23版新高考一轮分层练案(三十二)　电磁感应现象　楞次定律

一轮分层练案(三十二)　电磁感应现象　楞次定律

1．楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？(　　)

A．电阻定律　　　　　 B．库仑定律

C．欧姆定律  D．能量守恒定律

【答案】D　楞次定律中的“阻碍”作用，是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，在克服这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，选项D正确。

2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法正确的是(　　 )

A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转

C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度

D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

【答案】A　线圈A插入或拔出，都将造成线圈B处磁场的变化，因此线圈B处的磁通量变化，产生感应电流，故选项A正确；开关闭合和断开均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流，故选项B错误；开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通量会变化而产生感应电流，故选项C、D错误。

3．(多选)如图所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则磁场可能(　　 )

A．逐渐增强，方向向外  B．逐渐增强，方向向里

C．逐渐减弱，方向向外  D．逐渐减弱，方向向里

【答案】CD　根据楞次定律，感应电流的磁场方向总是阻碍引起闭合回路中磁通量的变化，体现在面积上是“增缩减扩”，而回路变为圆形，面积增加了，说明磁场逐渐减弱。因不知回路中感应电流的方向，故无法判定磁场方向，故选项C、D正确。

4.美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现。一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，则(　　 )

A．B中将产生逆时针方向的电流

B．B中将产生顺时针方向的电流

C．B线圈有收缩的趋势

D．B线圈有扩张的趋势

【答案】D　合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B错误。

5.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(　　 )

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

【答案】D　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，圆环上下运动的时候，通过圆环的磁通量不变，不会有感应电流产生，A、B两项错误；圆环向左侧靠近直导线，则穿过圆环的磁场方向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，C项错误；圆环向右侧靠近直导线，则穿过圆环的磁场方向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，D项正确。

6.如图，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

【答案】B　将开关S由断开状态拨至M端或N端，都会使线圈中的电流突然增大，穿过右边圆环的磁通量突然增大，由楞次定律可知，圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大，选项B正确，选项A、C、D均错误。

7．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～时间内，直导线中电流方向向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是(　　 )

A．顺时针，向左  B．逆时针，向右

C．顺时针，向右  D．逆时针，向左

【答案】B　在0～时间内，直导线中电流方向向上，由题图乙知，在～T时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律可知金属线框中产生逆时针方向的感应电流。根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力方向向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误。

8.(多选)如图所示，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

【答案】AD　开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A项正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，B、C两项错误；开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D项正确。

9．如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是(　　 )

【答案】D　由图示A可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；由图示B可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；由图示C可知在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；由图示D可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D正确。

10．如图所示，把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。则闭合开关S的瞬间(　　 )

A. 套环将保持静止，套环内无电流流过

B. 套环将保持静止，套环内的电流与线圈内的电流方向相同

C. 套环将向上跳起，套环内的电流与线圈内的电流方向相反

D. 套环将向上跳起，套环内的电流与线圈内的电流方向相同

【答案】C　闭合开关S的瞬间，线圈和铁芯中的磁场增强，则闭合套环中的磁通量增加，根据楞次定律可知，套环中将产生感应电流，且感应电流产生的磁场与线圈中的磁场方向相反，所以套环受到斥力作用向上跳起，又根据右手螺旋定则可知，感应电流的方向与线圈中电流的方向相反，故A、B、D错误，C正确。

11．扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(　　 )

【答案】A　感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。在A图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的震动；在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选项A正确，B、C、D错误。

12.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　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，选项B错误；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，故选项D正确，A、C错误。

13.如图所示，左侧闭合电路中的电流大小为I1，ab为一段长直导线；右侧平行金属导轨的左端连接有与ab平行的长直导线cd，在远离cd导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，在磁场区域放置垂直于导轨且与导轨接触良好的导体棒MN，当导体棒沿导轨匀速运动时，可在cd上产生大小为I2的感应电流。已知I1＞I2，不计匀强磁场对导线ab和cd的作用，用f1和f2分别表示导线cd对ab的安培力大小和ab对cd的安培力大小。下列说法中正确的是(　　 )

A．若MN向左运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＝f2

B．若MN向右运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＝f2

C．若MN向左运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＞f2

D．若MN向右运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＞f2

【答案】B　导体棒MN向左运动时，由右手定则可判断，cd中的感应电流由d到c，而ab中的电流是由a到b的，即ab、cd中电流方向相反，则两导线相互排斥，故选项A、C错误；MN向右运动时，由右手定则可判断，cd中的感应电流由c到d，而ab中的电流是由a到b的，故两导线相互吸引，根据牛顿第三定律，可知这两个力大小相等，故选项B正确，D错误。

14．如图所示，一根长 1 m左右的空心铝管竖直放置(图甲)，及同样竖直放置的一根长度相同但有竖直裂缝的铝管(图乙)，和一根长度相同的空心塑料管(图丙)。把一枚小磁铁从上端管口放入管中后，小磁铁最终从下端管口落出。小磁铁在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。设小磁铁在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为 t1、t2、t3，则下列关于小圆柱在三管中下落的说法正确的是(　　 )

A．甲管、乙管和丙管都会产生感应电流

B．小磁铁完全进入甲管后，甲管中没有产生感应电流

C．t1 最大

D．t2 约等于 0.45 s

【答案】C　由于甲管形成闭合电路，当小磁铁通过时，会产生感应电流；乙没有形成闭合电路，但可以想象成一块导体，当小磁铁靠近或远离时，会形成小面积的涡流，因此也会产生感应电流，但强度比甲管的弱；丙图没有电磁感应现象，因此甲管和乙管会产生感应电流，丙管不会产生感应电流，A错误；将甲管想象成多组圆环，当小磁铁完全进入管中时，通过这些环的磁通量会发生变化，根据楞次定律，会产生感应电流，B错误；根据“来拒去留”的原理甲管中感应电流最强，因此小磁铁下落得最慢，运动时间最长，C正确；乙管中会产生涡流，也会对小磁铁产生阻碍的效果，因此下落的时间也会延迟，即t2>0.45 s，D错误。