1、三十电磁感应现象、楞次定律(建议用时:40分钟)1(2020全国卷)如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环,圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到()A. 拨至M端或N端,圆环都向左运动B. 拨至M端或N端,圆环都向右运动C. 拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D. 拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动B解析:无论开关S拨至哪一端,当把电路接通的瞬间,左边线圈中的电流均是从无到有,电流在线圈轴线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电
2、流,异向电流相互排斥,故选B。2(2020山东模拟)(多选)竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中,通有俯视顺时针方向的电流,其大小按图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出),圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是()A. t 时刻,圆环有扩张的趋势B. t 时刻,圆环有收缩的趋势C. t 和t 时刻,圆环内的感应电流大小相等D. t 时刻,圆环内有俯视逆时针方向的感应电流BC解析:t 时刻,线圈中通有俯视顺时针方向且逐渐增大的电流,则线圈中电流产生的磁场向下且逐渐增大,由楞次定律可知,圆环有收缩的趋势,A错误,B正确;t 时刻,线圈中通有
3、俯视顺时针方向且逐渐减小的电流,则线圈中电流产生的磁场向下且逐渐减小,由楞次定律可知,圆环中的感应电流为俯视顺时针方向,D错误;t 和 t 时刻,线圈中电流的变化率大小相等,即线圈中电流产生的磁场变化率大小相等,则圆环中的感应电流大小相等,C正确。3如图所示,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内,其下方固定一根与导线框所在竖直平面平行且很靠近(但不重叠)的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。导线框从实线位置由静止释放,在其后的运动过程中()A. 导线框中的磁通量为0时,其感应电流也为0B. 导线框中感应电流的方向为先顺时针后逆时针C. 导线框受到的安培力的合力方向竖直向上D. 导线框减少的
4、重力势能全部转化为电能C解析:由安培定则和楞次定律可知,感应电流的方向先顺时针,再逆时针,最后又变为顺时针(如图所示),故B错误;由“来拒去留”的规律可知,导线框受到的安培力的合力方向始终竖直向上,C正确;感应电动势与磁通量的变化率成正比,该过程中磁通量为0时,磁通量的变化率不为0,仍有感应电动势产生,则感应电流不为0,A错误;导线框减少的重力势能转化为导线框的动能与电能,故D错误。4(多选)现在人们可以利用无线充电板为手机充电,如图所示为充电原理图,充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。
5、若在某段时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度均匀增加。下列说法正确的是()A. c点电势高于d点电势B. c点电势低于d点电势C. 感应电流方向由c受电线圈dD. 感应电流方向由d受电线圈cBC解析:根据楞次定律可知,受电线圈内部产生的感应电流方向为俯视顺时针,受电线圈中感应电流的方向由c经受电线圈到d,所以c点的电势低于d点的电势,故A、D错误,B、C正确。5(多选)如图所示,将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上,另一个金属环套在杆上与线圈共轴,当合上开关时线圈中产生磁场,金属环就被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处,先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等
6、的铜和铝导线制成),且铝的电阻率大于铜的电阻率,闭合开关S的瞬间,下列描述正确的是()A. 从左侧看,环中的感应电流沿顺时针方向B. 线圈沿轴向有伸长的趋势C. 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力D. 若金属环出现断裂,不会影响其向左弹射AC解析:闭合开关S的瞬间,线圈中通电,由安培定则可知磁场方向向左,通过金属环的磁通量增加,从左侧看,环中有顺时针方向的感应电流,A项正确;同向电流互相吸引,线圈沿轴向有缩短的趋势,B项错误;因铜环的电阻小,铜环中的感应电流大,受到的安培力大,C项正确;若金属环出现断裂,就不能构成闭合回路,则环中有感应电动势,无感应电流,不受安培力作用,故金属环不会向左弹出
7、去,D项错误。6(多选)如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,MN固定不动,位置靠近ab且相互绝缘。当MN中的电流突然增大时,则()A. 线圈所受安培力的合力方向向左B. 线圈所受安培力的合力方向向右C. 感应电流方向为abcdaD. 感应电流方向为adcbaAC解析:当MN中的电流突然增大时,根据楞次定律可知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,即abcda方向;由左手定则可知ab边和cd边受到的安培力均向左,可知线圈受到的安培力的合力方向向左。选项A、C正确,B、D错误。7如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁体,条形磁体的S极朝下。在将条形磁体的
