2025届高三一轮专项训练(三十三) 电磁感应现象 楞次定律
1.(多选)如图所示,M、N为两个有一定质量的载流超导线圈,M放置在水平桌面上,N悬停于M正上方。若增大N的质量,使得N向下运动,则下列说法正确的是( )
A.线圈M和N中的电流绕行方向相反
B.线圈N受到的作用力减小
C.线圈M中的电流增大
D.线圈M对桌面的压力减小
2.(多选)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.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
C.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
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
3.如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.当闭合开关S的瞬间,线圈P中有感应电流且方向由b→→a
B.当线圈M里有恒定电流通过时,线圈P中有感应电流
C.当断开开关S的瞬间,线圈P中没有感应电流
D.当断开开关S的瞬间,线圈P中有感应电流且方向由b→→a
4.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
A.ab向右运动,同时使θ减小
B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小
C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B
D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
5.(2022·广东高考)(多选)如图所示,水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,MN平行于y轴,PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
6.如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO′,OO′与线圈在同一平面上。在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流流向( )
A.始终为A→B→C→A
B.始终为A→C→B→A
C.先为A→C→B→A,再为A→B→C→A
D.先为A→B→C→A,再为A→C→B→A
7.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右),则( )
A.导线框进入磁场时,感应电流方向:a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时,感应电流方向a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左
应电流方向为a→b→c→d→a,故B项错误;由楞次定律的“阻碍”含义,阻碍相对运动,故无论导线框进入还是离开磁场,安培力方向都是水平向左的。
8.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将该环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
A.FT1>mg,FT2>mg B.FT1<mg,FT2<mg
C.FT1>mg,FT2<mg D.FT1<mg,FT2>mg
附(解析版)2025届高三一轮专项训练(三十三) 电磁感应现象 楞次定律
1.(多选)如图所示,M、N为两个有一定质量的载流超导线圈,M放置在水平桌面上,N悬停于M正上方。若增大N的质量,使得N向下运动,则下列说法正确的是( )
A.线圈M和N中的电流绕行方向相反
B.线圈N受到的作用力减小
C.线圈M中的电流增大
D.线圈M对桌面的压力减小
解析:选AC 开始时N处于静止状态,说明二者间为斥力,两线圈中电流方向相反,故A正确;在下落过程中二者的距离减小,N受到的作用力增大,故B错误;线圈N接近线圈M时,线圈N产生的通过线圈M的磁通量增大,根据楞次定律,线圈M中的电流增大,故C正确;由于N下落时N、M间作用力增大,线圈M对桌面的压力增大,故D错误。
2.(多选)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.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
C.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
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
解析:选AD 根据安培定则,开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由南向北的电流,根据安培定则,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,故A正确。同理D正确。开关闭合并保持一段时间后,直导线上没有感应电流,故小磁针的N极指北,故B、C错误。
3.如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.当闭合开关S的瞬间,线圈P中有感应电流且方向由b→→a
B.当线圈M里有恒定电流通过时,线圈P中有感应电流
C.当断开开关S的瞬间,线圈P中没有感应电流
D.当断开开关S的瞬间,线圈P中有感应电流且方向由b→→a
解析:选D 闭合开关S的瞬间,线圈M中的电流增大,其产生的磁场增强,引起穿过线圈P的磁通量增加,故在线圈P中有感应电流产生,由楞次定律及安培定则可知,开关S闭合瞬间,感应电流方向为由a→→b,A错误;当线圈M中电流恒定,线圈M中电流产生的磁场不再变化,通过线圈P中的磁通量不变,故线圈P中无感应电流,B错误;S断开瞬间,线圈M中电流产生的磁场减弱,线圈P中的磁通量减小,故线圈P中有感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为由b→→a,C错误,D正确。
4.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
A.ab向右运动,同时使θ减小
B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小
C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B
D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
解析:选A 设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BScos θ,S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确;B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误;S减小,B增大,Φ可能不变,C错误;S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错误。
5.(2022·广东高考)(多选)如图所示,水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,MN平行于y轴,PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
解析:选AC 根据安培定则,M、N点的磁场方向如图所示,由图可知,M点与N点的磁感应强度大小相等,方向相同,A正确;线圈在P点时磁通量为零,在N点时磁通量不为零,故B错误;线圈从P点开始竖直向上运动时,磁通量始终为零,线圈中无感应电流,故C正确;线圈在M点和在N点的磁通量相等,则从P到M和从P到N的磁通量的变化量ΔΦ相同,但线圈以相同速率从P到M和从P到N的时间不同,根据法拉第电磁感应定律E=n,得感应电动势不同,故D错误。
6.如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO′,OO′与线圈在同一平面上。在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流流向( )
A.始终为A→B→C→A
B.始终为A→C→B→A
C.先为A→C→B→A,再为A→B→C→A
D.先为A→B→C→A,再为A→C→B→A
解析:选A 在线圈以OO′为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向下的磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直桌面向下,感应电流方向为A→B→C→A;在线圈以OO′为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向下的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直桌面向上,感应电流方向仍然为A→B→C→A,A正确。
7.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右),则( )
A.导线框进入磁场时,感应电流方向:a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时,感应电流方向a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左
解析:选D 由楞次定律可知,导线框进入磁场时,感应电流磁场垂直纸面向里,由安培定则知,感应电流方向为a→d→c→b→a,故A项错误;同理可判断导线框离开磁场时感
应电流方向为a→b→c→d→a,故B项错误;由楞次定律的“阻碍”含义,阻碍相对运动,故无论导线框进入还是离开磁场,安培力方向都是水平向左的。
8.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将该环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
A.FT1>mg,FT2>mg B.FT1<mg,FT2<mg
C.FT1>mg,FT2<mg D.FT1<mg,FT2>mg
解析:选A 金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知FT1>mg,FT2>mg,A正确。