第十二章 第1讲　电磁感应现象　楞次定律 专项训练-2027届高考物理一轮专题复习（人教版）

**基本信息** 以对点训练构建电磁感应现象到规律应用的递进式逻辑链，通过典型情境题强化科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电磁感应现象理解|3题|结合FAST天眼等真实情境，考查磁通量计算与感应电流产生条件|从磁通量概念切入，建立现象判断与电磁学基本观念的关联| |楞次定律及推论应用|4题|涉及磁铁运动、弹性回路形变等动态过程，聚焦楞次定律的直接与间接应用|以楞次定律为核心，推导“增反减同”等推论，培养科学推理能力| |三定则与定律综合|4题|包含导轨运动、磁场变化等复合情境，需综合应用安培定则、左手定则及楞次定律|构建“磁场-电流-力”相互作用模型，提升复杂问题的分析论证能力|

第1讲　电磁感应现象　楞次定律 课时作业 对点1.对电磁感应现象的理解和判断 1.(2025·山东菏泽期中)如图所示,我国的球面射电望远镜(FAST)是世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“超级天眼”,并随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为D,其边缘圆周处于同一水平面内,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ,则(　　) A.穿过“眼眶”的磁通量大小为πD2B B.磁感应强度B的方向为穿出“眼眶”斜向上 C.在地球自转90°的过程中,穿过“眼眶”的磁通量变化量为0 D.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”的磁通量变化量为πD2B 【答案】 C 【解析】 地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ,则穿过“眼眶”的磁通量大小为Φ1=Bsin θ·π()2=πD2Bsin θ,A错误;“超级天眼”处于北半球,根据地磁场的分布特征可知,磁感应强度B的方向为穿过“眼眶”斜向下,且在地球自转过程中,磁感应强度大小始终为B,方向始终与水平面夹角为θ,即穿过“眼眶”的磁通量大小始终为πD2Bsin θ,磁通量的变化量始终为0,故C正确,B、D错误。 2.(多选)(2025·重庆合川阶段检测)下列各图所描述的物理情境中,线圈或回路中能产生感应电流的是(　　) A.图甲中开关S闭合的瞬间,线圈N中能产生感应电流 B.图乙中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,线圈中能产生感应电流 C.图丙中矩形导电线圈绕OO′轴转动时,线圈中能产生感应电流 D.图丁中通入增大的电流,水平放置的圆形线圈中能产生感应电流 【答案】 AC 【解析】 题图甲中开关S闭合瞬间,穿过线圈N的磁通量增大,所以线圈N中产生感应电流,A正确;题图乙中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,穿过线圈平面的磁通量不变,所以线圈中不产生感应电流,B错误;题图丙中矩形导电线圈绕OO′轴转动时穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,C正确;题图丁中通入增大的电流,穿过线圈的磁通量始终为零,所以在线圈中不会产生感应电流,故D错误。 3.(2025·辽宁沈阳模拟)中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体,成功产生了42.02 T的稳态磁场(稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场),其磁感应强度约为地磁场磁感应强度的80万倍,成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑。下列说法正确的是(　　) A.42.02 T表示磁通量的大小 B.该稳态磁场不可能激发出电场 C.磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场 D.将一个闭合金属线框垂直于磁场方向放入该磁场,金属框内可能产生感应电流 【答案】 B 【解析】 42.02 T表示磁感应强度的大小,A错误;根据麦克斯韦电磁场理论可知该稳态磁场不可能激发出电场,B正确;磁感应强度不随时间变化的磁场为恒定磁场,在恒定磁场中,如果磁感应强度在空间各处完全相同,即大小和方向都不变,就是匀强磁场,C错误;虽然该稳态磁场在空间上不同点磁感应强度不同,但不随时间变化,则穿过线框的磁通量不变,不会产生感应电流,D错误。 对点2.楞次定律及推论的应用 4.(2025·广东深圳一模)某同学把原线圈连接于零刻度在中央的小量程电流表的两极,再拿起条形磁铁,让N极插入原线圈,只见电流表指针的摆动方向如图甲所示。在图乙中,该同学再换成通电线圈使其在水平方向平动,只见电流表指针也向左摆,下列分析正确的是(　　) A.电流表的电流是从右接线柱流入的 B.通电线圈内的磁场方向水平向右 C.通电线圈可能是向左匀速平动的 D.穿过原线圈的磁通量一定增大 【答案】 C 【解析】 根据题图甲可知,穿过线圈的磁通量向右增加,根据楞次定律可知,感应电流是从左接线柱流入的,A错误;根据安培定则可知,通电线圈内的磁场方向水平向左,B错误;原线圈中的磁场向右且磁通量增加或原线圈中磁场向左且磁通量减少,均会出现题图中的感应电流,所以通电线圈可能是向左匀速平动的,C正确,D错误。 5.(2025·四川模拟)如图,水平面MN下方存在垂直于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和两根可伸缩的弹性导体组成三角形回路框,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,在框落入磁场且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 【解析】 根据楞次定律“增反减同”,可知回路框中感应电流方向为逆时针,由于回路框中具有阻碍磁通量增加的趋势,可知回路框面积会减小,C正确。 6.