专题08 电磁感应与电磁波初步 专项训练-2027届高考物理一轮复习

专题08 电磁感应与电磁波初步 3大高频考点概览 考点01 磁场、磁感线 考点02 磁感应强度 考点03 楞次定律及其应用 考点01 磁场、磁感线 一、单选题 1．东汉时期思想家王充在《论衡》中写道“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，书中的“柢”指的是司南的长柄，司南是用天然磁铁矿石琢成勺形放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，下列说法正确的是（　　） A．“柢”相当于磁体的N极 B．司南可以用铜为材料制作 C．司南周围客观存在一条条磁感线 D．司南能“司南”是因为地球存在磁场，地磁南极在地理北极附近 2．如图甲所示，电场中悬浮的头发碎屑会沿电场强度方向排列，从而显示电场线分布；如图乙所示，在条形磁体上方的玻璃板上撒细铁屑，轻敲后铁屑也能呈现出磁感线的分布。下列说法正确的是（     ） A．图甲、乙能证明电场线、磁感线客观存在 B．图甲显示的是匀强电场中电场线的分布情况 C．图乙中细铁屑越多的位置磁场越强 D．图乙中细铁屑在磁场中磁化成了“小磁针”，“小磁针”静止时S极所指的方向为该点磁场的方向 3．如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。假设地球带负电，下列说法正确的是（    ） A．在地球的内部磁感线由地磁的极指向地磁的极 B．地球磁体的极位于地理的南极，地球磁体的极与地理的北极重合 C．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向 D．地磁场的磁感线可以相交 4．如图所示，面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成30°角，当线框从水平位置，以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量为（　　） A． B．0 C． D． 5．如图所示，面积为的矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，位置的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．线圈以边为轴旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为0 C．线圈以边为轴旋转，线圈中会产生感应电流 D．线圈以通电导线为轴旋转，线圈中会产生感应电流 6．如图所示，三个闭合线圈A、B、C放在同一平面内，当线圈A中有电流通过时，穿过闭合线圈A、B、C的磁通量分别为、、，则（     ） A． B． C． D． 考点02 磁感应强度 一、单选题 7．关于磁感应强度，正确的说法是（     ） A．磁感应强度是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 B．在同一个磁场中磁感线密的地方磁感应强度大，两条磁感线间的空白区域磁感应强度为零 C．磁感应强度是矢量，方向与通电导线受到的磁场力的方向相同 D．根据定义式，磁感应强度B与安培力F成正比，与成反比 8．在真空中，磁场强度与磁感应强度成正比，其关系为（），用国际单位制的基本单位表示磁场强度的单位，下列正确的是（     ） A． B． C． D． 9．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根通电长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点，则下列说法正确的是（     ） A．a、b两点的磁感应强度相同 B．c、d两点的磁感应强度相同 C．四个点中a点的磁感应强度最小 D．四个点中d点的磁感应强度最大 10．如图所示，为正方体，两条足够长的通电直导线、分别沿和放置，电流大小相等，方向分别沿和方向。已知通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小为，则中心P点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（     ） A．a点处的磁感应强度方向为竖直向下 B．c、d两点处的磁感应强度相同 C．O点处的磁感应强度最大 D．b点处的磁感应强度的方向为竖直向下 12．特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流I1和I2，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方。不考虑地磁场的影响，则（　　） A．b处磁感应强度竖直向下 B．a点处的磁感应强度方向竖直向下 C．c处的磁感应强度方向竖直向上 D．d点处的磁感应强度平行于a、c两点连线 13．如图所示为磁电式电表原理示意图，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（   ） A．