加
减少
减少
增加
感应电流的磁场方向(线圈中)
向上
向下
向上
向下
感应电流在线圈中的方向
自下而上
自上而下
自下而上
自上而下
感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系
相反
相同
相同
相反
考向1 磁通量及磁通量的变化
例1 一条形磁铁水平放置,一闭合导线框abcd位于磁铁的一端,线框平面始终与磁铁上表面垂直并与端面平行。当线框从磁体一端平移到另一端过程中(如图所示),穿过线框的磁通量变化情况是( )
A.始终增大 B.始终减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
【答案】C
【详解】条形磁铁外部两极处磁场强,磁感线密,磁铁中间附近磁场弱,磁感线疏。当线框从磁体一端平移到另一端过程中,磁铁外部的磁感线穿过线框的条数先减少后增大,而内部的磁感线始终全部穿过,抵消后磁感线条数先增加后减少,所以磁通量先增大后减小。
故选C。
【变式训练1-1·变考法】如图1所示装置中,电源电动势为,内阻为,滑动变阻器连入电路的电阻为。导体棒的质量为,的长度和轻质硬直导线的长度均为,导线与导体棒垂直且三者组成的框架通过、处的导电光滑小环(未画出)可绕水平轴在竖直面内转动,导体棒及所有导线的电阻忽略不计,其侧视图如图2所示。该装置所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。闭合开关后,导线和导体棒恰能在图示位置保持静止,、与竖直方向的夹角为,此时记为时刻。此后磁场的磁感应强度缓慢减小,且在时刻恰好减为零。则时间内,下列说法正确的是( )
A.时刻,通过平面的磁通量大小为
B.时间内,通过平面的磁通量改变量大小为
C.时刻,导体棒所受的安培力大小为
D.时刻,导体棒所受的安培力大小为
【答案】B
【详解】A.时刻,通过平面的磁通量大小为,故A错误;
B.时刻,磁感应强度为零,导体棒位于最低点,磁通量为零,则在时间内,通过平面的磁通量改变量大小为,故B正确;
C.回路中的电流大小恒为
时刻,导体棒所受的安培力大小为,故C错误;
D.时刻,磁感应强度为零,导体棒所受的安培力大小也为零,故D错误。
故选B。
【变式训练1-2·变载体】如图1,竖直面内有一半径为r的细导体圆环,圆环所在区域内存在与其所在平面成斜向下的匀强磁场。现将圆环上半部分以水平直径为轴弯折,如图2。已知磁感应强度大小为B,则在此过程中,穿过导体环的磁通量的变化量大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】在此过程中,下半圆的磁通量保持不变,只有上半圆的磁通量发生变化,则在此过程中,穿过导体环的磁通量的变化量大小为故选B。
考向2 感应电流产生的条件
例2如图所示,一根细直导线位于竖直方向,通有恒定电流,它的右边有一个闭合线圈,导线和线圈处于同一平面内。线圈从图示位置开始做下面几种运动时,关于线圈中感应电流的判断错误的是( )
A.线圈沿图中轴方向平行加速移动,有感应电流
B.线圈沿图中轴正方向平行移动,有顺时针方向的感应电流
C.线圈以ab边为轴,cd边向纸里的方向转动90°角的过程,有感应电流
D.线圈以ad边为轴,bc边向纸外的方向转动90°角的过程,有感应电流
【答案】A
【详解】A.线圈沿图中轴方向平行加速移动,穿过线圈的磁通量保持不变,不会产生感应电流,故A错误,满足题意要求;
B.线圈沿图中轴正方向平行移动,穿过线圈的磁通量向里减小,根据楞次定律可知,线圈中有顺时针方向的感应电流,故B正确,不满足题意要求;
C.线圈以ab边为轴,cd边向纸里的方向转动90°角的过程,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故C正确,不满足题意要求;
D.线圈以ad边为轴,bc边向纸外的方向转动90°角的过程,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故D正确,不满足题意要求。
故选A。
【变式训练2-1·变载体】电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为。磁场中,边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为
B.若永磁铁相对线圈匀速上升,线圈中无感应电流
C.若永磁铁相对线圈减速下降,线圈中感应电流方向为逆时针方向
D.若永磁铁相对线圈下降,则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0,故A错误;
B.根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈有相对运动时就有磁通量变化,则匀速上升时线圈中有恒定电流,故B错误;
C.永磁体相对线圈下降即线圈相对磁体上升,根据右手定则线圈中感应电流方向为顺时针方向,故C错误;
D.永磁铁相对线圈下降时,根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向,根据左手定则判断线框上下边所受安培力均向下,则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下,故D正确。
故选D。
【变式训练2-2·变载体】某处地下有水平埋设的长直导线,现用图所示的闭合线圈和电流传感器探测导线的位置及其走向。探测时线圈保持水平,探测过程及电流情况如下表所示:
线圈移动情况
初始时静止放置
南北方向移动