(多选)(2025·云南昆明模拟)如图所示,在一水平固定的铝环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处由静止开始下落,最后落在地面上。磁铁下落过程从铝环中心穿过,且不与铝环接触。若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.磁铁靠近铝环的过程中,铝环有收缩趋势 B.磁铁下落过程中,从上往下看,铝环中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 C.磁铁下落过程中,磁铁的机械能不变 D.磁铁落地时的速率等于 【答案】 AB 【解析】 磁铁靠近铝环的过程中,铝环中的磁通量增加,根据楞次定律“增缩减扩”可知,铝环有收缩趋势,A正确;在磁铁下落过程中磁场方向向下,在磁铁靠近铝环时,穿过铝环的磁通量变大,在磁铁远离铝环时,穿过铝环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,铝环中的感应电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,B正确;在磁铁下落过程中,铝环中产生感应电流而有电能,即磁铁的部分机械能转化为电能,则磁铁的机械能减少,C错误;若磁铁自由下落,落地速度为v=,由于磁铁下落穿过铝环时机械能有损失,所以磁铁落地时速率小于,D错误。 7.(2025·吉林松原期中)一长直导线与闭合金属环固定在同一竖直面内,如图甲所示,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.闭合金属环中始终产生顺时针方向的感应电流 B.穿过闭合金属环的磁通量先增大后减小 C.闭合金属环先有收缩的趋势后有扩张的趋势 D.闭合金属环所受安培力的合力先向下后向上 【答案】 A 【解析】 在0～t2时间内,长直导线中的电流先减小后反向增大,由安培定则可知,穿过金属环的磁通量先向里减少再反向增加,根据楞次定律可知,闭合金属环中始终产生顺时针方向的感应电流,A正确;穿过闭合金属环的磁通量先减小后增大,则闭合金属环先有扩张的趋势后有收缩的趋势,或者具有先靠近、后远离长直导线的趋势,则闭合金属环受安培力的合力方向先向上后向下,B、C、D错误。 对点3.“三定则、一定律”的应用 8.(2025·陕西西安阶段检测)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动,在之后的运动过程中,关于感应电流的方向及受力,下列说法正确的是(　　) A.PQRS中感应电流沿顺时针方向,线框T中沿逆时针方向 B.PQRS中感应电流沿逆时针方向,线框T中沿逆时针方向 C.线框T具有扩张趋势,PQ受到向右的安培力 D.线框T具有收缩趋势,PQ受到向左的安培力 【答案】 B 【解析】 根据右手定则,PQRS中电流沿逆时针方向,PQRS中电流在线框T处产生的磁场方向垂直于纸面向外;金属杆PQ向右做减速运动,则PQRS中电流减小,产生的磁场减弱,若穿过线框T的总的磁通量向里,则向里的磁通量增加,反之为向外的磁通量减少,根据楞次定律可知,线框T中感应电流一定沿逆时针方向,A错误,B正确。由于不知道PQRS产生的磁场强弱,若PQRS内总的磁通量向里,线框T具有收缩趋势;反之具有扩张趋势。根据左手定则,PQ受到向左的安培力,C、D错误。 9.(2025·山东济南阶段练习)如图所示,导体棒ab横放在U形金属框架上,框架固定在绝缘水平面上,整个装置处于竖直向上的磁场中,磁感应强度B随时间变化。现垂直于ab棒施加水平外力,使棒从静止开始无摩擦地运动。某时刻撤去外力并记为t=0时刻,棒保持此刻速度继续向右匀速运动,并与金属框接触良好,回路中无感应电流。则t图线可能正确的是(　　) A　　　　B C　　　　D 【答案】 A 【解析】 要使回路中无感应电流,则闭合回路的磁通量不发生变化,即ΔΦ=0,设初始时刻磁感应强度为B0,ab棒与MN边的距离为l0,金属框宽度为L,则B0l0L=BL(l0+vt),化简得=+·t,所以t是一条不过原点的倾斜向上的直线,A正确。 10.(2025·河南模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线,通以大小相同的电流I。在角平分线上,对称放置四个相同的圆形金属框。若电流在相同时间间隔Δt内增加相同量ΔI,则(　　) A.线圈1中有顺时针方向的感应电流,静止不动 B.线圈2中有顺时针方向的感应电流,沿着对角线向内运动 C.线圈3中有磁通量但无感应电流,静止不动 D.线圈4中有逆时针方向的感应电流,沿着对角线向外运动 【答案】 D 【解析】 根据安培定则可知,两根直导线中电流在线圈1、3位置的磁感应强度方向相反,由于电流大小相等,根据对称性可知,穿过线圈1、3的磁通量始终为零,即无感应电流产生,则不受安培力作用而静止不动,A、C错误。根据安培定则,两根直导线中电流在线圈2位置的磁感应强度均垂直于纸面向外且均匀增大,则穿过线圈2的磁通量均匀增加,根据楞次定律可知,线圈2中有顺时针方向的感应电流,且沿着对角线向外运动;同理,线圈4中有逆时针方向的感应电流,且沿着对角线向外运动,B错误,D正确。 11.(多选)(2023·河北卷,8)如图甲,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。当金属杆移动到图乙位置时,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 【解析】 由于金属杆所围成的矩形周长不变,即金属杆2、3的长度总和保持不变,若分别设为l2、l3,则l2+l3=a(常数),可知金属杆围成的面积S=-+al2,即随l2的增大金属杆所围回路的面积先增大后减小,最终等于初始面积,穿过回路的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;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,即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;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C、D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章　电磁感应 第1讲　电磁感应现象　楞次定律 对点1.