PAGE7-第1講電磁感應現象楞次定律一、選擇題(本題共15小題，1～10題為單選，11～15題為多選)1．有人依據條形磁鐵的磁場分布狀況用塑料制作了一個模具，模具的側邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合，如圖所示。另取一個松軟的彈性導體線圈套在模具上方某位置，線圈貼著模具上下移動的過程中，下列說法正確的是(地磁場很弱，可以忽視)(B)A．線圈切割磁感線，線圈中產生感應電流B．線圈緊密套在模具上移動過程中，線圈中沒有感應電流產生C．由于線圈所在處的磁場是不勻稱的，故而不能推斷線圈中是否有感應電流產生D．若線圈平面放置不水平，則移動過程中會產生感應電流[解析]本題考查電磁感應現象。依據題述可知，模具的側邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合，松軟的彈性導體線圈套在模具上方某位置，線圈貼著模具上下移動的過程中，線圈中磁通量不變，所以線圈緊密套在模具上移動的過程中線圈中沒有感應電流產生，選項B正確，A、C、D錯誤。2．如圖所示，閉合圓形導體線圈放置在勻強磁場中，線圈平面與磁場平行，當磁感應強度漸漸增大時，以下說法正確的是(C)A．線圈中產生順時針方向的感應電流B．線圈中產生逆時針方向的感應電流C．線圈中不會產生感應電流D．線圈面積有縮小的傾向[解析]由于線圈平面與磁場平行，所以穿過線圈的磁通量為零。當磁感應強度增大時，穿過線圈的磁通量仍舊為零，則線圈中不會產生感應電流，故只有C正確。3．如圖所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ，則關于線圈的感應電流及其方向(從上往下看)是(A)A．有順時針方向的感應電流B．有逆時針方向的感應電流C．先逆時針后順時針方向的感應電流D．無感應電流[解析]穿過線圈的磁通量包括磁體內和磁體外的一部分，總磁通量是向上的。當線圈突然縮小時總磁通量向上增加，緣由是磁體外向下穿線圈的磁通量削減。故由楞次定律推斷，感應電流的方向為順時針方向。4．(2024·云南昆明診斷)兩固定且相互垂直的無限長直導線l1與l2在同一豎直面內，導線中通有大小相等、方向如圖所示的恒定電流。有一正方形導線框ABCD，初始時刻，AB邊與l1重合，AD邊與l2重合，全部導線間彼此絕緣，下列說法正確的是(D)A．若導線框向右平移，則導線框內產生逆時針方向的感應電流B．若導線框向上平移，則導線框內產生順時針方向的感應電流C．若導線框沿AC方向平移，則導線框內產生順時針方向的感應電流D．若導線框向右平移，l1對CD邊的安培力垂直CD邊向右[解析]本題考查楞次定律、安培力。依據題意和通電直導線四周磁場的特點可知，初始時刻，線框中磁通量為零。若導線框向右平移，導線框中合磁場方向為垂直紙面對外，導線框內磁通量增大，依據楞次定律可知，導線框內產生順時針方向的感應電流，選項A錯誤；若導線框向上平移，導線框中合磁場方向為垂直紙面對里，導線框內磁通量增大，依據楞次定律可知，導線框內產生逆時針方向的感應電流，選項B錯誤；若導線框沿AC方向平移，導線框中磁通量始終為零，導線框內不產生感應電流，選項C錯誤；若導線框向右平移，導線框內產生順時針方向的感應電流，l1在CD邊處產生的磁場方向垂直紙面對里，由左手定則可知，l1對CD邊的安培力方向水平向右，選項D正確。5．一個簡易的電磁彈射玩具如圖所示。線圈、鐵芯組合充當炮筒，硬幣充當子彈。現將一個金屬硬幣放在鐵芯上(金屬硬幣半徑略大于鐵芯半徑)，剛起先時電容器處于無電狀態，則下列說法正確的是(D)A．要將硬幣射出，可干脆將開關撥向2B．當開關撥向1時，有短暫電流出現，且電容器上極板帶負電C．當開關由1撥向2瞬間，鐵芯中的磁通量減小D．當開關由1撥向2瞬間，硬幣中會產生向上的感應磁場[解析]本題考查電容器的充、放電及楞次定律在運動問題中的應用。干脆將開關撥向2，電容器不會放電，線圈中不產生感應電流，不能將硬幣射出，選項A錯誤；當開關撥向1時，電容器充電，有短暫電流出現，且電容器上極板帶正電，選項B錯誤；當開關由1撥向2瞬間，電容器通過線圈放電，由安培定則可知，鐵芯中的磁場方向向下，磁通量增大，依據楞次定律可知，在硬幣中會產生向上的感應磁場，選項C錯誤，D正確。6．如圖所示，通電導線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且與線圈相互絕緣。當MN中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向(B)A．向左 B．向右C．垂直紙面對外 D．垂直紙面對里[解析]解法一：當MN中電流突然減小時，單匝矩形線圈abcd垂直紙面對里的磁通量減小，依據楞次定律，線圈abcd中產生的感應電流方向為順時針方向，由左手定則可知ab邊與cd邊所受安培力方向均向右，所以線圈所受安培力的合力方向向右，B正確。