图示左侧通电导线受到安培力向下 B．通电导线在a，b点所受安培力方向相同 C．c、d两点的磁感应强度相同 D．圆柱内的磁感应强度处处为零 二、多选题 14．在光滑倾斜导轨上放一导体棒A，如图所示是剖面图。它所在空间有竖直向上的匀强磁场，导体棒通有垂直纸面向里的电流，电流大小为I，处于静止状态。已知导体棒在磁场中的有效长度为L，质量为m，斜面的倾角为30°则（     ） A．导体棒所受安培力大小为 B．导体棒所受安培力大小为 C．匀强磁场的磁感应强度为 D．匀强磁场的磁感应强度为 故选BD 考点03 楞次定律及其应用 一、单选题 15．在物理学的发展历程中，首次发现电磁感应现象的物理学家是（　　） A．牛顿 B．奥斯特 C．开普勒 D．法拉第 故选D。 16．如图，在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈a和b。a与电池、开关组成回路，b的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针。法拉第运用此装置取得突破性进展，以下表述正确的是（     ） A．a线圈中产生的磁场使小磁针发生偏转 B．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转 C．闭合开关后，观察到小磁针将持续转动 D．断开开关瞬间，线圈b中的电能转换为磁场能 17．如图所示，金属圆环放在水平桌面上，当条形磁铁从圆心正上方下落时，可以判定（　　） A．圆环中将产生顺时针（俯视）方向的感应电流 B．圆环对桌面的压力将增大 C．圆环有面积增大的趋势 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 18．磁单极子是仅有单一磁极（N极或S极）的假想粒子。若一个只有S极的磁单极子（其磁感线与负点电荷的电场线分布类似）自上而下穿过闭合超导线圈，如图所示，则从上向下看，该线圈中的感应电流（　　 ） A．一直沿顺时针方向 B．一直沿逆时针方向 C．先沿顺时针方向后沿逆时针方向 D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向 19．如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置金属圆环a、b，圆心均为，若a圆环通有逐渐增大的顺时针电流，则（     ） A．b圆环有收缩的趋势 B．b圆环中有顺时针方向的感应电流 C．b圆环产生感应电流的磁场会阻止其磁通量变化 D．a圆环中电流增大得越快，b圆环产生的感应电流越大 20．如图所示，条形磁铁在一矩形线圈的中心上方开始运动，静止在水平桌面上的线圈中产生如图中箭头所示方向的感应电流，则关于磁铁运动方向及桌面受到的压力，下列判断正确的是（　　） A．磁铁向上运动，桌面受到的压力减小 B．磁铁向下运动，桌面受到的压力增大 C．磁铁向上运动，桌面受到的压力增大 D．磁铁向下运动，桌面受到的压力减小 21．绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的水平桌面上，如图所示，将磁铁托起到某一高度后由静止释放，磁铁开始上下振动。不计空气阻力。则（　　） A．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 B．某时刻线圈对桌面的压力大小可能等于其重力大小 C．振动过程中弹簧和磁铁组成的系统机械能守恒 D．线圈受到安培力的方向与磁铁的运动方向相反 22．如图所示，固定的通电长直导线与固定的矩形金属线圈位于同一竖直平面（纸面）内，长直导线中通以竖直向上且均匀减小的电流。下列说法中正确的是（     ） A．矩形金属线圈中有感应电流，但不能确定方向 B．从垂直纸面向里的方向观察，矩形金属线圈中有顺时针方向的电流 C．通电长直导线不会受到矩形金属线圈的相互作用 D．矩形金属线圈所围的面积有缩小的趋势 23．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（　　） A．电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将减速 B．电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 C．电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D．被加速时电子做圆周运动的周期不变 24．如图，一条形磁铁竖直固定在水平地面上，在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面，桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方，在位置2时，条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中（　　） A．