第33讲 电磁感应现象 楞次定律(专项训练)(全国通用) 2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-08-10
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电磁感应 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.58 MB |
| 发布时间 | 2026-08-10 |
| 更新时间 | 2026-08-10 |
| 作者 | 鼎力物理 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-08-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59150412.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电磁感应现象与楞次定律,以“概念-条件-规律-应用”递进逻辑构建训练体系,融合基础计算、实际情境与高考真题,强化科学思维中的模型建构与科学推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|模拟·基础演练|15题(题型01-03)|覆盖磁通量计算、感应电流条件、楞次定律及右手定则应用|从磁通量概念切入,推导感应电流产生条件,延伸至楞次定律(方向判断)与右手定则(切割场景)的规律应用|
|重难·创新演练|3题(T16-18)|结合无接触电磁限位、电磁俘能器等实际装置|通过真实情境深化楞次定律对磁通量变化的响应机制,体现科学态度与责任|
|真题·实战演练|2题(T19-20)|聚焦高考高频考点楞次定律|对接高考命题趋势,强化规律在复杂情境中的科学推理能力|
内容正文:
第33讲 电磁感应现象 楞次定律
目录
模拟·基础演练 1
题型01 磁通量及感应电流产生条件 1
题型02 楞次定律的应用 3
题型03 右手定则的应用 5
重难·创新演练 7
真题·实战演练 9
模拟·基础演练
考查重点:磁通量、产生感应电流的条件、楞次定律和右手定则
⏳题型01 磁通量及感应电流产生条件
1.(2026·湖北宜昌·二模)如图所示,空间直角坐标系中有一个三棱柱,线段、相等,长度为,线段、、、、相等,长度为。该空间存在匀强磁场,通过面的磁通量为,通过面的磁通量,通过的磁通量为,则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
2.(2026·甘肃酒泉·二模)如图所示,匝数为n、面积为S的闭合线圈abcd水平放置,线圈处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面的夹角为30°。若线圈以ab边为轴以角速度沿逆时针方向转过90°,则( )
A.图示状态,穿过线圈的磁通量为
B.转动过程中,穿过线圈的磁通量先变小后变大
C.转动过程中,线圈产生的感应电动势先变小后变大
D.线圈转过60°时,通过线圈的感应电流最大
3.(2026·江苏南通·模拟预测)特雷门琴的扬声器结构如图所示,图a为侧面切面图,磁铁外圈为S极,中心横柱为N极,横柱上套着线圈,其正面图如图b所示。则( )
A.扬声器主要应用了电磁感应现象
B.由图b可知,当线圈在横柱上运动时磁通量不变
C.扬声器正常使用时,可以作为纯电阻负载
D.外力驱动线圈周期性运动时,线圈会产生交变电流
4.(2026·江西·三模)市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示。在按下门铃按钮过程中,夹着永磁铁的铁块向下移动,改变了与“E”形铁芯接触的位置,使得通过线圈的磁场发生改变,门铃响。松开门铃按钮后,弹簧可使之复位(与连接的外电路未画出)。由此可以判断( )
A.按住按钮不动,门铃会一直响
B.按钮复位的过程中,门铃会一直响
C.按钮复位的过程中,穿过线圈的磁通量一直减小
D.按钮复位的过程中,穿过线圈的磁通量一直增加
5.(2026·河南南阳·三模)如图,一封闭纸筒置于水平地面上,上表面放一轻薄的金属箔圆环。一螺线管(直径大于圆环)置于纸筒内且通过导线与电源、开关、电流表和滑动变阻器串联构成一个闭合回路,初始时开关断开,取出螺线管内的铁芯,某时刻突然闭合开关,圆环突然弹起。下列说法正确的是( )