对电磁感应现象的理解和判断 1.(2025·山东菏泽期中)如图所示,我国的球面射电望远镜(FAST)是世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“超级天眼”,并随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为D,其边缘圆周处于同一水平面内,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ,则(　　) A.穿过“眼眶”的磁通量大小为πD2B B.磁感应强度B的方向为穿出“眼眶”斜向上 C.在地球自转90°的过程中,穿过“眼眶”的磁通量变化量为0 D.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”的磁通量变化量为πD2B 2.(多选)(2025·重庆合川阶段检测)下列各图所描述的物理情境中,线圈或回路中能产生感应电流的是(　　) A.图甲中开关S闭合的瞬间,线圈N中能产生感应电流 B.图乙中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,线圈中能产生感应电流 C.图丙中矩形导电线圈绕OO′轴转动时,线圈中能产生感应电流 D.图丁中通入增大的电流,水平放置的圆形线圈中能产生感应电流 3.(2025·辽宁沈阳模拟)中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体,成功产生了42.02 T的稳态磁场(稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场),其磁感应强度约为地磁场磁感应强度的80万倍,成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑。下列说法正确的是(　　) A.42.02 T表示磁通量的大小 B.该稳态磁场不可能激发出电场 C.磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场 D.将一个闭合金属线框垂直于磁场方向放入该磁场,金属框内可能产生感应电流 对点2.楞次定律及推论的应用 4.(2025·广东深圳一模)某同学把原线圈连接于零刻度在中央的小量程电流表的两极,再拿起条形磁铁,让N极插入原线圈,只见电流表指针的摆动方向如图甲所示。在图乙中,该同学再换成通电线圈使其在水平方向平动,只见电流表指针也向左摆,下列分析正确的是(　　) A.电流表的电流是从右接线柱流入的 B.通电线圈内的磁场方向水平向右 C.通电线圈可能是向左匀速平动的 D.穿过原线圈的磁通量一定增大 5.(2025·四川模拟)如图,水平面MN下方存在垂直于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和两根可伸缩的弹性导体组成三角形回路框,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,在框落入磁场且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 6.(多选)(2025·云南昆明模拟)如图所示,在一水平固定的铝环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处由静止开始下落,最后落在地面上。磁铁下落过程从铝环中心穿过,且不与铝环接触。若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.磁铁靠近铝环的过程中,铝环有收缩趋势 B.磁铁下落过程中,从上往下看,铝环中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 C.磁铁下落过程中,磁铁的机械能不变 D.磁铁落地时的速率等于 7.(2025·吉林松原期中)一长直导线与闭合金属环固定在同一竖直面内,如图甲所示,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.闭合金属环中始终产生顺时针方向的感应电流 B.穿过闭合金属环的磁通量先增大后减小 C.闭合金属环先有收缩的趋势后有扩张的趋势 D.闭合金属环所受安培力的合力先向下后向上 对点3.“三定则、一定律”的应用 8.(2025·陕西西安阶段检测)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动,在之后的运动过程中,关于感应电流的方向及受力,下列说法正确的是(　　) A.PQRS中感应电流沿顺时针方向,线框T中沿逆时针方向 B.PQRS中感应电流沿逆时针方向,线框T中沿逆时针方向 C.线框T具有扩张趋势,PQ受到向右的安培力 D.线框T具有收缩趋势,PQ受到向左的安培力 9.(2025·山东济南阶段练习)如图所示,导体棒ab横放在U形金属框架上,框架固定在绝缘水平面上,整个装置处于竖直向上的磁场中,磁感应强度B随时间变化。现垂直于ab棒施加水平外力,使棒从静止开始无摩擦地运动。某时刻撤去外力并记为t=0时刻,棒保持此刻速度继续向右匀速运动,并与金属框接触良好,回路中无感应电流。则t图线可能正确的是(　　) A　　 　 　B C　　 　 　D 10.(2025·河南模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线,通以大小相同的电流I。在角平分线上,对称放置四个相同的圆形金属框。若电流在相同时间间隔Δt内增加相同量ΔI,则(　　) A.线圈1中有顺时针方向的感应电流,静止不动 B.线圈2中有顺时针方向的感应电流,沿着对角线向内运动 C.线圈3中有磁通量但无感应电流,静止不动 D.线圈4中有逆时针方向的感应电流,沿着对角线向外运动 11.(多选)(2023·河北卷,8)如图甲,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。当金属杆移动到图乙位置时,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 学科网（北京）股份有限公司 $