第十二章第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律-2025版高考總復(fù)習(xí)物理

[基礎(chǔ)落實(shí)練]1.一種延時(shí)繼電器的示意圖如圖所示。鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電磁鐵還會(huì)繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時(shí)間，之后彈簧才把銜鐵D拉起。能做到延時(shí)的主要原因是()A．線圈A中的電流逐漸減小B．線圈B中產(chǎn)生了感應(yīng)電流C．鐵芯中有剩磁起主要作用D．銜鐵D有剩磁起主要作用解析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電磁鐵還會(huì)繼續(xù)吸住銜鐵一段時(shí)間是因?yàn)橥ㄟ^(guò)線圈B的磁通量減少，產(chǎn)生互感現(xiàn)象，B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使鐵芯對(duì)銜鐵仍有吸引作用，故能夠延時(shí)，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案：B2．如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時(shí)靜止。將圖中開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到()A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C．撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)D．撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)解析：無(wú)論開(kāi)關(guān)S撥至哪一端，當(dāng)把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無(wú)到有，電流在線圈軸線上的磁場(chǎng)從無(wú)到有，從而引起穿過(guò)圓環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律(增反減同)，右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流，異向電流相互排斥，所以無(wú)論哪種情況，圓環(huán)均向右運(yùn)動(dòng)，故B正確。答案：B3．如圖所示，條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，下面幾種說(shuō)法中正確的是()A．螺線管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．螺線管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．只有磁鐵速度足夠大時(shí)，螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流D．只有在磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí)，螺線管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：當(dāng)條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，穿過(guò)螺線管的磁通量增大，則螺線管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與磁鐵的速度、磁鐵的磁性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，故B正確。答案：B4．(2023·江蘇卷)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心，棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為φO、φA、φC，則()A．φO>φC B．φC>φAC．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC解析：導(dǎo)體棒OA段旋轉(zhuǎn)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知φO＞φA；AC段不切割磁感線，屬于等勢(shì)體，則φA＝φC，故φO＞φA＝φC，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案：A5．(2024·四川德陽(yáng)廣漢中學(xué)診斷)如圖(a)所示，一根直導(dǎo)線和一個(gè)矩形導(dǎo)線框固定在同一豎直平面內(nèi)，直導(dǎo)線在導(dǎo)線框上方，規(guī)定圖(a)中箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较?。直?dǎo)線中通以圖(b)所示的電流，則在0～t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向()A．先順時(shí)針后逆時(shí)針B．先逆時(shí)針后順時(shí)針C．始終沿順時(shí)針D．始終沿逆時(shí)針解析：開(kāi)始階段直導(dǎo)線中電流向右減小，則穿過(guò)線框的磁通量垂直紙面向里減小，由楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍缓笠浑A段直導(dǎo)線中電流向左增加，則穿過(guò)線框的磁通量垂直紙面向外增加，由楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?，故C正確。答案：C6.(多選)正方形金屬線框abcd如圖靠墻放置，空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫(huà)出)。在外力作用下ab邊貼著墻面向下運(yùn)動(dòng)，cd邊貼著水平面向左運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中線框的()A．磁通量增加B．磁通量減小C．感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaD．感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba解析：在外力作用下ab邊貼著墻面向下運(yùn)動(dòng)，cd邊貼著水平面向左運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中線框的磁通量增加，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba，選項(xiàng)A、D正確。答案：AD7．如圖所示，一帶正電粒子從直徑上方掠過(guò)在水平面內(nèi)的金屬圓環(huán)表面，粒子與圓環(huán)不接觸，該過(guò)程中()A．穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量一定不變B．環(huán)中一定有感應(yīng)電流C．金屬環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)D．粒子與金屬環(huán)無(wú)相互作用解析：帶正電粒子從直徑上方掠過(guò)金屬圓環(huán)表面時(shí)，穿過(guò)金屬圓環(huán)的凈磁通量為垂直紙面向里，且凈磁通量先增后減，環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)先有收縮后有擴(kuò)張趨勢(shì)，故A、C錯(cuò)誤，B正確；環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流后周圍會(huì)有磁場(chǎng)，且在環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)所在的平面，正電荷從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到洛倫茲力，所以粒子與金屬環(huán)有相互作用，故D錯(cuò)誤。答案：B8.如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)一條形磁體從高處下落接近回路時(shí)(重力加速度為g)()A．P、Q將相互靠攏B．P、Q將相互遠(yuǎn)離C．磁體的加速度仍為gD．