A.在圆环弹起后的瞬间,纸筒对地面的压力小于开关闭合前的压力
B.从上往下看,闭合开关后的瞬间圆环内产生逆时针的电流
C.闭合开关瞬间,圆环有扩张的趋势
D.插入铁芯后重复实验,圆环弹起的高度减小
⏳题型02 楞次定律的应用
6.(2026·湖南长沙·三模)如图所示的矩形金属线框ABCD中有一垂直纸面向里的匀强磁场,线框平面与磁场垂直。金属杆MN置于金属线框上并与线框构成和两个闭合回路。有两个圆形金属线框和分别置于左、右两个闭合回路围成的区域内,金属杆MN以及圆形金属线框和都与矩形金属线框ABCD共面。现让金属杆MN突然运动,在开始运动的瞬间,下列说法正确的是( )
A.若金属杆MN突然向右运动,线框中感应电流沿顺时针方向,线框面积有缩小趋势
B.若金属杆MN突然向右运动,线框中感应电流沿顺时针方向,线框面积有扩大趋势
C.若金属杆MN突然向左运动,线框中感应电流沿逆时针方向,线框面积有扩大趋势
D.若金属杆MN突然向左运动,线框中感应电流沿逆时针方向,线框面积有缩小趋势
7.(2026·北京顺义·二模)如图1所示,在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环,是导体环上选取的一小段。规定磁场向上为正,磁感应强度随时间按图2所示正弦规律变化。下列说法正确的是( )
A.时刻,导体环中的感应电流最大
B.感应电流最大的时刻,所受安培力最大
C.时间内,导体环中感应电流方向为逆时针方向(俯视)
D.时间内,导体环始终有收缩趋势
8.(2026·安徽·模拟预测)如图所示,铝圆环用三根长度相同的绝缘细线吊在轻弹簧下面处于静止状态,圆环环面水平,条形磁铁竖直固定在圆环正下方,上端是极。用外力将圆环向下拉动一小段距离后由静止释放,弹簧开始上下振动,忽略磁铁与弹簧间的作用,在圆环第一次向上运动到最高点的过程,下列说法正确的是( )
A.圆环一直有收缩趋势
B.俯视看,圆环中有顺时针方向的电流
C.圆环中感应电动势一直增大
D.圆环中产生的焦耳热小于弹簧弹性势能的减少量
9.(2026·北京石景山·一模)如图所示,在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环,两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小,不计摩擦,则闭合开关S瞬间( )
A.两环都向左运动
B.两环都向右运动
C.从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
D.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
10.(2026·江苏镇江·模拟预测)如图所示,两个导体圆环放置在同一水平面上,内侧的圆环中通以逆时针方向,逐渐减小的电流,则( )
A.a圆环中出现顺时针方向感应电流
B.a圆环中出现逆时针方向感应电流
C.a圆环中没有感应电流
D.a圆环受到的安培力方向沿半径向外
⏳题型03 右手定则的应用
11.(2026·湖南长沙·三模)如图,等腰直角三角形区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个正方形导线框的一条边在轴上,在外力作用下沿轴正方向匀速穿过磁场区域,在时该线框恰好位于图中所示位置,则( )
A.刚进入磁场时,线框中有顺时针方向的电流
B. 边进入磁场后,线框中有逆时针方向的电流
C.边进入磁场后,线框中的电流逐渐变大
D. 边进入磁场后,线框中的电流逐渐变小
12.(25-26高三上·广西·开学考试)如图所示,固定在水平桌面上的足够长的两根光滑平行金属导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为,在两根导轨的左端端点间连接一个阻值为的定值电阻,一根质量为、电阻为的均匀直金属杆放置在两导轨上,金属杆的长度也为。现给金属杆一个向右的初速度,金属杆运动一段位移后停下,金属杆与导轨垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计,下列说法正确的是( )
A.金属杆做匀减速直线运动
B.通过金属杆的电流方向由指向
C.金属杆两端最大的电压为
D.金属杆上产生的焦耳热为
