10.1 电磁感应产生的条件 楞次定律 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电磁感应条件与楞次定律，通过多场景问题构建"现象判断-原理应用-定量计算"的递进式训练体系，强化物理观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题|楞次定律"增反减同"应用、右手定则判断电流方向、磁场叠加原理|从感应电流产生条件到方向判断，构建"条件-规律-应用"逻辑链| |实验|2题|控制变量法探究感应电流影响因素、电路故障分析|结合实验操作深化对电磁感应本质的理解| |解答|3题|法拉第电磁感应定律双法推导、安培力与力学平衡综合应用|从定性分析过渡到定量计算，体现"概念-规律-综合应用"的知识进阶|

10.1 电磁感应产生的条件 楞次定律专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．如图所示，有一空间直角坐标系Oxyz，xOy为水平面，z轴为竖直方向，两通电长直导线分别通过大小相等的恒定电流，电流方向如图所示。其中一根导线在xOy平面内且平行于y轴固定，另一根导线在yOz平面内与z轴平行固定，两根导线与原点O距离相等，一闭合圆形金属小线圈，初始位置圆心在原点O，可沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中小线圈平面始终与水平面平行，从上向下观察线圈。不考虑地磁场影响，下列说法正确的是（　　） A．原点O处的磁感应强度方向沿z轴负方向 B．小线圈沿x轴正方向移动时能产生顺时针方向的感应电流 C．小线圈沿y轴负方向移动时没有感应电流 D．小线圈沿z轴负方向移动时能产生逆时针方向的感应电流 2．金属圆环放在光滑绝缘水平面上，直线MN是垂直于水平面向上的匀强磁场的边界，给圆环一个水平力使圆环沿图示方向匀速进入磁场，速度大小为v，速度方向与MN的夹角为，当圆环有一半进磁场时，下列说法正确的是（　　） A．圆环中有沿逆时针方向的感应电流 B．圆环受到的安培力方向与速度v方向相反 C．撤去水平力后，圆环将做曲线运动 D．撤去水平力后，圆环进磁场后的最小速度为0 3．如图所示，固定的长直导线中通有向下的恒定电流，包有绝缘层的金属框abcd的ab边紧靠导线。下列关于cd边的感应电流方向，判断正确的是（　　） A．若金属框在纸面内向左平动，电流方向先，再 B．若金属框在纸面内向右平动，电流方向 C．若金属框从图示位置以ab为轴匀速转动180°，电流方向 D．若金属框从图示位置以ad为轴匀速转动180°，电流方向先，再 4．在匀强磁场中放置一个金属圆环，磁场方向与圆环平面垂直，规定图1所示磁场方向为正，当磁感应强度随时间t按图2所示的正弦规律变化时，下列说法正确的是（　　） A．时刻，圆环中有感应电流 B．时刻，圆环中无感应电流 C．时间内，圆环中感应电流方向始终沿逆时针方向 D．时间内，圆环出现收缩趋势 5．如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是（　　） A．用磁铁的N极靠近A环，A环会被吸引 B．用磁铁的N极靠近B环，B环内没有产生感应电动势 C．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环均会被排斥 D．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环产生的感应电流方向相同 6．用一根轻质细杆悬挂在O点的圆形导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均不计，在如图所示的虚线正方形区域有垂直于圆环的摆动面指向纸内的匀强磁场。下列说法错误的是（　　） A．此摆开始摆动进入磁场时机械能不守恒 B．导体环通过最低位置时，环中感应电流最大 C．导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反 D．最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒 7．如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，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，而是过一小段时间后才执行这个动作。则下列说法正确的是（     ） A．开关S断开时，线圈A两端的电压为零 B．开关S断开时，线圈B产生的磁场吸引D C．开关S断开时，线圈B中有图示箭头方向的电流 D．若线圈B不闭合，具有相同的延时效果 二、多选题 8．动圈式扬声器的结构如图所示。线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动。音频电流通入线圈，安培力使线圈左右运动。纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。如果我们对着纸盆说话，扬声器也能把声音变成相应的电流。某时刻线圈中有图示方向的电流，下列说法正确的是（　　） A．扬声器的工作原理是电磁感应现象 B．若作扬声器用，工作过程把机械能转化为电能 C．若作话筒用，图示状态线圈正向右运动 D．无论用作扬声器还是话筒，图示状态线圈受向左的安培力作用 9．矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，则下列说法正确的是（　　） A．导线向左平动时，线圈中电流方向为adcba B．导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba C．线圈沿平行于导线方向向上做平动时，电流方向为abcda D．减小导线中的电流，线圈中电流方向为abcda 10．如图甲是一款无线充电手机的实物图，图乙是其原理图。送电线圈接电源，受电线圈接手机电池，则（　　） A．若送电线圈接余弦交流电，则受电线圈中将产生周期性变化的电流 B．若送电线圈接直流电源，则受电线圈中将产生不变的电流 C．当送电线圈产生的磁场如图乙所示且逐渐变小时，受电线圈将产生向下的感应磁场 D．