线圈产生的感应电流方向一直不变 B．线圈做匀速直线运动 C．从上往下看，线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 D．线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力 二、多选题 25．如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN中电流逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（     ） A．线框中有逆时针方向的电流 B．线框中有顺时针方向的电流 C．线框向右运动 D．线框向左运动 26．如图所示，置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（     ） A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动 B．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动 27．如图所示，光滑水平地面上有一辆静止小车，车上固定一个螺线管，绕线两端并联了发光二极管a和b，与螺线管构成回路。一个条形磁铁，N极向右，从图示位置逐渐沿螺线管的中轴线水平向右快速靠近小车，在磁体靠近螺线管的过程中，下列所描述的实验现象正确的是（　　） A．发光二极管a亮 B．发光二极管b亮 C．小车向右运动 D．小车向左运动 28．如图所示，为某探究小组设计的钢缆断裂后电梯坠落应急安全模拟装置，在塑料筒上绕制闭合线圈A、B，用条形磁铁模拟电梯轿厢。当磁铁在线圈A、B之间下落时，下列说法正确的是（     ） A．线圈A有扩张的趋势 B．磁铁可停在A、B之间 C．从上往下看线圈B的感应电流方向为顺时针 D．当磁铁运动至线圈B下方时，其加速度等于重力加速度 试卷第1页，共3页 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 电磁感应与电磁波初步 3大高频考点概览 考点01 磁场、磁感线 考点02 磁感应强度 考点03 楞次定律及其应用 考点01 磁场、磁感线 一、单选题 1．东汉时期思想家王充在《论衡》中写道“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，书中的“柢”指的是司南的长柄，司南是用天然磁铁矿石琢成勺形放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，下列说法正确的是（　　） A．“柢”相当于磁体的N极 B．司南可以用铜为材料制作 C．司南周围客观存在一条条磁感线 D．司南能“司南”是因为地球存在磁场，地磁南极在地理北极附近 【答案】D 【详解】A．地磁场的方向由南方（地磁N极）指向北方（地磁S极），与南北半球无关，故司南的“柢”在南、北半球指示的方向相同，故A错误； B．铜不是磁性材料，无法被磁化产生磁性，不能制作司南，故B错误。 C．磁感线是为了描述磁场建立的理想化物理模型，不是客观存在的真实线条，故C错误； D．司南能指示方向，本质是受地球地磁场的作用，地磁场的特点就是：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示，电场中悬浮的头发碎屑会沿电场强度方向排列，从而显示电场线分布；如图乙所示，在条形磁体上方的玻璃板上撒细铁屑，轻敲后铁屑也能呈现出磁感线的分布。下列说法正确的是（     ） A．图甲、乙能证明电场线、磁感线客观存在 B．图甲显示的是匀强电场中电场线的分布情况 C．图乙中细铁屑越多的位置磁场越强 D．图乙中细铁屑在磁场中磁化成了“小磁针”，“小磁针”静止时S极所指的方向为该点磁场的方向 【答案】C 【详解】A．电场线和磁感线都是为形象描述电场和磁场而引入的假想曲线，并非客观存在，故A错误； B．匀强电场的电场线是等间距的平行直线，图甲中的电场线呈放射状，故B错误； C．磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的位置磁场越强，细铁屑也越密集，故C正确； D．细铁屑被磁化后相当于“小磁针”，静止时其极所指方向为该点磁场方向，极所指方向与该点磁场方向相反，故D错误。 故选C。 3．如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。假设地球带负电，下列说法正确的是（    ） A．在地球的内部磁感线由地磁的极指向地磁的极 B．地球磁体的极位于地理的南极，地球磁体的极与地理的北极重合 C．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向 D．地磁场的磁感线可以相交 【答案】A 【详解】A．在地球的内部磁感线由地磁的极指向地磁的极，故A正确； B．地球磁体的极位于地理的南极附近，地球磁体的极在地理的北极附近，故B错误； C．