解法二：由對楞次定律中“阻礙”的理解可知，當MN中電流突然減小而導致線圈abcd垂直紙面對里的磁通量減小時，線圈abcd肯定會有向右運動的趨勢以“阻礙”其磁通量的減小，所以其所受安培力的合力方向向右，B正確。7．如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈。工作過程中某段時間通電線圈中存在如圖順時針(從左向右看)方向勻稱增大的電流，則(D)A．無金屬片通過時，接收線圈中的感應電流方向為順時針B．無金屬片通過時，接收線圈中的感應電流增大C．有金屬片通過時，接收線圈中的感應電流方向為順時針D．有金屬片通過時，接收線圈中的感應電流大小發生改變[解析]無金屬片通過時，接收線圈中向右的磁通量增大，產生逆時針方向電流，且電流大小恒定，故A、B錯誤；有金屬片通過時，金屬片和接收線圈中產生同向的感應電流，將空間中的磁場的改變減弱一些，引起接收線圈中的感應電流大小發生改變，故C錯誤，D正確。8．(2024·天津月考)如圖所示，表面粗糙的U形金屬線框水平固定，其上橫放一根阻值為R的金屬棒ab，金屬棒與線框接觸良好，一通電螺線管豎直放置在線框與金屬棒組成的回路中，下列說法正確的是(C)A．當變阻器滑片P向上滑動時，螺線管內部的磁通量增大B．當變阻器滑片P向下滑動時，金屬棒所受摩擦力方向向右C．當變阻器滑片P向上滑動時，流過金屬棒的電流方向由a到bD．當變阻器滑片P向下滑動時，流過金屬棒的電流方向由a到b[解析]依據安培定則可知螺線管下端為N極，而穿過回路的磁通量分為兩部分，一部分為螺線管內部磁場，方向豎直向下，一部分為螺線管外部磁場，方向豎直向上，而總的磁通量方向為豎直向下。當變阻器滑片P向上滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻增大，螺線管中電流減小，產生的磁場變弱，即穿過回路的磁通量向下減小，依據楞次定律可得流過金屬棒的電流方向由a到b，A錯誤，C正確；當變阻器滑片P向下滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻減小，螺線管中電流增大，產生的磁場變強，即穿過回路的磁通量向下增大，依據楞次定律可得流過金屬棒的電流方向由b到a，而金屬棒所處磁場方向豎直向上，由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向向右，故金屬棒所受摩擦力方向向左，B、D錯誤。9．(2024·北京房山區期末)如圖甲所示，開關S接通后又快速斷開，電流計指針由中心位置向右偏后再回到中心，當把一個螺線管和這個電流計按如圖乙所示串聯起來后，將一個條形磁鐵插入或拔出螺線管時，螺線管中會產生感應電流。經視察發覺，電流計指針由中心位置向左偏，這說明(C)A．圖乙中的感應電流是從電流計的“＋”接線柱流入的B．圖乙中螺線管內感應電流產生的磁場方向向上C．假如磁鐵的下端是N極，則磁鐵正在遠離螺線管D．假如磁鐵的下端是S極，則磁鐵正在遠離螺線管[解析]本題主要考查楞次定律。由題圖甲可知，當電流從“＋”接線柱流入從“－”接線柱流出時，電流計指針向右偏；在題圖乙裝置中電流計指針向左偏，說明電流從“－”接線柱流入從“＋”接線柱流出，可知在螺線管中的電流俯視看應是順時針，依據右手螺旋定則，螺線管中感應電流產生的磁場是向下的，依據楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原來磁場磁通量的改變，所以原來的磁場應當是向上增加或向下減小，即若磁鐵的下端是N極，則磁鐵正在遠離螺線管；若磁鐵的下端是S極，則磁鐵正在靠近螺線管，綜上可知，C正確。10．如圖，在方向垂直于紙面對里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環形金屬線框T位于回路圍成的區域內，線框與導軌共面。現讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動起先的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是(D)A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向[解析]金屬桿PQ向右切割磁感線，依據右手定則可知PQRS中感應電流沿逆時針方向；原來T中的磁場方向垂直于紙面對里，金屬桿PQ中的感應電流產生的磁場方向垂直于紙面對外，使得穿過T的磁通量減小，依據楞次定律可知T中產生順時針方向的感應電流，綜上所述，可知A、B、C錯誤，D正確。11．