8、S极插入线圈的过程中()A. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与条形磁体相互排斥B. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与条形磁体相互排斥C. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与条形磁体相互吸引D. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与条形磁体相互吸引A解析:将条形磁体的S极插入线圈的过程中,由楞次定律知,通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与条形磁体相互排斥,故A正确。8如图所示,一质量为m的条形磁体用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置释放,环经过条形磁体到达位置。设环经过条形磁体上端和下端附近时,细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小
9、为g,则()A. FT1mg,FT2mgB. FT1mg,FT2mgC. FT1mg,FT2mgD. FT1mg,FT2mgA解析:金属圆环从位置到位置的过程中,由楞次定律知,金属圆环在条形磁体上端时受力向上,在条形磁体下端时受力也向上,则金属圆环对条形磁体的作用力始终向下,对条形磁体受力分析可知FT1mg,FT2mg,A正确。9(2020北京高考)如图所示,在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转,小磁针发生偏转。下列说法正确的是()A. 偏转原因是圆盘周围存在电场B. 偏转原因是圆盘周围产生了磁场C. 仅改变圆盘的转动方向,偏转方向不变D. 仅改变圆盘所带电荷的电
10、性,偏转方向不变B解析:小磁针发生偏转是因为带负电荷的橡胶圆盘高速旋转形成电流,而电流周围有磁场,磁场会对放入其中的小磁针有力的作用,故A错误,B正确;仅改变圆盘的转动方向,形成的电流方向与初始方向相反,小磁针的偏转方向也与之前的方向相反,故C错误;仅改变圆盘所带电荷的电性,形成的电流方向与初始方向也相反,小磁针的偏转方向也与之前的方向相反,故D错误。10如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则()A. 若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路中有感应电流,电流方向为abdcaB. 若ab、cd以
11、相同的速度一起向右滑动,则abdc回路中有感应电流,电流方向为acdbaC. 若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的感应电流为0D. 若ab、cd都向右运动,且两杆速度vcdvab,则abdc回路中有感应电流,电流方向为acdbaD解析:由右手定则可判断出A项做法使回路中产生顺时针方向的感应电流,即电流方向为acdba,故A项错误;若ab、cd一起向右运动且速度大小相同,则ab、cd与导轨所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B项错误;若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中有顺时针方向的感应电流,即电流方向为acdba,故C项错误;若ab、cd都向右运动,且两杆速度v
12、cdvab,则ab、cd与导轨所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,abdc回路中产生顺时针方向的感应电流,即电流方向为acdba,故D项正确。11(多选)如图甲所示,螺线管内有平行于轴线的外加磁场,以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一闭合小金属圆环,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化时()A. 在0t1时间内,圆环有收缩趋势B. 在t1t2时间内,圆环有扩张趋势C. 在t1t2时间内,圆环内有逆时针方向的感应电流D. 在t2t3时间内,圆环内有逆时针方向的感应电流BC解析:在0t1时间内,磁感应强度
13、B均匀增加,则在螺线管中产生恒定的感应电动势,在导线框abcd中形成稳定的电流,故此时圆环中无感应电流产生,圆环也没有收缩趋势,选项A错误;在t1t2时间内,磁感应强度B的变化率逐渐减小,则螺线管中的感应电流方向为从下到上且逐渐减小,导线框abcd中的磁通量为向外且减小,穿过圆环的磁通量也为向外且减小,根据楞次定律可知,圆环内有逆时针方向的感应电流,且有扩张趋势,选项B、C正确;在 t2t3 时间内,磁感应强度B的方向向下,且变化率逐渐减小,则螺线管中的感应电流方向为从上到下且逐渐减小,导线框abcd中的磁通量为向里且减小,穿过圆环的磁通量也为向里且减小,根据楞次定律可知,圆环内有顺时针方向的
14、感应电流,选项D错误。12矩形导线框固定在匀强磁场中,如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,则()A. 0t1时间内,导线框中电流的方向为abcdaB. 0t1时间内,导线框中的电流越来越小C. 0t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcbaD. 0t2时间内,导线框bc边受到的安培力越来越大C解析:由题图乙可知,0t2时间内,导线框中磁通量的变化率相同,故0t2时间内,电流的方向相同,由楞次定律可知,电路中电流的方向为顺时针方向,即电流方向为adcba,故A错误,C正确;0t2时间内,导线框中磁通量的变化率相同,感应电动势恒定不变,电路中的电流大小恒定不变,由FIlB可知,F与B成正比,即bc边受到的安培力先减小后增大,故B、D错误。