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的南北方向附近，不是正南北方向，故C错误； D．磁感线不会相交，故D错误。 故选A。 4．如图所示，面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成30°角，当线框从水平位置，以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量为（　　） A． B．0 C． D． 【答案】A 【详解】初始磁通量：初始位置线框水平，磁场与线框平面成，垂直于线框平面的磁感应强度分量为 ，因此： 规定此时穿过线框的磁通量为正。 末态磁通量：线框绕顺时针转后，线框平面变为竖直，磁场穿过线框的方向反向，此时垂直于线框平面的磁感应强度分量大小为 ，因此末态磁通量为负： 磁通量变化量： 因此变化量大小为 故选A。 5．如图所示，面积为的矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，位置的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．线圈以边为轴旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为0 C．线圈以边为轴旋转，线圈中会产生感应电流 D．线圈以通电导线为轴旋转，线圈中会产生感应电流 【答案】C 【详解】A．通电长直导线产生的磁场是非匀强磁场，离导线越远磁感应强度越小，线圈所在区域的磁感应强度小于处的，故穿过线圈的磁通量，故A错误； B．线圈以边为轴旋转的过程中，初末状态线圈平面均与磁场垂直，但线圈翻转，若规定初状态磁通量为，则末状态磁通量为，磁通量变化量为，故B错误； C．线圈以边为轴旋转，根据B选项分析可知，穿过线圈的磁通量发生变化，闭合线圈中会产生感应电流，故C正确； D．线圈以通电导线为轴旋转，线圈相对导线的位置不变，穿过线圈的磁感线数量不变，即磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故D错误。 故选C。 6．如图所示，三个闭合线圈A、B、C放在同一平面内，当线圈A中有电流通过时，穿过闭合线圈A、B、C的磁通量分别为、、，则（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据安培定则可得，线圈A内部的磁场方向垂直纸面向里，A的外部磁场方向垂直纸面向外，而磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数，当线圈的面积越大时，则相互抵消的越多，因此穿过线圈A的磁通量最大，线圈C的磁通量最小，故有 ，故ACD错误、B正确。 故选B。 考点02 磁感应强度 一、单选题 7．关于磁感应强度，正确的说法是（     ） A．磁感应强度是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 B．在同一个磁场中磁感线密的地方磁感应强度大，两条磁感线间的空白区域磁感应强度为零 C．磁感应强度是矢量，方向与通电导线受到的磁场力的方向相同 D．根据定义式，磁感应强度B与安培力F成正比，与成反比 【答案】A 【详解】A．磁感应强度是矢量，磁感线的物理意义为：某点磁感线的切线方向等于该点磁感应强度的方向，故A正确； B．磁感线是人为假想的、用于形象描述磁场分布的模型，磁感线的疏密对应磁感应强度的大小，但两条磁感线的空白区域也存在磁场，磁感应强度不为零，故B错误； C．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向垂直于磁感应强度方向与电流方向共同构成的平面，即磁感应强度方向与安培力方向垂直，故C错误； D．是磁感应强度的定义式，磁感应强度由磁场本身的性质决定，与安培力、电流元均无关，故D错误。 故选A。 8．在真空中，磁场强度与磁感应强度成正比，其关系为（），用国际单位制的基本单位表示磁场强度的单位，下列正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由洛伦兹力公式，得，其中的单位为，的单位为，的单位为，代入得的单位 的单位 根据，可得的单位为 故选C。 9．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根通电长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点，则下列说法正确的是（     ） A．a、b两点的磁感应强度相同 B．c、d两点的磁感应强度相同 C．四个点中a点的磁感应强度最小 D．四个点中d点的磁感应强度最大 【答案】C 【详解】根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图 根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如图 显然，c点与d点合磁感应强度大小相等，方向不同；两个磁感应强度合成，当方向相同时合成后的磁感应强度最大，方向相反时合成后的磁感应强度最小，因此a点磁感应强度最小，b点磁感应强度最大。 