南北方向移动后静止
东西方向移动
东西方向移动后静止
电流情况
无电流
无电流
无电流
有电流
有电流
下列判断正确的是( )
A.导线南北走向,但不能确定其具体位置
B.导线东西走向,但不能确定其具体位置
C.导线南北走向,且可以确定其在初始时位于线圈中心点O的正下方
D.导线东西走向,且可以确定其在初始时位于线圈中心点O的正下方
【答案】C
【详解】通电直导线产生的磁场的磁感线分布如图所示(截面图)
可以看出当线圈静止处于导线正上方时,穿过线圈的磁通量的变化率为零,因此不会有感应电流,而当线圈垂直导线方向移动时,线圈中的磁通量将发生改变(通电导线产生环形磁场,以通电导线为轴线,所产生的环形磁场的磁感应强度随着与通电导线距离的增加的减弱),电流传感器有示数,即闭合线圈与传感器构成的闭合回路中有感应电流,由题表中线圈位置变化分析可知,线圈初始时静止,传感器中无电流,线圈南北方向移动或静止时,传感器中均无电流,而线圈在东西方向移动或静止时均有电流,因此可知可知,导线南北走向,且可以确定其在初始时位于线圈中心点O的正下方。故选C。
考向3 探究影响感应电流方向的因素
例3如图为“探究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将 偏转(选填“发生”或“不发生”);
②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针 偏转(选填“向左”或“向右”);
③在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向 (选填“相同”或“相反”)。
(3)在做“探究电磁感应现象”实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将 。(不定项选择)
A.因电路不闭合,无电磁感应现象
B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律判断感应电动势方向
【答案】(1)见解析(2) 发生 向左 相反(3)BD
【详解】(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示
(2)[1]闭合电键,磁通量增加,指针向右偏转,将原线圈迅速插入副线圈,磁通量增加,则灵敏电流计的指针将向右偏转一下;
[2]原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电阻增大,则电流减小,穿过副线圈的磁通量减小,则灵敏电流计指针向左偏转一下;
[3]则上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向相反。
(3)如果副线圈B两端不接任何元件,线圈中仍有磁通量的变化,仍会产生感应电动势,不会没有感应电流存在,但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向,从而可以判断出感应电动势的方向。故选BD。
【变式训练3-1·变考法】某实验小组通过图示装置探究电磁感应现象:
(1)在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央),则在图乙中,磁体N极插入线圈A的过程中,电流表的指针将 (填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;在图丙中,导体棒向左移动过程中,电流表的指针将 (填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(2)在图丁中,为光敏电阻(光照强度变大时电阻变小),轻质金属环B用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(B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,从左向右看,金属环B中电流方向为 (填“顺时针”或“逆时针”)。
【答案】(1) 向左 向右(2)逆时针
【详解】(1)[1]在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,说明电流从负接线柱流入时,电流表指针向左偏。在图乙中,磁体N极插入线圈A过程中,线圈A中磁通量向下增大,根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将向左偏转;
[2]在图丙中,导体棒ab向左移动过程中,根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入,则电流表的指针将向右偏转。
(2)当光照增强时,热敏电阻的阻值减小,回路电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过金属环B的磁通量向右增大,根据楞次定律可知,从左向右看,金属环B中电流方向为逆时针。
【变式训练1-2·变考法】某小组探究“影响感应电流方向的因素”。
(1)如图甲所示,小组成员用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。实验表明,如果电流从正接线柱流入,指针将向右偏转,反之向左偏转。
(2)如图乙所示,小组成员研究了磁体N、S极沿不同方向运动时所产生的感应电流的方向及感应电流的磁场方向,实验记录如下:
磁体磁场的方向向下向下向上向上
通过线圈的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
