第54讲电磁感应现象楞次定律（练习）

第54讲电磁感应现象楞次定律（模拟精练+真题演练）1．（2023·福建宁德·福建省福安市第一中学校考一模）某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈中的情况下，他发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转，则关于他的下列推断中正确的是（）

A．若线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，则电流计指针向左偏转B．若线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，则电流计指针向右偏转C．滑若动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，则电流计指针始终静止在刻度盘的正中央D．由于线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转方向【答案】B【详解】A．因为当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，变阻器的电阻变大，通过线圈A的电流变小，则线圈A产生的磁场变小，故当线圈B中的磁通量变小时，电流计指针向右偏转。当线圈A向上移动时，线圈B中磁通量减小，电流计指针向右偏转，故A错误；B．当线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈B中的磁通量均减小，电流计指针均向右偏转，故B正确；C．P向左或向右匀速滑动时，线圈A中电流均变化，B中磁通量变化，有感应电流产生，电流计指针发生偏转，故C错误；D．虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知，但我们可以根据使电流计指针向右偏的条件得出其他情况下出现的现象，故D错误。故选B。2．（2023·广东湛江·校联考模拟预测）如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（

）

A．线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向B．线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向C．该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同D．该拉力的方向水平向右【答案】D【详解】A．线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向，故A错误；B．线圈离开磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，故B错误；CD．线圈切割磁感线的有效长度示意图如图：

结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右，故C错误，D正确。故选D。3．（2020·浙江·统考二模）如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（）A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流B．穿过线圈a的磁通量减小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大【答案】D【详解】B．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，故B错误；ACD．由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向（俯视）的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故D正确，AC错误。故选D。4．（2023·江西鹰潭·统考三模）国产航母福建舰上的舰载飞机起飞实现了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（）

A．铝环向右运动，铜环向左运动B．铝环和铜环都向右运动C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力D．从左向右看，两环中的感应电流均沿沿逆时针方向【答案】C【详解】AB．根据楞次定律中的“增离减靠”可知，闭合开关的瞬间，铝环向左运动，铜环向右运动，AB错误；C．同时由于铜环的电阻率较小，于是铜环中产生的感应电流较大，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确；D．根据楞次定律和安培定则可知，从左向右看，两环中的感应电流均沿顺时针方向，D错误。故选C。5．（2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测）如图甲所示，一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示（以水平向右为电流的正方向），则在时间内，下列说法正确的是（）A．穿过线框的磁通量一直减小B．线框中始终产生顺时针方向的感应电流C．线框先有收缩的趋势后有扩张的趋势D．线框所受安培力的合力先向下后向上【答案】B【详解】A．长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，故A错误；B．由楞次定律可以判断在时间内，线框中始终产生顺时针方向的感应电流，故B正确；C．穿过线框的磁通量先减小后增大，由榜次定律知线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，故C错误；D．由㭶次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向上后向下，故D错误。故选B。6．（2023·上海松江·统考二模）如图，长直导线MN置于三角形金属线框ABC上，两者彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，导线通入由M到N的电流，当电流增大时，关于线框的判断正确的是（）A．磁通量的变化量为零 B．受到向右的安培力C．产生顺时针方向的感应电流 D．两侧均有收缩的趋势【答案】B【详解】导线通入由M到N的电流，根据安培定则可知，MN左侧磁场方向向里，右侧磁场方向向外；虽然线框被导线分成面积相等的两部分，但左侧部分区域离导线比较近，所以左侧部分区域磁场比右侧部分区域磁场强，故线框的磁通量向里；当电流增大时，线框的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线框中产生逆时针方向的感应电流；结合左手定则可知，线框各部分所受安培力的合力水平向右，左侧有收缩趋势，右侧有扩张趋势。故选B。7．（2023·上海徐汇·统考二模）一水平固定的长直导线中通以图示方向的恒定电流。导线下方一水平放置的闭合导线框abcd，沿图示方向从远处匀速靠近直导线后又沿图示方向匀速远离。整个过程中，线框ad边中的感应电流方向（）A．始终d→aB．先d→a，再a→d，再d→aC．先d→a，再a→dD．先d→a，再a→d，再d→a，再a→d，再d→a【答案】B【详解】由安培定则知，通有恒定电流的直导线产生的磁场在图中闭合导线框一侧的方向为斜向右下方，另一侧的方向为斜向右上方；在导线框从远处匀速靠近导线到达导线正下方的过程中，磁通量先增大后减小（正下方时为零），通过的磁感线方向为斜向下，由楞次定律知导线框中感应电流方向先为abcda后为adcba；同理，而导线框从直导线正下方向右匀速远离直导线过程中，穿过导线框的磁场方向斜向右上方，磁通量先变大后变小，由楞次定律可知，感应电流方向为先adcba后abcda，故整个过程中，线框ad边中的感应电流方向为先d→a，再a→d，再d→a。故选B。8．（2023秋·山东青岛·高三山东省青岛第一中学校考期末）如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则（