13.(2026·山东泰安·模拟预测)如图所示,水平面固定有间距为的平行导轨、和半径也为的圆环导轨,导体棒垂直导轨且固定放置,导体棒的一端连接点,另一端与圆环导轨接触。两导轨间均加有垂直于水平面、磁感应强度大小为的匀强磁场,方向如图所示,和电阻均为。若绕圆心点以角速度逆时针匀速转动,忽略导轨电阻且导体棒与导轨间接触良好,下列说法正确的是( )
A.点电势比点高
B.棒若不固定,并且忽略摩擦,则会向右运动
C.棒转动半圆周过程,电路产生焦耳热为
D.棒所受安培力大小为
14.(2026·河北保定·二模)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,并分别与两个光滑水平金属导轨相连,金属棒ab和cd分别静止放在两个导轨上,接触良好。左侧轨道有竖直向下的匀强磁场,右侧轨道有竖直向上的匀强磁场,当ab棒开始向右做匀加速运动,关于cd棒运动情况下列说法正确的是( )
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法确定
15.(25-26高三上·河南·模拟预测)如图所示,长为2L、宽为L的矩形金属线框abcd静止在光滑绝缘水平面上,金属线框的质量为m、电阻为R,水平面上两个边长均为L的正方形区域MNPQ、ACDE内分别有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ,两磁场的磁感应强度大小相等,PQ、AC边之间的距离也为L,现给金属线框一个水平向右、大小为的初速度,结果线框刚好能通过两个磁场,线框运动过程中,ab边始终与MN平行,线框ad、bc边始终在磁场外,则下列判断正确的是( )
A.线框ab边通过磁场Ⅰ时,ab边中的电流方向从b到a
B.线框ab边通过磁场Ⅰ的过程中,通过线框截面的电荷量为
C.线框通过磁场Ⅰ与通过磁场Ⅱ线框中产生的焦耳热相等
D.若线框的初速度为,则线框通过两个磁场后的速度小于
重难·创新演练
设题创新:结合“无接触电磁限位”装置考查磁通量和楞次定律(T16);结合电磁俘能器考查楞次定律(T17);结合公交卡是感应式芯片卡考查楞次定律和法拉第电磁感应定律(T18)。
16.(2026·贵州毕节·三模)图为应用于新能源汽车某生产环节的“无接触电磁限位”装置示意图,铁芯上绕有线圈,其正前方有一闭合铝环,二者共轴。当线圈中电流突然增大时,则( )
A.穿过铝环的磁通量变小
B.铝环与线圈之间无作用力
C.铝环与线圈之间有相互吸引的作用力
D.轴线上,铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反
17.(2026·广东湛江·一模)电磁俘能器由动磁铁、定磁铁和若干固定线圈组成,简化图如图所示。当受到外界激励时,动磁铁围绕定磁铁顺时针旋转,与线圈发生相对运动,线圈中会产生感应电流。若动磁铁产生的磁场垂直于纸面向外,下列说法正确的是( )
A.电磁俘能器的工作原理是电流的磁效应
B.如图位置时,线圈1和2中感应电流方向分别为逆时针和顺时针
C.如图位置时,线圈1和2中感应电流方向均为顺时针
D.如图位置时,线圈1和2中感应电流方向均为逆时针
18.(2026·安徽芜湖·一模)公交卡是感应式芯片卡,其内部嵌有感应线圈,读卡设备同样内置驱动线圈,二者的位置关系可简化为:读卡设备的线圈位于上方,芯片卡的线圈位于下方,两线圈平行正对。当芯片卡靠近读卡设备时,读卡设备线圈中的电流会激发交变磁场,该磁场穿过芯片卡的线圈并产生感应电流,以此为芯片供电并触发信息交互。在某次测试中保持两线圈静止,在读卡机线圈中通以如图所示的交流电,设从上往下观察,顺时针方向为电流正方向,则在时间内,芯片线圈中的电流是( )
A.沿顺时针方向且大小逐渐增大
B.沿顺时针方向且大小逐渐减小
C.沿逆时针方向且大小逐渐减小
D.沿逆时针方向且大小保持不变
真题·实战演练
高频考点:楞次定律
19.(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
20.(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
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第33讲 电磁感应现象 楞次定律
目录
模拟·基础演练 1
题型01 磁通量及感应电流产生条件 1
题型02 楞次定律的应用 4
题型03 右手定则的应用 8