指针偏转的方向
左
右
右
左
感应电流的磁场方向
向上
向下
向下
向上
下列判断中正确的是 ;
A.感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
B.感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相同
C.磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
D.磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁体的磁场方向一定相反
(3)根据以上实验探究过程,可以得到结论:影响感应电流方向的因素有 ;
A.原磁场的方向 B.磁通量的变化情况 C.线圈的匝数 D.线圈的绕线情况
(4)某螺线管线圈绕线标识模糊,现通过如图丙所示的实验确认其绕线方向。当磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向右偏,则该螺线管线圈的绕线方向是图丁中的 (选填“a”或“b”)。
【答案】 C AB/BA b
【详解】(2)[1]由表中实验信息可知,在实验中,当穿过线圈的磁通量减小,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,由此可知: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;当穿过线圈的磁通量增加,感应电流磁场方向与原磁场方向相反,由此可知:穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。故选C。
(3)[2]根据以上实验探究过程,可以得到结论:影响感应电流方向的因素有原磁场的方向、磁通量的变化情况。故选AB。
(4)[3]已测得电流表指针向右偏时,电流是由正接线柱流入,当磁铁N极插入螺线管时,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,螺线管上端应为N极,下端为S极,又电流表指针向右偏,可知电流方向是由负电流表接线柱流出至螺线管上端接线柱,由安培定则可判断螺线管的绕线方向如b图所示。
考点二 楞次定律和右手定则
知识点1 楞次定律
1.内容:感应电流具有这样的方向,即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.适用范围:一切电磁感应现象
3.“阻碍”的含义及步骤
楞次定律中“阻碍”的含义
“四步法”判断感应电流方向
知识点2 右手定则
1.内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
3.右手定则应用“三注意”:
①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流方向。
知识点3 楞次定律的推论
内容
例 证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
知识点4 “三定则、一定律”
名称
基本现象
因果关系
应用的定则或定律
电流的
磁效应
电流、运动电荷
产生磁场
因电生磁
安培定则
安培力、
洛伦兹力
磁场对电流、运动
电荷有作用力
因电受力
左手定则
电磁感应
部分导体做切
割磁感线运动
因动生电
右手定则
闭合回路磁
通量变化
因磁生电
楞次定律
得分速记
1.应用楞次定律时,一般要用到安培定则。
2.研究感应电流受到的安培力,一般先用右手定则确定电流的方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。
考向1 楞次定律的理解及应用
例1如图所示,线圈P和电流表构成一个回路,线圈P的绕向如图所示。手持磁铁在上方接近或远离线圈P时,以下说法正确的是( )
A.若磁铁N极朝下,接近线圈P,经过电流表的电流方向为b→a
B.若磁铁N极朝下,远离线圈P,经过电流表的电流方向为b→a
C.若磁铁S极朝下,接近线圈P,经过电流表的电流方向为b→a
D.若磁铁S极朝下,远离线圈P,经过电流表的电流方向为a→b
【答案】A
【详解】A.若磁铁N极朝下,线圈所在处的磁场方向向下,磁铁接近线圈P,线圈的磁通量增加,根据楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向上,根据安培定则,经过电流表的电流方向为b→a,A正确;
B.若磁铁N极朝下,线圈所在处的磁场方向向下,磁铁远离线圈P,线圈的磁通量减少,根据楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向下,根据安培定则,经过电流表的电流方向为a→b,B错误;
C.若磁铁S极朝下,线圈所在处的磁场方向向上,磁铁接近线圈P,线圈的磁通量增加,根据楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向下,根据安培定则,经过电流表的电流方向为a→b,C错误;
D.若磁铁S极朝下,线圈所在处的磁场方向向上,磁铁远离线圈P,线圈的磁通量减少,根据楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向上,根据安培定则,经过电流表的电流方向为b→a,D错误。
故选A。
【变式训练1-1·变考法】水平桌面上放置梯形导线框与长直导线,二者彼此绝缘,其俯视图如图所示。线框被导线分成左右面积相等的两部分。在MN导线中通入如图所示电流的瞬间,下列说法正确的是( )