故选C。 10．如图所示，为正方体，两条足够长的通电直导线、分别沿和放置，电流大小相等，方向分别沿和方向。已知通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小为，则中心P点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设中点为，中点为 根据题意与安培定则可知，通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小为，方向沿；通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小也为，方向沿 两个导线在P产生的磁场在竖直方向的分量相互抵消，剩余水平分量大小均为且方向相互垂直，则中心P点处的磁感应强度大小为 故选A。 11．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（     ） A．a点处的磁感应强度方向为竖直向下 B．c、d两点处的磁感应强度相同 C．O点处的磁感应强度最大 D．b点处的磁感应强度的方向为竖直向下 【答案】A 【详解】A．根据安培定则可知，左边导线在a点产生的磁场方向为竖直向下，右边导线在a点产生的磁场方向为竖直向上。a点距离左边导线更近，所以左边导线在a点产生的磁场磁感应强度更大，所以a点合磁感应强度方向为竖直向下，故A正确； B．两根导线在c点的合磁场方向为水平向右，在d点的合磁场方向为水平向左，c、d两点处的磁感应强度大小相同，但方向相反，故B错误； C．O在两根导线连线的中点，两根导线在O点产生的磁场大小相等，方向相反，合磁感应强度为0，故C错误； D．左边导线在b点产生的磁场方向为竖直向下，右边导线在b点产生的磁场方向为竖直向上。b点距离右边导线更近，所以右边导线在b点产生的磁场磁感应强度更大，所以b点合磁感应强度方向为竖直向上，故D错误； 故选A。 12．特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流I1和I2，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方。不考虑地磁场的影响，则（　　） A．b处磁感应强度竖直向下 B．a点处的磁感应强度方向竖直向下 C．c处的磁感应强度方向竖直向上 D．d点处的磁感应强度平行于a、c两点连线 【答案】D 【详解】根据题意，由安培定则画出通电导线在各点的磁场，侧视图如图所示 A．由于两条导线通有大小相等的电流，则b点的磁感应强度为零，故A错误。 BC．由图可知，a点处的磁感应强度方向竖直向上，c点处的磁感应强度方向竖直向下，故BC错误； D．由图可知，d点处的磁感应强度方向平行于a、c两点连线，与两根导线所在平面平行，故D正确。 故选D。 13．如图所示为磁电式电表原理示意图，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（   ） A．图示左侧通电导线受到安培力向下 B．通电导线在a，b点所受安培力方向相同 C．c、d两点的磁感应强度相同 D．圆柱内的磁感应强度处处为零 【答案】A 【详解】A．由左手定则可知，图示左侧通电导线受到的安培力向下，故A正确； B．a，b点处的磁场方向不同，根据左手定则，通电导线受到的安培力方向也不同，故B错误； C．c点处磁感线的密度比d点的大，所以c点处磁感应强度更大，故C错误； D．磁感线会密集地穿过圆柱，所以圆柱内的磁感应强度不为零，故D错误。 故选A。 二、多选题 14．在光滑倾斜导轨上放一导体棒A，如图所示是剖面图。它所在空间有竖直向上的匀强磁场，导体棒通有垂直纸面向里的电流，电流大小为I，处于静止状态。已知导体棒在磁场中的有效长度为L，质量为m，斜面的倾角为30°则（     ） A．导体棒所受安培力大小为 B．导体棒所受安培力大小为 C．匀强磁场的磁感应强度为 D．匀强磁场的磁感应强度为 【答案】BD 【详解】AB．对导体棒A进行受力分析，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向水平向右。由于导体棒处于静止状态，其受竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力以及水平向右的安培力，根据平衡条件有。故A错误，B正确； CD．根据安培力计算公式可得 解得匀强磁场的磁感应强度大小为，故C错误，D正确。 故选BD 考点03 楞次定律及其应用 一、单选题 15．在物理学的发展历程中，首次发现电磁感应现象的物理学家是（　　） A．牛顿 B．奥斯特 C．开普勒 D．法拉第 【答案】D 【详解】A．牛顿的主要贡献是建立经典力学体系，提出牛顿运动定律、万有引力定律等，研究领域为力学，与电磁感应现象无关，故A错误； B．奥斯特首次发现电流的磁效应，证明电流可以产生磁场，并非电磁感应现象的发现者，故B错误； C．