如圖將底面半徑為r，圓錐角為60度的圓錐橫放在水平面上，存在豎直向下的磁感應強度大小為B的勻強磁場，現在把磁場改為水平向左、磁感應強度大小依舊為B的勻強磁場。下列說法正確的是(BC)A．勻強磁場豎直向下時穿過圓錐底面的磁通量大小為eq\f(\r(3),2)Bπr2B．勻強磁場為水平向左時穿過圓錐底面的磁通量大小為eq\f(\r(3),2)Bπr2C．勻強磁場由豎直向下變為水平向左，穿過圓錐底面的磁通量的改變量為eq\f(\r(3)＋1,2)Bπr2D．勻強磁場由豎直向下變為水平向左，穿過圓錐底面的磁通量的改變量為零[解析]勻強磁場豎直向下時，圓錐底面和水平面夾角為60°，故穿過圓錐底面的磁通量為：Φ＝Bπr2cos60°＝eq\f(1,2)Bπr2，故A錯；勻強磁場水平向左時，底面和豎直平面夾角為30°，故穿過圓錐底面的磁通量為：Φ＝Bπr2cos30°＝eq\f(\r(3),2)Bπr2，故B對；兩種狀況下磁感線從圓錐底面穿過的方向相反，所以磁通量的改變量為：eq\f(\r(3),2)Bπr2－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,2)Bπr2))＝eq\f(\r(3)＋1,2)Bπr2，故C對，D錯。12．(2024·湖北宜昌調研)法拉第在1831年發覺了“磁生電”現象。如圖，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環上，線圈A和電池連接，線圈B用導線連通，導線下面平行放置一個小磁針，且導線沿南北方向放置。下列說法正確的是(BC)A．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面對里的方向B．開關閉合的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對里的方向轉動C．開關閉合并保持一段時間再斷開的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對外的方向轉動D．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面對外的方向[解析]本題考查互感問題。開關閉合并保持一段時間后，穿過線圈B中的磁通量不變，因此線圈B中不會產生感應電流，則小磁針不會偏轉，故A、D錯誤；開關閉合的瞬間，依據安培定則可知，線圈A中產生沿軟鐵環逆時針方向的磁場，再由楞次定律可知，因穿過線圈B的磁場方向向上，且磁通量增大，那么線圈B中產生的感應電流的磁場方向向下，因此線圈B右側導線中產生逆時針方向的感應電流，依據安培定則可知，小磁針的N極朝垂直紙面對里的方向轉動，故B正確；開關閉合并保持一段時間再斷開的瞬間，同理，線圈B右側導線中產生順時針方向的感應電流，依據安培定則可知，小磁針的N極朝垂直紙面對外的方向轉動，故C正確。13．(2024·全國卷Ⅰ，19)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態。下列說法正確的是(AD)A．開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對里的方向轉動B．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面對里的方向C．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面對外的方向D．開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對外的方向轉動[解析]依據安培定則，開關閉合時鐵芯上產生水平向右的磁場。開關閉合后的瞬間，依據楞次定律，直導線上將產生由南向北的電流，依據安培定則，直導線上方的磁場垂直紙面對里，故小磁針的N極朝垂直紙面對里的方向轉動，A正確；開關閉合并保持一段時間后，直導線上沒有感應電流，故小磁針的N極指北，B、C錯誤；開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，依據楞次定律，直導線上將產生由北向南的電流，這時直導線上方的磁場垂直紙面對外，故小磁針的N極朝垂直紙面對外的方向轉動，D正確。14．如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(BC)A．向右加速運動 B．向左加速運動C．向右減速運動 D．向左減速運動[解析]MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，ab在MN處產生的磁場垂直紙面對里eq\o(→,\s\up7(左手定則))MN中的電流由M→