重难·创新演练 11
真题·实战演练 13
模拟·基础演练
考查重点:磁通量、产生感应电流的条件、楞次定律和右手定则
⏳题型01 磁通量及感应电流产生条件
1.(2026·湖北宜昌·二模)如图所示,空间直角坐标系中有一个三棱柱,线段、相等,长度为,线段、、、、相等,长度为。该空间存在匀强磁场,通过面的磁通量为,通过面的磁通量,通过的磁通量为,则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】匀强磁场中,磁通量公式(是垂直于磁场方向的投影面积)。三棱柱的三个互相垂直的面,磁通量分别对应磁场的三个分量,总磁感应强度是各分量的矢量和。
面(平面):
面(平面):
面(平面):
磁通量等于磁感应强度分量乘以对应垂直面的面积,,
总磁感应强度大小故选B。
2.(2026·甘肃酒泉·二模)如图所示,匝数为n、面积为S的闭合线圈abcd水平放置,线圈处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面的夹角为30°。若线圈以ab边为轴以角速度沿逆时针方向转过90°,则( )
A.图示状态,穿过线圈的磁通量为
B.转动过程中,穿过线圈的磁通量先变小后变大
C.转动过程中,线圈产生的感应电动势先变小后变大
D.线圈转过60°时,通过线圈的感应电流最大
【答案】C
【详解】A.磁通量是穿过线圈的磁感线净条数,与线圈匝数无关。磁通量,故A错误;
B.线圈绕逆时针转过的过程中:初始磁通量大小为,转到线圈平面与磁场垂直时(转过),磁通量为,达到最大值;继续转动到的过程中,磁通量逐渐减小,因此磁通量先变大后变小,故B错误;
C.根据交流电产生原理,中性面的规律可知:磁通量越小,磁通量变化率越大,感应电动势越大。由于磁通量先变大后变小,因此感应电动势先变小后变大,故C正确;
D.线圈转过时,线圈与磁场方向垂直,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率最小,感应电动势最小,感应电流最小,故D错误。故选C。
3.(2026·江苏南通·模拟预测)特雷门琴的扬声器结构如图所示,图a为侧面切面图,磁铁外圈为S极,中心横柱为N极,横柱上套着线圈,其正面图如图b所示。则( )
A.扬声器主要应用了电磁感应现象
B.由图b可知,当线圈在横柱上运动时磁通量不变
C.扬声器正常使用时,可以作为纯电阻负载
D.外力驱动线圈周期性运动时,线圈会产生交变电流
【答案】D
【详解】A.特雷门琴扬声器工作时,是通电线圈在磁场中受安培力振动,将电信号转化为声信号,核心原理是安培力,不是电磁感应现象,故A错误;
B.该结构磁场是从中心N极向外圈S极的辐射状磁场,线圈沿横柱运动时,所处位置的磁感应强度大小发生变化,穿过线圈的总磁通量会随之改变,故B错误;
C.扬声器的线圈运动时会产生自感电动势,存在感抗,电能不仅转化为内能,还存在电磁感应效应,不能看作纯电阻负载,故C错误;
D.外力驱动线圈周期性运动时,穿过线圈的磁通量周期性变化,根据法拉第电磁感应定律,会产生周期性变化的感应电动势,因此线圈中会产生交变电流,故D正确。
故选D。
4.(2026·江西·三模)市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示。在按下门铃按钮过程中,夹着永磁铁的铁块向下移动,改变了与“E”形铁芯接触的位置,使得通过线圈的磁场发生改变,门铃响。松开门铃按钮后,弹簧可使之复位(与连接的外电路未画出)。由此可以判断( )
A.按住按钮不动,门铃会一直响
B.按钮复位的过程中,门铃会一直响
C.按钮复位的过程中,穿过线圈的磁通量一直减小
D.按钮复位的过程中,穿过线圈的磁通量一直增加
【答案】B
【详解】A.感应电流产生的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化,只有磁通量变化时,才会产生感应电流使门铃发声。按住按钮不动时,永磁铁位置不变,穿过线圈的磁通量不再变化,没有感应电流,门铃不会一直响,故A错误;
B.按钮复位过程中,磁通量一直在变化,一直有感应电流,门铃会一直响,故B正确;
CD.复位过程中,永磁铁从下方(丙)回到初始上方位置(乙),穿过线圈的磁通量先向左减小,后向右增大,故CD错误。
故选B。
