1、第1讲电磁感应现象楞次定律一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1如图所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是(C)ABSBNBSCBSDNBS解析sin 磁通量与匝数无关，BS中，B与S必须垂直。初态1Bcos S，末态2Bcos S，磁通量的变化量大小|21|BS(cos 30sin 30)|BS，所以应选C项。2(2020浙江诸暨模拟)有人设计了一种储能装置：在人的腰部固定一块永久磁铁，N极向外；在手臂上固定一个金属线圈，
2、线圈连接着充电电容器。当手不停地前后摆动时，固定在手臂上的线圈能在一个摆动周期内，两次扫过别在腰部的磁铁，从而实现储能。下列说法正确的是(D)A该装置违反物理规律，不可能实现B此装置会使手臂受到阻力而导致人走路变慢C在手摆动的过程中，电容器极板的电性不变D在手摆动的过程中，手臂受到的安培力方向交替变化解析D在手摆动的过程中，线圈交替的进入或者离开磁场，使穿过线圈的磁通量发生变化，因而会产生感应电流，从而实现储能，该装置符合法拉第电磁感应定律，可能实现，选项A错误；此装置不会影响人走路的速度，选项B错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，则电容器极板的电性不断改变。选项C错误；在手摆动的
3、过程中，感应电流的方向不断变化，手臂受到的安培力方向交替变化。选项D正确。3.如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向(B)A向左B向右C垂直纸面向外D垂直纸面向里解析解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。解法二：由对楞次定律中“阻碍”的理解可知，当MN中电流突然减小而导致线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小时，线圈a
4、bcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减小，所以其所受安培力的合力方向向右，B正确。4(2020广东揭阳模拟)如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距离。两导线中通有图示方向相同的恒定电流I。则当环(D)A向上运动时，环中产生顺时针方向的感应电流B向下运动时，环中产生顺时针方向的感应电流C向左侧靠近导线时，环中产生逆时针方向的感应电流D向右侧靠近导线时，环中产生逆时针方向的感应电流解析直导线之间的磁场是对称的，圆环在中间时，通过圆环的磁通量为零，金属环上下运动的时候，圆环的磁通量不变，不会有感应电流产生，故A、B错误；
5、金属环向左侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为顺时针，故C错误；金属环向右侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为逆时针，故D正确。5(2020长兴中学模拟)1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)。它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机。图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿
6、顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是(C)A电阻R中没有电流流过B铜片C的电势高于铜片D的电势C保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生解析根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从C向D，由于圆盘在切割磁感线，相当于电源，所以D处的电势比C处高，A、B错误；保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则穿过铜盘的磁通量发生变化，故有感应电流产生，因为铜盘中有涡流产生，故CRD回路中没有电流产生，C正确，D错误。6(2019四川期中)如图所示为安检
7、门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在如图顺时针(从左向右看)方向均匀增大的电流，则(D)A无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化解析无金属片通过时，接收线圈中向右的磁通量增大，产生逆时针方向电流，且电流大小恒定，故A、B错误。有金属片通过时，金属片和接收线圈中产生同向的感应电流，将空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故C错误，D正确。7(2019贵阳期末)如图甲
8、所示，在同一平面内有两个绝缘金属细圆环A、B，两环重叠部分的面积为圆环A面积的一半，圆环B中电流i随时间t的变化关系如图乙所示，以图甲中圆环B中所示的电流方向为负方向，则A环中(B)A没有感应电流B有逆时针方向的感应电流C有顺时针方向的感应电流D感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向解析由于B环中的电流发生变化，A环中的磁通量发生变化，所以A环中有感应电流，A错误；根据楞次定律和安培定则知，B环中的磁通量先垂直纸面向外减少，后垂直纸面向里增多，故A环中产生沿逆时针方向的感应电流，B正确，C、D错误。8(2019上海市静安区质检)如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN和PQ，在两导轨
9、之间竖直放置通电螺线管，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态。当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，两根金属棒与导轨构成的回路中感应电流方向(俯视图)及ab、cd两棒的运动情况是(D)A感应电流为顺时针方向，两棒相互靠近B感应电流为顺时针方向，两棒相互远离C感应电流为逆时针方向，两棒相互靠近D感应电流为逆时针方向，两棒相互远离解析当变阻器滑片向左滑动时，电路的电流变大，线圈的磁场增加；根据安培定则由电流方向可确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下。由于线圈处于两棒中间，所以穿过两棒所围成的磁通量变大，由楞次定律推论增反减同可得，线框ab