磁體的加速度一定大于g解析：當(dāng)一條形磁體從高處下落接近回路時(shí)，穿過(guò)回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，P、Q將相互靠攏從而阻礙回路的磁通量增大，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，回路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將阻礙條形磁體的靠近，所以磁體的加速度一定小于g，故C、D錯(cuò)誤。答案：A[能力提升練]9．如圖甲所示，在光滑水平面上，使電路abcd的ad端加上如圖乙所示的交變電壓，a點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)時(shí)電壓u為正值，電路abcd所圍區(qū)域內(nèi)還有一彈性導(dǎo)線框MNPQ置于光滑水平面上，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．t1時(shí)刻，線框MNPQ中的感應(yīng)電流為零B．t2時(shí)刻，電路abcd對(duì)線框MNPQ的安培力為零C．t3時(shí)刻，線框MNPQ中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较駾．t2～t3時(shí)間內(nèi)，線框MNPQ的面積會(huì)變大解析：t1時(shí)刻，電勢(shì)差最大但是圖像的斜率為0，則其變化率也為0，所以線框MNPQ中的感應(yīng)電流為零，A正確；t2時(shí)刻，線框MNPQ中的感應(yīng)電流最大，但是電路中電流為0，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)也為0，則電路abcd對(duì)線框MNPQ的安培力為零，B正確；t3時(shí)刻，由安培定則知，電路abcd產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直水平面向上，并且磁通量增大，由楞次定律及安培定則，可知線框MNPQ中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?，C正確；t2～t3時(shí)間內(nèi)，電路中的電流增大，線框MNPQ中的磁通量增大，由楞次定律推論知線框MNPQ的面積會(huì)變小，D錯(cuò)誤。答案：D10.一長(zhǎng)直鐵芯上繞有線圈P，將一單匝線圈Q用一輕質(zhì)絕緣絲線懸掛在P的左端，線圈P的中軸線通過(guò)線圈Q的中心，且與線圈Q所在的平面垂直。將線圈P連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E為直流電源，S為開(kāi)關(guān)。下列情況中，可觀測(cè)到Q向左擺動(dòng)的是()A．S閉合的瞬間B．S斷開(kāi)的瞬間C．在S閉合的情況下，將R的滑片向a端移動(dòng)時(shí)D．在S閉合的情況下，保持電阻R的阻值不變解析：S閉合的瞬間，線圈P中電流由無(wú)到有，產(chǎn)生的磁場(chǎng)從無(wú)到有，線圈Q中磁通量從無(wú)到有，線圈Q中磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線圈Q的運(yùn)動(dòng)將阻礙磁通量的增大，則線圈Q將向左運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離線圈P，故A正確；S斷開(kāi)的瞬間，線圈P中電流由有到無(wú)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)由有到無(wú)，線圈Q中磁通量由有到無(wú)，線圈Q中磁通量減小，根據(jù)楞次定律，線圈Q的運(yùn)動(dòng)將阻礙磁通量的減小，則線圈Q將向右運(yùn)動(dòng)靠近線圈P，故B錯(cuò)誤；在S閉合的情況下，將R的滑片向a端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，線圈P中電流減小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)變?nèi)?，線圈Q中磁通量減小，根據(jù)楞次定律，線圈Q的運(yùn)動(dòng)將阻礙磁通量的減小，則線圈Q將向右運(yùn)動(dòng)靠近線圈P，故C錯(cuò)誤；在S閉合的情況下，保持電阻R的阻值不變，線圈P中電流不變，產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，線圈Q中磁通量不變，線圈Q中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈Q不受磁場(chǎng)力，線圈Q不動(dòng)，故D錯(cuò)誤。答案：A11．(多選)兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺(tái)上，與兩個(gè)銅線圈P、Q組成一閉合回路，兩個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁體如圖放置。當(dāng)用手左右擺動(dòng)線圈P時(shí)，線圈Q也會(huì)跟著擺動(dòng)。以下說(shuō)法正確的是()A．P向右擺動(dòng)的過(guò)程中，P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從右向左看)B．P向右擺動(dòng)的過(guò)程中，Q也會(huì)向右擺動(dòng)C．P向右擺動(dòng)的過(guò)程中，Q會(huì)向左擺動(dòng)D．若用手左右擺動(dòng)Q，P會(huì)始終保持靜止解析：P向右擺動(dòng)的過(guò)程中，線框中的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從右向左看)，選項(xiàng)A正確；P向右擺動(dòng)的過(guò)程中，P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從右向左看)，Q中的電流方向也為順時(shí)針?lè)较?從右向左看)，線圈Q下側(cè)將受到向右的安培力作用，所以Q也會(huì)向右擺動(dòng)，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；若用手左右擺動(dòng)Q，線圈Q切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在線圈P中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力作用，由左手定則可判斷出P將擺動(dòng)，不會(huì)保持靜止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：AB12．如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則ab棒和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是()A．a(chǎn)b棒向左運(yùn)動(dòng)，cd向右運(yùn)動(dòng)B．a(chǎn)b棒向右運(yùn)動(dòng)，cd向左運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)b棒和cd棒都向右運(yùn)動(dòng)D．a(chǎn)b棒和cd棒都保持靜止解析：由安培定則可知，螺線管中磁場(chǎng)方向向上，金屬棒ab、cd所在處的磁感線方向均向下，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，螺線管中電流增大，因此磁場(chǎng)變強(qiáng)，穿過(guò)回路的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→c→d→b→a，由左手定則知，ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，所以ab棒向左運(yùn)動(dòng)，cd棒向右運(yùn)動(dòng)，故A正確。答案：A13.如圖所示，在同一個(gè)水平面內(nèi)彼此絕緣的兩個(gè)光滑圓環(huán)A、B，大圓環(huán)A中通有順時(shí)針?lè)较虻暮愣娏鱅。小圓環(huán)B的一半面積在圓環(huán)A內(nèi)、一半面積在圓環(huán)A外，下列說(shuō)法正確的是()A．穿過(guò)環(huán)B的磁通量為0B．環(huán)B中有持續(xù)的感應(yīng)電流C．若增大環(huán)A內(nèi)的電流，則環(huán)B會(huì)向右移動(dòng)D．若減小環(huán)A內(nèi)的電流，則環(huán)B會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鹘馕觯河深}圖，根據(jù)安培定則可知整個(gè)A環(huán)上的電流在其內(nèi)部的磁場(chǎng)均向里，磁場(chǎng)在B環(huán)左半