5.(2026·河南南阳·三模)如图,一封闭纸筒置于水平地面上,上表面放一轻薄的金属箔圆环。一螺线管(直径大于圆环)置于纸筒内且通过导线与电源、开关、电流表和滑动变阻器串联构成一个闭合回路,初始时开关断开,取出螺线管内的铁芯,某时刻突然闭合开关,圆环突然弹起。下列说法正确的是( )
A.在圆环弹起后的瞬间,纸筒对地面的压力小于开关闭合前的压力
B.从上往下看,闭合开关后的瞬间圆环内产生逆时针的电流
C.闭合开关瞬间,圆环有扩张的趋势
D.插入铁芯后重复实验,圆环弹起的高度减小
【答案】B
【详解】A.圆环受安培力作用加速向上,系统处于超重状态,故纸筒对地面的压力大于开关闭合前的压力(纸筒、线圈、圆环的重力),A错误;
B.开关接通的瞬间,螺线管中电流突然增大,圆环中的磁通量增大,产生与螺线管中方向相反的电流,故圆环中的电流方向为逆时针方向,B正确;
C.圆环中的磁通量增加,感应电流起到阻碍磁通量增加的效果,故圆环有收缩的趋势,C错误;
D.插入铁芯,磁感应强度增大,磁通量的变化率更大,感应电流更大,故安培力更大,圆环弹起的高度更高,D错误。故选B。
⏳题型02 楞次定律的应用
6.(2026·湖南长沙·三模)如图所示的矩形金属线框ABCD中有一垂直纸面向里的匀强磁场,线框平面与磁场垂直。金属杆MN置于金属线框上并与线框构成和两个闭合回路。有两个圆形金属线框和分别置于左、右两个闭合回路围成的区域内,金属杆MN以及圆形金属线框和都与矩形金属线框ABCD共面。现让金属杆MN突然运动,在开始运动的瞬间,下列说法正确的是( )
A.若金属杆MN突然向右运动,线框中感应电流沿顺时针方向,线框面积有缩小趋势
B.若金属杆MN突然向右运动,线框中感应电流沿顺时针方向,线框面积有扩大趋势
C.若金属杆MN突然向左运动,线框中感应电流沿逆时针方向,线框面积有扩大趋势
D.若金属杆MN突然向左运动,线框中感应电流沿逆时针方向,线框面积有缩小趋势
【答案】B
【详解】AB.若金属杆MN突然向右运动,金属杆MN产生的感应电动势在两回路中会产生感应电流,根据右手定则可知回路中的感应电流方向为逆时针方向,而回路中的感应电流方向为顺时针方向,根据安培定则可知,回路中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,从而使这个回路的磁通量减小,根据楞次定律可知圆形金属线框中的感应电流方向为顺时针方向,为阻碍磁通量的减小,线框的面积有增大的趋势;根据安培定则可知,回路中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里,从而使这个回路的磁通量增大,根据楞次定律可知圆形金属线框中的感应电流方向为逆时针方向,为阻碍磁通量的增大,线框的面积有缩小的趋势。故A错误,B正确;
CD.若金属杆MN突然向左运动,金属棒MN产生的感应电动势在两回路中会产生感应电流,根据右手定则可知回路中的感应电流方向为顺时针方向,而回路中的感应电流方向为逆时针方向,根据安培定则可知,回路中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里,从而使这个回路的磁通量增大,根据楞次定律可知圆形金属线框中的感应电流方向为逆时针方向,为阻碍磁通量的增大,线框的面积有缩小的趋势;根据安培定则可知,回路中的感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,从而使这个回路的磁通量减小,根据楞次定律可知圆形金属线框中的感应电流方向为顺时针方向,为阻碍磁通量的减小,线框的面积有扩大的趋势,故CD错误。
故选B。
7.(2026·北京顺义·二模)如图1所示,在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环,是导体环上选取的一小段。规定磁场向上为正,磁感应强度随时间按图2所示正弦规律变化。下列说法正确的是( )
A.时刻,导体环中的感应电流最大
B.感应电流最大的时刻,所受安培力最大
C.时间内,导体环中感应电流方向为逆时针方向(俯视)
D.时间内,导体环始终有收缩趋势
【答案】C
【详解】A.由图像可知,时刻,,可知导体环中的感应电动势为零,则感应电流为零,A错误;
B.感应电流最大的时刻(t2或t4时刻),但是B=0,根据F=BIL可知,所受安培力为零,不是最大,B错误;
C.时间内,穿过导体环的磁通量先向上减小后向下增加,根据楞次定律可知,导体环中感应电流方向为逆时针方向(俯视),C正确;