开普勒的主要贡献是提出行星运动三大定律，研究天体运动规律，与电磁感应无关，故C错误； D．法拉第在1831年首次发现电磁感应现象，揭示了磁生电的规律，为电磁学的发展奠定了重要基础，故D正确。 故选D。 16．如图，在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈a和b。a与电池、开关组成回路，b的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针。法拉第运用此装置取得突破性进展，以下表述正确的是（     ） A．a线圈中产生的磁场使小磁针发生偏转 B．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转 C．闭合开关后，观察到小磁针将持续转动 D．断开开关瞬间，线圈b中的电能转换为磁场能 【答案】B 【详解】A．小磁针偏转的直接原因是线圈中产生了感应电流，感应电流的磁场对小磁针有作用，而不是线圈中的磁场直接使小磁针偏转，故A错误； BC．闭合开关瞬间，线圈中的电流由零增大，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，小磁针因此发生短暂偏转。开关持续闭合后，线圈中的电流稳定，穿过线圈的磁通量不再变化，线圈中没有感应电流，小磁针不会持续转动，故B正确，C错误； D．断开开关瞬间，线圈和软铁环中原有的磁场能因电流减小而释放，并在线圈中产生感应电流；能量是由磁场能转化为线圈回路中的电能，随后主要以焦耳热等形式耗散，不是线圈中的电能转化为磁场能，故D错误。 故选B。 17．如图所示，金属圆环放在水平桌面上，当条形磁铁从圆心正上方下落时，可以判定（　　） A．圆环中将产生顺时针（俯视）方向的感应电流 B．圆环对桌面的压力将增大 C．圆环有面积增大的趋势 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 【答案】B 【详解】A．因为条形磁铁极性不明，只知道磁通量在增大，故无法确定感应电流的方向，故A错误； BD．条形磁铁下落时磁通量增大，故在金属圆环中会产生与条形磁铁磁场方向相反的磁场，二者互相排斥，故环对桌面的压力将增大，同时磁铁受到向上的作用力，也就是“来拒去留”，故B正确，D错误； C．因为磁通量在增大，根据楞次定律，圆环需要缩小面积才能阻碍磁通量的增大，也就是“增缩减扩”，故C错误。 故选B。 18．磁单极子是仅有单一磁极（N极或S极）的假想粒子。若一个只有S极的磁单极子（其磁感线与负点电荷的电场线分布类似）自上而下穿过闭合超导线圈，如图所示，则从上向下看，该线圈中的感应电流（　　 ） A．一直沿顺时针方向 B．一直沿逆时针方向 C．先沿顺时针方向后沿逆时针方向 D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向 【答案】A 【详解】只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈时，穿过线圈的磁通量先向上增加，后向下减小，根据楞次定律“增反减同”可知，从上向下看线圈中产生顺时针方向的持续流动的感应电流。 故选A。 19．如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置金属圆环a、b，圆心均为，若a圆环通有逐渐增大的顺时针电流，则（     ） A．b圆环有收缩的趋势 B．b圆环中有顺时针方向的感应电流 C．b圆环产生感应电流的磁场会阻止其磁通量变化 D．a圆环中电流增大得越快，b圆环产生的感应电流越大 【答案】D 【详解】A．a圆环中电流增大时，根据楞次定律的推论，b圆环需要通过面积增加来阻碍磁通量变大，则b圆环有扩张趋势，故A错误； B．b圆环有扩张趋势，说明受到了a圆环施加的排斥力作用，根据同向电流互相吸引、反向电流互相排斥的结论，b圆环中有与a圆环反向的逆时针方向的感应电流，故B错误； C．楞次定律表明感应电流磁场阻碍磁通量变化，而不是阻止磁通量变化，故C错误； D．a圆环中电流增大得越快，其产生的磁场变化得越快，则b圆环的磁通量变化得越快，根据法拉第电磁感应定律，b圆环产生的感应电动势越大，从而感应电流越大，故D正确。 故选D。 20．如图所示，条形磁铁在一矩形线圈的中心上方开始运动，静止在水平桌面上的线圈中产生如图中箭头所示方向的感应电流，则关于磁铁运动方向及桌面受到的压力，下列判断正确的是（　　） A．磁铁向上运动，桌面受到的压力减小 B．磁铁向下运动，桌面受到的压力增大 C．磁铁向上运动，桌面受到的压力增大 D．磁铁向下运动，桌面受到的压力减小 【答案】B 【详解】从题图可以看出磁铁提供的穿过线圈的原磁场方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量在增加，磁铁向下运动；根据楞次定律推论，桌面受到的压力变大。 故选B。 21．绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的水平桌面上，如图所示，将磁铁托起到某一高度后由静止释放，磁铁开始上下振动。