）A．导体棒ab中的电流由b流向a B．螺线管内部的磁场方向向左C．铜制圆线圈c被螺线管吸引 D．铜制圆线圈c有收缩的趋势【答案】D【详解】A．由右手定则可知导体棒ab中的电流由a流向b，故A错误；B．由安培定则可知螺线管内部的磁场方向向右，故B错误；CD．螺线管电流增大，铜制圆线圈c磁通量增大，根据楞次定律可知会被螺线管排斥，铜制圆线圈c有收缩的趋势，故C错误，D正确。

故选D。9．（2023·四川内江·统考模拟预测）如图，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，与都是线圈的两个对称轴．线圈在下列运动中，能使其中产生感应电流（）

A．向左或向右平动B．向上或向下平动C．绕轴匀速转动D．绕轴变速转动【答案】CD【详解】AB．线圈向左或向右平动，或者向上或向下平动时，穿过线圈的磁通量都不变，不会产生感应电流，选项AB错误；CD．绕轴匀速转动，或者绕轴变速转动，穿过线圈的磁通量都会变化，会产生感应电流，选项CD正确。故选CD。10．（2022·四川广元·统考三模）法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置。下列说法正确的是（）

A．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向B．开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动C．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动D．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向【答案】BC【详解】AD．开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈B中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，则小磁针不会偏转，AD错误；B．开关闭合的瞬间，依据安培定则，可知，线圈A中产生逆时针方向磁场，再由楞次定律，因穿过线圈B的磁场向上，且增大，那么感应电流的磁场向下，因此线圈B中产生逆时针感应电流，根据安培定则，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，B正确；C．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，同理，线圈B中产生顺时针方向感应电流，根据安培定则，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，C正确。故选BC。11．（2023·海南·模拟预测）如图所示，纸面内的三条长直导线组成一等边三角形，导线间相互绝缘，导线中通入图示方向、大小始终相等的电流。在角平分线上对称放置三个相同的环形线圈、、，在三角形的中心放置相同的环形线圈，若三根导线中通入的电流同时减小，则（）

A．初始时线圈的磁通量最大B．线圈的感应电流最大C．线圈产生逆时针方向的感应电流D．线圈、产生的感应电流相同【答案】BD【详解】A．初始时，导线和导线在线圈中的磁通量抵消，故线圈中相当于只有导线产生的磁通量，同理可知，线圈中相当于只有导线产生的磁通量，根导线在线圈中的磁场均向外，抵消掉后线圈中相当于只有导线产生的磁通量，对比可知，初始时线圈的磁通量最大，故A错误；B．若三根导线中通入的电流同时减小，结合A解析可知，线圈的磁通量变化率最大，产生的感应电流最大，故B正确；C．线圈中的磁场向内且磁通量减小，由楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故C错误；D．线圈、中的磁场均向内，磁通量均减小且减小量相同，故产生的感应电流大小相等方向相同，故D正确。故选BD。12．（2022·浙江湖州·统考一模）如图所示，水平地面下一根通有水平向左恒定电流I的长直导线。O、P和Q为地面上的三点，O点位于导线正上方，PQ连线平行于导线，OP连线垂直于导线。一闭合的圆形金属线圈，圆心在O点，线圈平面始终与地面平行，以相同的速率沿不同方向做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）

A．P、Q两点的磁感应强度大小相等方向不同B．线圈从O点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流C．线圈沿OP方向运动时，从上往下看线圈中有顺时针方向的电流D．线圈从O到P与从O到Q的两个过程平均感应电动势相等【答案】BC【详解】A．通电指导线周围的磁场的截面图是以导线为圆心的一个个同心圆，某一位置的磁感应强度大小和这个点到圆心的距离成反比，P、Q两点的连线平行于通电指导线，两点的磁感应强度大小相等方向相同，故A错误；B．线圈在导线正上方，直导线在线圈内的合磁场为0，穿过线圈的磁通量为0，当线圈从O点开始竖直向上运动时，穿过线圈的磁通量始终为0，根据楞次定律可知线圈中无感应电流，故B正确；C．线圈沿OP方向运动时，穿过线圈的磁感应强度有向下的竖直分量，因此有向下的磁通量，在移动过程中穿过线圈的磁通量不断减小，根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，根据安培定则可知线圈沿OP方向运动时，从上往下看线圈中有顺时针方向的电流，故C正确；D．线圈从O到P与从O到Q的过程，两个过程磁通量变化量相等，但线圈速率恒定，OQ与OP距离不同，所用时间不等，根据法拉第电磁感应定律可知，两个过程中产生的感应电动势不相等，故D错误。故选BC。13．（2023·广东·模拟预测）某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（）