D.根据“增缩减扩”可知,时间内,导体环内的磁通量先减小后增加,则导体环先有扩大的趋势,后有收缩趋势,D错误。
故选C。
8.(2026·安徽·模拟预测)如图所示,铝圆环用三根长度相同的绝缘细线吊在轻弹簧下面处于静止状态,圆环环面水平,条形磁铁竖直固定在圆环正下方,上端是极。用外力将圆环向下拉动一小段距离后由静止释放,弹簧开始上下振动,忽略磁铁与弹簧间的作用,在圆环第一次向上运动到最高点的过程,下列说法正确的是( )
A.圆环一直有收缩趋势
B.俯视看,圆环中有顺时针方向的电流
C.圆环中感应电动势一直增大
D.圆环中产生的焦耳热小于弹簧弹性势能的减少量
【答案】D
【详解】A.圆环向上运动过程中,线框中的磁通量减小,根据楞次定律可知,圆环有扩张趋势,故A错误;
B.根据楞次定律可知,俯视看,圆环中有逆时针方向的电流,故B错误;
C.向上运动磁通量变化率减小,至最高点时,速度为零,感应电动势为零,故C错误;
D.根据能量守恒,弹簧减少的弹性势能一部分转化为焦耳热,一部分转化为圆环的重力势能,故D正确。
故选D。
9.(2026·北京石景山·一模)如图所示,在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环,两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小,不计摩擦,则闭合开关S瞬间( )
A.两环都向左运动
B.两环都向右运动
C.从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
D.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
【答案】C
【详解】AB.闭合开关瞬间,线圈电流增大,穿过左右两个环的磁通量均增大,根据楞次定律的“来拒去留”,感应电流的效果阻碍磁通量增加,因此两环都会远离线圈:左侧铝环向左运动,右侧铜环向右运动,故AB错误;
C.电流从电源正极流出,由线圈右端流入、左端流出,根据右手螺旋定则,铁芯内部磁场方向向左,因此穿过铝环向左的磁通量增大。根据楞次定律,铝环感应电流的磁场方向向右。从左侧向右看铝环,由右手螺旋定则可得:感应电流沿顺时针方向,故C正确;
D.两环形状、大小、粗细都相同,铜的电阻率更小,因此铜环电阻更小。两环的感应电动势相同,由可知,铜环感应电流更大;安培力,因此铜环受到的安培力大于铝环,故D错误。
故选C。
10.(2026·江苏镇江·模拟预测)如图所示,两个导体圆环放置在同一水平面上,内侧的圆环中通以逆时针方向,逐渐减小的电流,则( )
A.a圆环中出现顺时针方向感应电流
B.a圆环中出现逆时针方向感应电流
C.a圆环中没有感应电流
D.a圆环受到的安培力方向沿半径向外
【答案】B
【详解】ABC.圆环中通以逆时针方向,则圆环a处产生垂直纸面向里的磁场,且圆环中电流逐渐减小,则通过圆环a的等效垂直纸面向外的磁通量减小,依据楞次定律,感应电流应产生同向磁场阻碍其减小,故圆环a中产生逆时针方向的电流,故AC错误,B正确;
D.圆环a处实际为垂直纸面向里的磁场,依据左手定则,则a圆环受到的安培力方向沿半径向里,有收缩趋势,故D错误。故选B。
⏳题型03 右手定则的应用
11.(2026·湖南长沙·三模)如图,等腰直角三角形区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个正方形导线框的一条边在轴上,在外力作用下沿轴正方向匀速穿过磁场区域,在时该线框恰好位于图中所示位置,则( )
A.刚进入磁场时,线框中有顺时针方向的电流
B. 边进入磁场后,线框中有逆时针方向的电流
C.边进入磁场后,线框中的电流逐渐变大
D. 边进入磁场后,线框中的电流逐渐变小
【答案】D
【详解】A. 刚进入磁场时,切割磁感线,由右手定则,线框中有逆时针方向的电流,故A错误;
B. 边进入磁场后, 切割磁感线,由右手定则,线框中有顺时针方向的电流,故B错误;
C.边进入磁场后,切割磁感线的有效长度逐渐变小,电动势变小,线框中的电流逐渐变小,故C错误;
D. 边进入磁场后,切割磁感线的有效长度逐渐变小,电动势变小,线框中的电流逐渐变小,D正确。
故选D。