10、cd产生逆时针方向感应电流。 最后根据左手定则可确定安培力的方向：ab棒处于垂直向上的磁场中，且电流方向ab，则安培力方向向左。cd棒处于垂直向上的磁场中，且电流方向dc，则安培力方向向右，两棒相互远离，故选项D正确。A、B、C错误。二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。9(2020福建泉州质检)如图甲所示，匀强磁场垂直穿过矩形金属线框abcd，磁感应强度的大小B随时间t按照图乙所示规律变化，下列说法正确的是(AD)At1时刻线框中产生的感应电流方向为abcdaBt3时刻线框中产生的感应电流方向为abcdaCt2时刻线框中产生的感应电流最大Dt1时刻线框ab边受到的
11、安培力方向向右解析本题结合Bt图象考查楞次定律。t1时刻线框中磁感应强度变化率为正值，则磁通量变化率为正值；由楞次定律可判断出线框中产生的感应电流方向为adcba，选项A正确；t3时刻线框中磁感应强度变化率为负值，则磁通量变化率为负值，由楞次定律可判断出线框中产生的感应电流方向为adcba，选项B错误；t2时刻线框中磁感应强度变化率为零，则磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，线框中产生的感应电动势为零，由闭合电路欧姆定律可知，线框中产生的感应电流为零(最小)，选项C错误；t1时刻线框ab边中感应电流方向向下，向左手定则可判断出线框ab边受到安培力方向向右，选项D正确。10(2019广
12、东惠州三调)两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流。则(AD)AA可能带正电荷且转速增大BA可能带正电荷且转速减小CA可能带负电荷且转速增大DA可能带负电荷且转速减小解析本题结合圆周运动考查楞次定律。当A以如题图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，由于B中产生如题图所示方向的感应电流，利用楞次定律分析可知，A转动时在B中产生的磁场方向可能垂直纸面向外且磁感应强度减小，也可能垂直纸面向里且磁感应强度增大。若A在B中产生的磁场方向垂直纸面向外且磁感应强度减小，则均匀带电绝缘环A带负电荷且
13、转速减小，选项D正确，C错误；若A在B中产生的磁场方向垂直纸面向里且磁感应强度增大，则均匀带电绝缘环A带正电荷且转速增大，选项A正确，B错误。11(2020湖北宜昌调研)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(BC)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
14、向外的方向解析本题考查互感问题。开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈B中的磁通量不变，因此线圈B中不会产生感应电流，则小磁针不会偏转，故A、D错误；开关闭合的瞬间，依据安培定则可知，线圈A中产生沿软铁环逆时针方向的磁场，再由楞次定律可知，因穿过线圈B的磁场方向向上，且磁通量增大，那么线圈B中产生的感应电流的磁场方向向下，因此线圈B右侧导线中产生逆时针方向的感应电流，根据安培定则可知，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B正确；开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，同理，线圈B右侧导线中产生顺时针方向的感应电流，根据安培定则可知，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确。12(2019湖北
15、月考)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场，地磁N极位于地理南极附近。如图所示，在湖北某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线框abcd，线框的ad边沿南北方向，ab边沿东西方向，下列说法正确的是(AC)A若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低B若使线框向北平移，则a点电势等于b点电势C若以ad边为轴，将线框向上翻转90，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向D若以ab边为轴，将线框向上翻转90，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向解析地球北半部的磁场方向由南向北斜向下，可分解为水平向北和竖直向下两个分量。若线框向东平移，根据右手定则可知a点电势低于d点电势，A正
16、确；若线框向北平移，根据右手定则可知a点电势高于b点电势，B错误；若以ad边为轴，将线框向上翻转90过程中，根据楞次定律及安培定则可知线框中的电流方向始终为adcba方向，C正确；若以ab边为轴，将线框向上翻转90过程中，穿过线框的磁通量先增大后减小，根据楞次定律及安培定则可知，线框中的电流方向为先沿abcda方向再沿adcba方向，故D错误。三、非选择题13(2020河北邢台模拟)图示为“探究感应电流方向的规律”实验时所用电路。(1)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向右偏；接着将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电流计指针向
17、左偏。(均选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”)(2)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A(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，在拆除电路前应断开开关(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。解析(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B，穿过线圈B的磁通量增加，电流计指针将向右偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。(2)在拆除线圈A时，电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的感应电动势，该同学被电击一下；要避免电击发生，在拆除电路前应先断开开关。