A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向C．金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用，B没有阻碍作用D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势【答案】BD【详解】AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，B正确，A错误；C．结合AB的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈都在阻碍电梯下落，C错误；D．闭合线圈中向上的磁场减弱，中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈有收缩的趋势，有扩张的趋势，D正确。故选BD。14．（2023秋·陕西西安·高三西安市铁一中学校考期末）如图所示，两个线圈套在同一个闭合铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨P和Q，导轨电阻不计，导轨足够长。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，右侧线圈连接着一个电阻很小的灵敏电流计。下列说法正确的是（）A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，电流计指针偏转后示数不变B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，电流计指针不偏转C．当金属棒ab向右匀加速运动时，b点电势高于a点，电流计指针偏转后示数不变D．当金属棒ab向左加速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点【答案】BC【详解】AB．当金属棒向右匀速运动切割磁感线时，由右手定则判断电流方向由a到b，根据电流从电源（金属棒ab相当于电源）正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断，当金属棒ab向右匀速运动时，由知，金属棒ab的感应电动势恒定，则左侧线圈中的感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，右侧线圈不产生感应电流，电流计指针不偏转，故A错误，B正确；C．当金属棒ab向右做匀加速运动时，由右手定则可推断，又由可知金属棒ab导体两端的E均匀增大，那么左边电路中的感应电流也均匀增大，可判断它在铁芯中的磁感线方向为顺时针方向，并且磁场均匀增强，均匀增大的磁场产生恒定的电场，所以在右侧线圈中产生恒定的电流，故C正确；D．当金属棒ab向左加速运动时，根据右手定则可判断，可判断它在铁芯中的磁感线方向为逆时针方向，并且磁场不断增强，由楞次定律，则右边回路中的感应电流方向由d点经电流计到c点，所以，故D错误。故选BC。15．（2023·上海闵行·统考二模）如图（a）所示是“研究磁通量变化时感应电流的方向”所用的实验器材。（1）实验中使用图（b）的目的是。（2）本实验须记录：引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、；这种实验方案采用了（选填“假设推理”或“归纳总结”）物理思想方法。（3）根据图（c）中所示的信息，试画出图（c）中感应线圈的绕线方向。（4）本实验的结论是：。【答案】查明灵敏电流计指针偏转方向与流入电流方向的关系感应电流的磁场方向归纳总结感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化【详解】（1）[1]使用改电路目的是查明灵敏电流计指针偏转方向与流入电流方向的关系；（2）[2][3]本实验须记录：引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；这种实验方案采用了归纳总结方法。（3）[4]由图可知穿过线圈的磁场竖直向上，在磁铁向上运动过程中磁感应强度在减小，则穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知导线的绕法从上往下看为逆时针，如图所示（5）[5]实验的结论是：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的变化。16．（2023·全国·模拟预测）某实验小组在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，利用如图所示的实物电路进行探究。（1）将实物电路连接完整。（2）电路连接完成后，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。指针停止摆动后，开关保持闭合状态，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动，灵敏电流计指针将；保持滑动变阻器滑片不动，将线圈A从线圈B中迅速拔出时，灵敏电流计指针将。（两空均选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）（3）进一步实验，为探究感应电流方向的规律，应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、三者的关系。在实验过程中，除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清（选填“A”“B”或“A和B”）中导线的绕制方向。（4）某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置。在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的。分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。【答案】向左偏转向左偏转感应电流产生的磁场方向A和BA断开开关【详解】（1）[1]实验电路图如图所示（2）[2]依题意“闭合开关开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下”，说明穿过线圈B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转。将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动，电阻变大，电流变小，产生的磁场减弱，则穿过线圈B的磁通量变小，灵敏电流计的指针将向左偏转；[3]保持滑动变阻器滑片不动，将线圈A从线圈B中迅速拔出时，则穿过线圈B的磁通量变小，灵敏电流计的指针将向左偏转。（3）[4]为探究感应电流方向的规律，应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流产生的磁场方向三者的关系。[5]在实验过程中，除了查清流入灵敏电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈A和B中导线的绕制方向。（4）[6]在拆除线圈A时，A中的电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的自感电动势，导致该同学被电击一下。[7]要避免电击发生，应在拆除电路前先断开开关。17．（2022·北京·高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A．线框中产生的感应电流方向为B．线框中产生的感应电流逐渐增大C．线框边所受的安培力大小恒定D．线框整体受到的安培