12.(25-26高三上·广西·开学考试)如图所示,固定在水平桌面上的足够长的两根光滑平行金属导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为,在两根导轨的左端端点间连接一个阻值为的定值电阻,一根质量为、电阻为的均匀直金属杆放置在两导轨上,金属杆的长度也为。现给金属杆一个向右的初速度,金属杆运动一段位移后停下,金属杆与导轨垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计,下列说法正确的是( )
A.金属杆做匀减速直线运动
B.通过金属杆的电流方向由指向
C.金属杆两端最大的电压为
D.金属杆上产生的焦耳热为
【答案】D
【详解】B.金属杆向右运动的过程中,根据右手定则可知,通过金属杆的电流方向由指向,故B错误;
A.对金属杆受力分析,根据牛顿第二定律有
随着金属杆速度的减小,其加速度也减小,故A错误;
C.金属杆切割磁感线产生的最大电动势为
根据闭合电路欧姆定律可知,金属杆两端最大的电压为,故C错误;
D.根据能量守恒定律可知,金属杆上产生的焦耳热,故D正确。
故选D。
13.(2026·山东泰安·模拟预测)如图所示,水平面固定有间距为的平行导轨、和半径也为的圆环导轨,导体棒垂直导轨且固定放置,导体棒的一端连接点,另一端与圆环导轨接触。两导轨间均加有垂直于水平面、磁感应强度大小为的匀强磁场,方向如图所示,和电阻均为。若绕圆心点以角速度逆时针匀速转动,忽略导轨电阻且导体棒与导轨间接触良好,下列说法正确的是( )
A.点电势比点高
B.棒若不固定,并且忽略摩擦,则会向右运动
C.棒转动半圆周过程,电路产生焦耳热为
D.棒所受安培力大小为
【答案】C
【详解】A.棒绕圆心点逆时针匀速转动,根据右手定则可知,通过棒的电流方向由指向,棒相当于电源,电流在电源内部由负极流向正极,则点电势比点低,故A错误;
B.由于点电势比点低,棒中电流由流向,棒若不固定,根据左手定则,棒受到的安培力向左,因此棒向左运动,B错误;
CD.棒产生的电动势为
回路电流为
棒转动半圆周过程,电路产生焦耳热为
棒受到的安培力大小为,C正确、D错误。
故选 C。
14.(2026·河北保定·二模)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,并分别与两个光滑水平金属导轨相连,金属棒ab和cd分别静止放在两个导轨上,接触良好。左侧轨道有竖直向下的匀强磁场,右侧轨道有竖直向上的匀强磁场,当ab棒开始向右做匀加速运动,关于cd棒运动情况下列说法正确的是( )
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法确定
【答案】B
【详解】根据右手定则,当ab棒开始向右做匀加速运动时,在ab中的感应电流从b到a,且感应电流大小逐渐增加;根据右手螺旋定则可知,在铁芯中的磁场向上增加,根据楞次定律可知,下方线圈中产生的感应电流由下到上,则流过cd的电流由c到d,由左手定则可知,cd受安培力向左,则cd向左运动。
故选B。
15.(25-26高三上·河南·模拟预测)如图所示,长为2L、宽为L的矩形金属线框abcd静止在光滑绝缘水平面上,金属线框的质量为m、电阻为R,水平面上两个边长均为L的正方形区域MNPQ、ACDE内分别有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ,两磁场的磁感应强度大小相等,PQ、AC边之间的距离也为L,现给金属线框一个水平向右、大小为的初速度,结果线框刚好能通过两个磁场,线框运动过程中,ab边始终与MN平行,线框ad、bc边始终在磁场外,则下列判断正确的是( )
A.线框ab边通过磁场Ⅰ时,ab边中的电流方向从b到a
B.线框ab边通过磁场Ⅰ的过程中,通过线框截面的电荷量为
C.线框通过磁场Ⅰ与通过磁场Ⅱ线框中产生的焦耳热相等
D.若线框的初速度为,则线框通过两个磁场后的速度小于
【答案】B
【详解】A.根据右手定则可知,线框ab边通过磁场Ⅰ时,ab边中的电流方向从a到b,故A错误;
B.设线框ab边通过磁场Ⅰ时通过线框截面的电荷量为q,则根据法拉第电磁感应定律可得
由于两个正方向区域内的磁场完全相同,所以矩形金属线框abcd的每个边通过磁场区域时,通过线框截面的电荷量都为q,则对于整个过程根据动量定理有
解得匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小为
所以,故B正确;
C.线框通过磁场Ⅰ时受到的平均安培力大于通过磁场Ⅱ时受到的平均安培力,因此线框通过磁场Ⅰ产生的焦耳热大于通过磁场Ⅱ产生的焦耳热,故C错误;