当送电线圈产生的磁场如图乙所示且逐渐变大时，受电线圈将产生向下的感应磁场 三、实验题 11．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：电流从“”或“”接线柱流入时，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．减小（1）中磁铁的运动速度 C．改用小量程，将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 12．为探究影响感应电流方向的因素，某兴趣小组使用如图甲所示的电磁感应实验装置进行实验。图中灵敏电流计的0刻度线处于中间位置，空心线圈B放置在水平桌面上。 (1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整。 (2)正确连接好电路，闭合开关瞬间，灵敏电流计指针向左偏转。待指针稳定后，迅速向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计的指针向________（填“左”或“右”）偏转。保持开关闭合及滑动变阻器的滑片位置不变，将线圈A从线圈B中竖直向上拔出，灵敏电流计的指针向________（填“左”或“右”）偏转，若该过程中线圈A未与线圈B直接接触，则线圈B对桌面的压力________（填“大于”“小于”或“等于”）线圈B受到的重力。 (3)某同学利用实验室中的二极管与线圈构成如图乙所示的电路，二极管中通有向上的电流时，二极管可发光。当图中的条形磁铁向上快速从线圈中拔出时，二极管发光。由此可推理出该线圈的导线绕向应如图___________（填“丙”或“丁”）所示。 四、解答题 13．如图所示，两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上。t=0时刻，MN棒与DE的距离为d，MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力。金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中： (1)若从t=0时刻起，所加的匀强磁场的磁感应强度B从B0开始逐渐减小时，恰好使回路中不产生感应电流，试从磁通量的角度分析磁感应强度B的大小随时间t的变化规律； (2)若所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变，试从磁通量变化、电动势的定义、自由电子的受力和运动、或功能关系等角度入手，选用两种方法推导MN棒中产生的感应电动势E的大小； 14．如图所示，上、下边界均水平的区域宽为，内有磁感应强度大小为，方向水平向内的匀强磁场。一边长也为，质量为，电阻为的匀质正方形线框，通过滑轮装置与另一质量为的物体连接。线框从磁场下方某处静止释放，当线框边进入磁场时，速度，一段时间后（边仍在磁场中）开始匀速运动，从边进入磁场到其恰达到匀速时，流过线框横截面的电荷量，已知线框上升过程中线框平面始终与磁场方向垂直，边始终与边界平行，不计空气阻力，，求： (1)线框刚进入磁场时的电流大小和方向； (2)线框匀速运动时的速度以及线框匀速运动的时间。 15．如图，倾角的光滑斜面上，质量均为的物体、通过劲度系数为的轻质弹簧相连，与斜面底端的固定挡板接触但不粘连。通过平行于斜面的不可伸长绝缘轻绳绕过光滑定滑轮，与置于光滑水平导轨上的金属杆中点相连。金属杆、质量也均为、电阻均为、长度均为，与导轨垂直且接触良好，导轨间距也为，电阻不计。导轨所在区域存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场（未画出），磁感应强度为。初始时系统静止，轻绳刚好伸直而无拉力。现对杆的中点施加一水平向右的力，使杆由静止开始向右运动，最终匀速。当杆匀速时，对挡板的压力恰好为零，此时运动到最高点，之后保持静止。重力加速度大小为，求： (1)系统初始静止时弹簧的形变量； (2)杆匀速运动的速度大小； (3)若杆匀速时被撤离水平导轨，此后物体能达到的最大速度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A C C B B CD BD AD 11．(1)向上拔出 (2)C 12．(1) (2) 左 右 小于 (3)丁 13．(1)B= (2)E=BLv 【详解】（1）由产生感应电流的条件可知，回路中不产生感应电流，则穿过回路的磁通量不变，根据磁通量不变，应有B0Ld = BL（d+vt） 解得 B= （2）方法一：由法拉第电磁感应定律推导 经过时间Δt闭合回路的磁通量变化为Δ=BLvΔt 根据法拉第电磁感应定律=BLv 方法二：利用电动势的定义推导 电动势定义为非静电力把单位电荷量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，对应着其他形式的能转化为电势能的大小．这里的非静电力为洛伦兹力（沿MN棒上的分力），洛伦兹力（沿MN棒上的分力）做正功，即W非=（Bev）L 则电动势为 14．(1)、逆时针方向 (2)， 【详解】（1）线框刚进入磁场时的电动势为 由欧姆定律可知线框内电流为 根据右手定则可知，线框内电流方向为，即逆时针方向 （2）匀速运动时，线框与物体作为一个系统整体受力平衡，则有 线框匀速运动时的电动势为 线框内电流大小为 则此时线框受到的安培力为 联立代入数据可得 设从线框进入磁场到匀速过程中位移为 则线框内的平均感应电动势为 则在此过程中流过线框横截面的电荷量有 代入数据解得 由于线框达到匀速后，匀速过程一直持续到ab边离开磁场 因此线框匀速运动的时间为 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）系统初始静止时，对受力分析可知 解得 （2）杆匀速时，对挡板的压力恰好为零，和杆静止 对分析可知 对分析可知 对分析可知 对回路有 解得 （3）杆被撤离水平导轨，与杆先一起加速，当绳子刚好无拉力时，与杆共同加速度为0，设此时弹簧压缩量为 对，有 解得 此后绳子松弛，与杆无关联，物体以此位置为平衡位置，做简谐运动，在平衡位置速度最大，根据动能定理可得    得 / 学科网（北京）股份有限公司 $