A.线框有向左运动的趋势
B.线框ab、cd边不受安培力作用
C.因为导线两侧线框面积相等,所以线框中无感应电流产生
D.线框中感应电流方向为a→b→c→d→a
【答案】D
【详解】CD.在MN导线中通入如图所示电流的瞬间,直导线左侧磁场向外,右侧向里;因越靠近直导线的位置磁场越强,而两边线圈面积相等,则穿过左侧的向外的磁通量大于右侧向里的磁通量,可知穿过整个线圈的磁通量向外增加,根据楞次定律可知,线圈中产生感应电流为a→b→c→d→a,选项D正确,C错误;
AB.根据左手定则可知,左右两侧线圈均受向右的安培力,即线圈有向右运动的趋势,选项AB错误。
故选D。
【变式训练1-2·变载体】一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B,线圈A与电源连接,线圈B的两端M、N连在一起,构成一个闭合电路。断开开关S时,弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开,而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是( )
A.断开S瞬间,线圈B中感应电流的磁场方向向上
B.若线圈B的两端不闭合,会对延时效果产生影响
C.改变线圈B的缠绕方向,会对延时效果产生影响
D.调换电源的正负极,不再有延时效果
【答案】B
【详解】A.断开S瞬间,穿过线圈B的磁通量向下减小,由楞次定律可知线圈B中感应电流的磁场方向向下,选项A错误;
B.若线圈B的两端不闭合,则断开开关时线圈B中不会产生感应电流,从而铁芯不会吸引衔铁D,则会对延时效果产生影响,选项B正确;
CD.改变线圈B的缠绕方向或者调换电源的正负极,断开开关时线圈B中都会产生感应电流,从而铁芯会吸引衔铁D,不会对延时效果产生影响,选项CD错误。故选B。
考向2 右手定则的应用
例2如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则( )
A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→b→d→c→a
B.若ab、cd以相同的速度一起向右运动,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a
C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零
D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a
【答案】D
【详解】A.若固定ab,使cd向右滑动,根据右手定则可知abdc回路中的电流方向为a→c→d→b→a,故A错误;
B.若ab、cd以相同的速度一起向右运动,则穿过abdc回路的磁通量不变,回路不会产生感应电流,故B错误;
C.若ab向左、cd向右同时运动,则穿过abdc回路的磁通量向外增加,根据楞次定律可知,abdc回路中的电流方向为a→c→d→b→a,故C错误;
D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度,则穿过abdc回路的磁通量向外增加,根据楞次定律可知,abdc回路中的电流方向为a→c→d→b→a,故D正确。
故选D。
【变式训练2-1·变考法】如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻和,导体棒与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略,当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.流过的电流为由到,流过的电流为由到
B.流过的电流为由到,流过的电流为由到
C.流过的电流为由到,流过的电流为由到
D.流过的电流为由到,流过的电流为由到
【答案】B
【详解】根据右手定则可得,中电流由到,处电势最高,处电势最低,外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势,因此流过的电流为由到,流过的电流为由到。
故选B。
【变式训练2-2·变考法】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。
考向3 楞次定律推论的应用
例3一种新型合金被发现,只要略微提高温度,这种合金就会从非磁合金变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料中间,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,下列说法正确的是( )
A.B线圈的磁通量将减小
B.B线圈一定有收缩的趋势
C.将线圈B向左移动,磁通量大小不变
D.若从右向左看线圈B中产生顺时针方向的电流,则A左端是强磁性合金的S极
【答案】D
【详解】A.穿过线圈B的磁感线从无变有,磁通量增加,故A错误;
B.合金A内部磁场与外部磁场方向相反,B线圈的总磁通量与A内部磁场方向相同,加热使得磁通量变大,由楞次定律可知,B线圈一定有扩张的趋势,故B错误;
C.由题意可得,初始线圈在合金中间,向左移动,磁通量变小,故C错误;
D.对A进行加热,A磁性增强。根据右手螺旋定则和楞次定律可知,若从右向左看B中产生顺时针方向的电流,感应电流产生的磁场向左,则B中原磁场方向向右,A内部磁场大于外部磁场,因此磁场方向要看内部,即A左端是强磁性合金的S极,故D正确。