D.若线框的初速度为,则对于整个过程根据动量定理有
解得线框通过两个磁场后的速度为,故D错误。故选B。
重难·创新演练
设题创新:结合“无接触电磁限位”装置考查磁通量和楞次定律(T16);结合电磁俘能器考查楞次定律(T17);结合公交卡是感应式芯片卡考查楞次定律和法拉第电磁感应定律(T18)。
16.(2026·贵州毕节·三模)图为应用于新能源汽车某生产环节的“无接触电磁限位”装置示意图,铁芯上绕有线圈,其正前方有一闭合铝环,二者共轴。当线圈中电流突然增大时,则( )
A.穿过铝环的磁通量变小
B.铝环与线圈之间无作用力
C.铝环与线圈之间有相互吸引的作用力
D.轴线上,铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反
【答案】D
【详解】A.当线圈中电流突然增大时,电流产生的磁场,其磁感应强度变大,根据可知穿过铝环的磁通量增大,故A错误;
BC.根据楞次定律可知铝环与线圈之间有力的作用,且为斥力,故BC错误;
D.根据楞次定律可知轴线上,铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反,故D正确。
故选D。
17.(2026·广东湛江·一模)电磁俘能器由动磁铁、定磁铁和若干固定线圈组成,简化图如图所示。当受到外界激励时,动磁铁围绕定磁铁顺时针旋转,与线圈发生相对运动,线圈中会产生感应电流。若动磁铁产生的磁场垂直于纸面向外,下列说法正确的是( )
A.电磁俘能器的工作原理是电流的磁效应
B.如图位置时,线圈1和2中感应电流方向分别为逆时针和顺时针
C.如图位置时,线圈1和2中感应电流方向均为顺时针
D.如图位置时,线圈1和2中感应电流方向均为逆时针
【答案】B
【详解】A.电磁俘能器的工作原理是电磁感应,故A错误;
BCD.当动磁铁围绕定磁铁顺时针旋转,线圈1中的磁通量垂直于纸面向外且减小,线圈2中的磁通量垂直于纸面向外且增大,根据楞次定律可知,线圈1和2中感应电流方向分别为逆时针和顺时针,故B正确,CD错误。
故选B。
18.(2026·安徽芜湖·一模)公交卡是感应式芯片卡,其内部嵌有感应线圈,读卡设备同样内置驱动线圈,二者的位置关系可简化为:读卡设备的线圈位于上方,芯片卡的线圈位于下方,两线圈平行正对。当芯片卡靠近读卡设备时,读卡设备线圈中的电流会激发交变磁场,该磁场穿过芯片卡的线圈并产生感应电流,以此为芯片供电并触发信息交互。在某次测试中保持两线圈静止,在读卡机线圈中通以如图所示的交流电,设从上往下观察,顺时针方向为电流正方向,则在时间内,芯片线圈中的电流是( )
A.沿顺时针方向且大小逐渐增大
B.沿顺时针方向且大小逐渐减小
C.沿逆时针方向且大小逐渐减小
D.沿逆时针方向且大小保持不变
【答案】B
【详解】由题图可知,从上往下观察,在时间内,读卡机中的电流正在逆时针增大,且增大得越来越慢,则根据安培定则可知,读卡机在芯片线圈处产生的磁场方向为竖直向上,且磁感应强度随电流的增大而增强,所以穿过芯片线圈的磁通量正在向上增大,则根据楞次定律可知,芯片线圈中产生的感应磁场方向应为竖直向下。再根据安培定则可判断,芯片线圈中的感应电流为顺时针方向。又因为读卡机中的电流增大得越来越慢,则根据法拉第电磁感应定律可知,感应电流应越来越小。综上所述,芯片线圈中的电流为沿顺时针方向且大小逐渐减小。故选B。
真题·实战演练
高频考点:楞次定律
19.(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。
20.(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。
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第33讲 电磁感应现象 楞次定律
模拟·基础演练
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】B
11.【答案】D
12.【答案】D
13.【答案】C
14.【答案】B
15.【答案】B
重难·创新演练
16.【答案】D
17.【答案】B
18.【答案】B
真题·实战演练
19.【答案】A
20.【答案】D
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