不计空气阻力。则（　　） A．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 B．某时刻线圈对桌面的压力大小可能等于其重力大小 C．振动过程中弹簧和磁铁组成的系统机械能守恒 D．线圈受到安培力的方向与磁铁的运动方向相反 【答案】B 【详解】A．当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律的推论“增缩减扩”，线圈有收缩的趋势以阻碍磁通量的增加，故A错误； B．当磁铁运动到最高点或最低点时，磁铁的速度为零，此时穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电流为零，线圈不受安培力作用，此时线圈在竖直方向上只受重力和桌面的支持力，由平衡条件可知，支持力与重力等大、反向。 根据牛顿第三定律可知，线圈对桌面的压力大小，故B正确； C．在磁铁振动过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，线圈发热消耗电能，根据能量守恒定律，这部分电能是由弹簧和磁铁组成的系统的机械能转化而来的，所以系统的机械能逐渐减小，故C错误； D．根据楞次定律的推论“来拒去留”，当磁铁向下运动靠近线圈时，线圈对磁铁有向上的斥力，根据牛顿第三定律，磁铁对线圈有向下的安培力，此时安培力方向与磁铁运动方向相同； 当磁铁向上运动远离线圈时，线圈对磁铁有向下的引力，磁铁对线圈有向上的安培力，此时安培力方向与磁铁运动方向相同，故D错误。 故选B。 22．如图所示，固定的通电长直导线与固定的矩形金属线圈位于同一竖直平面（纸面）内，长直导线中通以竖直向上且均匀减小的电流。下列说法中正确的是（     ） A．矩形金属线圈中有感应电流，但不能确定方向 B．从垂直纸面向里的方向观察，矩形金属线圈中有顺时针方向的电流 C．通电长直导线不会受到矩形金属线圈的相互作用 D．矩形金属线圈所围的面积有缩小的趋势 【答案】B 【详解】AB．根据安培定则，电流方向竖直向上的通电长直导线，其右侧（线圈所在处）的磁场方向为垂直纸面向里；因电流均匀减小，则穿过线圈向里的磁通量均匀减小。根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁通量的减小，因此感应电流的磁场方向与原磁场同向（仍垂直纸面向里）。再由安培定则可得，从垂直纸面向里观察，感应电流为顺时针方向。故A错误，B正确； CD．线圈产生感应电流后，会受到通电长直导线对其的安培力作用，由左手定则可知，离长直导线较近的竖直边受到的安培力向左，离长直导线较远的竖直边受到的安培力向右，但由于长直导线产生的磁场为非匀强磁场，两条边所处区域的磁感应强度不同（较近的竖直边所处的磁场更强），且线框上、下两条边受到的安培力等大反向（分别为向上、向下），故线框受到的安培力合力向左，且矩形金属线圈所围的面积有扩大的趋势。力的作用是相互的，线圈产生感应电流后，其磁场会对原通电长直导线产生向右的作用力，故CD错误。 故选B。 23．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（　　） A．电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将减速 B．电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 C．电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D．被加速时电子做圆周运动的周期不变 【答案】A 【详解】ABC．当电流增大时，向上的磁通量增加，感生电场的磁场阻碍磁通量增加，因此感生电场方向为顺时针；电子带负电，受力方向与电场方向相反，即逆时针，因此电子沿逆时针方向运动，受力与运动方向同向，电子加速； 当电流减小时，向上的磁通量减小，感生电场方向为逆时针，电子受力方向为顺时针，与电子逆时针的运动方向相反，因此电子减速，故A正确，BC错误； D． 由于电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，电子加速，被加速时电子做圆周运动的周期减小，故D错误。 故选A。 24．如图，一条形磁铁竖直固定在水平地面上，在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面，桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方，在位置2时，条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中（　　） A．线圈产生的感应电流方向一直不变 B．线圈做匀速直线运动 C．从上往下看，线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 D．线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力 【答案】C 【详解】AC．