故选D。
【变式训练3-1·变载体】某同学受电吉他启发,设计了一个如图所示的发声装置,装置内部安装有线圈,弹性金属线通有恒定电流(图中箭头所示),弹奏时金属线在线圈所处的平面振动时,线圈中会产生感应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出音乐,下列说法正确的是( )
A.金属线向右振动的过程中,线圈有扩张的趋势
B.金属线向右振动的过程中,金属线所受安培力向左
C.金属线向左振动的过程中,线圈的感应电流方向为逆时针
D.取走线圈,其他条件不变,停止弹奏时金属线会更快的停下来
【答案】B
【详解】A金属线向右振动的过程中,穿过线圈的磁通量增大,根据“增缩减扩”可知线圈有缩小的趋势,故A错误;
B金属线向右振动的过程中,根据“来拒去留”可知金属线所受安培力向左,故B正确;
C金属线向左振动的过程中,穿过线圈的磁通量减小,根据“增反减同”可知线圈的感应电流方向为顺时针,故C错误;
D.取下线圈,就不存在感应电流,也就没有安培力阻碍琴弦振动,所以琴弦会振动更久,故D错误。
故选B。
【变式训练3-2·变载体】如图所示,ef、gh为两相互平行水平固定放置的金属导轨,ab、cd为搁在金属导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁向下靠近导轨时,下列描述正确的是( )
A.两金属棒将互相靠近
B.金属棒对导轨的压力将减小
C.回路中电流方向为顺时针方向
D.回路中电流方向为逆时针方向
【答案】A
【详解】AB.当条形磁铁向下靠近导轨时,穿过导轨和金属棒围成的闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律判断出导轨中产生感应电流,其产生的磁场将会阻碍磁通量增大,故两棒向内靠近,减小穿过的面积,从而起到阻碍磁通量增大的作用,与磁铁存在相互排斥的力。因此由于磁铁的靠近,则两棒靠近,金属棒对导轨的压力将增大,故A正确,B错误;
CD.因为不知道条形磁铁下端是S极还是N极,故无法判断原磁场的方向,也无法判断感应电流的方向,故C、D错误。故选A。
1.(2025·北京·高考真题)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
【答案】A
【详解】A.圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A正确;
B.圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;
C.离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;
D.根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。
故选A 。
2.(2025·江西·高考真题)托卡马克是一种磁约束核聚变装置,其中心柱上的密绕螺线管(线圈)可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流,如图(a)所示。当线圈通以如图(b)所示的电流时,产生的等离子体电流方向(俯视)为( )
A.顺时针 B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
【答案】A
【详解】由图(b)可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小,根据右手定则可知,CS线圈产生的磁场下端为N极,上端为S极,则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小,由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向(俯视),则产生的等离子体电流方向(俯视)为顺时针;同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时,情况与前一阶段等效,即产生的等离子体电流方向(俯视)仍为顺时针。
故选A。
3.(2025·北京·高考真题)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
【详解】A.有线圈时,磁铁受到电磁阻尼的作用,振动更快停止,故A错误;
B.根据楞次定律,磁铁靠近线圈时,线圈的磁通量增大,此时线圈有缩小的趋势,故B错误;
C.磁铁离线圈最近时,此时磁铁与线圈的相对速度为零,感应电动势为零,感应电流为零,线圈受到的安培力为零,故C错误;
D.分析可知有无线圈时,根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同,由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能,故系统损失的机械能相同,故D正确。
故选D。
4.(2024·北京·高考真题)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
【答案】B
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,故B正确;
CD.断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,故CD错误。
故选B。
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