线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，穿过线圈的磁通量先向上增加后向上减小，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，产生的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向，故A错误，C正确； B．线圈所受安培力的方向与运动方向相反，线圈做减速直线运动，故B错误； D．线圈从位置1向位置2运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量增大，线圈有离开磁铁的趋势，线圈对桌面的压力小于线圈重力，在位置2时，线圈对桌面的压力等于线圈重力，从位置2向位置3运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量减小，线圈有靠近磁铁的趋势，线圈对桌面的压力大于线圈重力，故D错误。 故选C。 二、多选题 25．如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN中电流逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（     ） A．线框中有逆时针方向的电流 B．线框中有顺时针方向的电流 C．线框向右运动 D．线框向左运动 【答案】AC 【详解】AB．由安培定则可知，MN中的电流在导线框左侧产生的磁场垂直于纸面向里，右侧的磁场垂直纸面向外。由于电流产生的磁场离导线越远，磁场越弱，所以虽然线框被导线分成面积相等的两部分，但左边的磁通量小于右边的磁通量，磁通量相互抵消一部分，可得在MN电流逐渐减小时，穿过导线框的磁通量向外减小，由楞次定律可知，可判断线框中有逆时针方向的电流，故A正确，B错误； CD．根据左手定则可知，线框左右两侧都受向右的安培力，则线框向右运动，故C正确，D错误。 故选AC。 26．如图所示，置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（     ） A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动 B．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动 【答案】ABC 【详解】由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动；同理，若圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动；圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动，故选ABC。 27．如图所示，光滑水平地面上有一辆静止小车，车上固定一个螺线管，绕线两端并联了发光二极管a和b，与螺线管构成回路。一个条形磁铁，N极向右，从图示位置逐渐沿螺线管的中轴线水平向右快速靠近小车，在磁体靠近螺线管的过程中，下列所描述的实验现象正确的是（　　） A．发光二极管a亮 B．发光二极管b亮 C．小车向右运动 D．小车向左运动 【答案】AC 【详解】AB．在磁体靠近螺线管的过程中，穿过螺线管磁感线增加，即磁通量增大，根据楞次定律可知螺旋管产生感应电流向右流入发光二极管a（即电流从二极管正极流入，此时二极管电阻较小），可知发光二极管a发光；同理感应电流向右流入发光二极管b（即电流从二极管负极流入，此时二极管电阻极大），发光二极管b不发光，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律的 “来拒去留”，磁铁靠近螺线管，螺线管会对磁铁有排斥力，那么磁铁对螺线管有向右的反作用力，所以小车向右运动，故C正确，D错误。 故选AC。 28．如图所示，为某探究小组设计的钢缆断裂后电梯坠落应急安全模拟装置，在塑料筒上绕制闭合线圈A、B，用条形磁铁模拟电梯轿厢。当磁铁在线圈A、B之间下落时，下列说法正确的是（     ） A．线圈A有扩张的趋势 B．磁铁可停在A、B之间 C．从上往下看线圈B的感应电流方向为顺时针 D．当磁铁运动至线圈B下方时，其加速度等于重力加速度 【答案】AC 【详解】A．当磁铁在线圈A、B之间下落时，穿过线圈A的磁通量减小，由楞次定律可知，线圈A有扩张的趋势，故A正确； B．电梯轿厢在金属线圈A、B的阻碍作用下速度逐渐减小，加速度也在减小，等到加速度减为零开始匀速下降，不能阻止磁铁的运动，故轿厢最终不能停在A、B之间，故B错误； C．当磁铁在线圈A、B之间下落时，B中向上的磁场增强，由楞次定律可知，从上往下看线圈B的感应电流方向为顺时针，故C正确； D．当磁铁运动至线圈B下方时，在金属线圈B的阻碍作用下，其加速度小于重力加速度，故D错误。 故选AC。 试卷第1页，共3页 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $