备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律

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1.如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°.现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中每匝线圈磁通量的改变量大小为（ B ）
A.0B.2BSC.2nBSD.nBS
2.[2024宁夏固原模拟/多选]如图所示，某实验把两个线圈绕在一个铁环上，线圈甲与电源、滑动变阻器R组成一个回路，线圈乙与开关S、电流表G组成另一个回路.关于该实验下列说法正确的是（ BC ）
A.闭合开关S的瞬间，电流表G中有感应电流
B.闭合开关S的瞬间，电流表G中无感应电流
C.闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有感应电流
D.闭合开关S，滑动变阻器的滑片静止不动，电流表G中有感应电流
解析 闭合开关S的瞬间，穿过线圈乙的磁通量不发生变化，电流表G中无感应电流，故A错误，B正确；闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑，电阻R增大，电流减小，则通过线圈乙的磁通量减小了，电流表G中有感应电流，故C正确；闭合开关S，滑动变阻器的滑片静止不动，电流不变，穿过线圈乙的磁通量不发生变化，电流表G中无感应电流，故D错误.
3.[2023河南商丘统考]如图所示，矩形导线框ABCD在匀强磁场中沿垂直磁场方向向右做匀速运动，下列说法正确的是（ B ）
A.线框中无感应电流，A、B两点电势相等
B.线框中无感应电流，A点电势高于B点电势
C.线框中无感应电流，A点电势低于B点电势
D.线框中有感应电流，A点电势高于B点电势
解析 线框沿垂直磁场方向向右做匀速运动时，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，而线框在匀强磁场中运动时AB边切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，A点电势比B点电势高.故选B.
4.如图甲所示的闭合圆线圈放在匀强磁场（图中未画出）中，t＝0时磁感应强度垂直于线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示.则在0～2s内线圈中感应电流的方向为（ C ）
A.逆时针B.先逆时针后顺时针
C.顺时针D.先顺时针后逆时针
解析 将0～2s时间段划分为两段：0～1s内，线圈中磁场的磁感应强度为正，磁感应强度垂直于线圈平面向里且磁通量减小，由“增反减同”可知，感应电流的磁场垂直于线圈平面向里，根据安培定则可知，感应电流的方向为顺时针；1～2s内，线圈中磁场的磁感应强度为负，磁感应强度垂直于线圈平面向外且磁通量增大，由“增反减同”可知，感应电流的磁场垂直于线圈平面向里，根据安培定则可知，感应电流的方向仍为顺时针.所以选项C正确.
5.[2024江苏苏州调研测试]如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁水平向右沿线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈在水平方向运动趋势的判断正确的是（ B ）
A.运动趋势始终向左
B.运动趋势始终向右
C.运动趋势先向左后向右
D.运动趋势先向右后向左
解析 在条形磁铁水平向右运动靠近线圈的过程中，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述“来拒去留”可知，线圈在水平方向有向右运动的趋势；在条形磁铁水平向右运动远离线圈的过程中，线圈中的磁通量减小，同理可知，线圈在水平方向也有向右运动的趋势.故选B.
6.[多选]两根相互平行的固定金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动，运动过程中导体棒与导轨始终垂直.当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是（ BD ）
A.导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B.导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力向左
D.磁场对导体棒AB的作用力向左
解析 导体棒AB切割磁感线，根据右手定则判定导体棒AB中的电流方向为B→A，则导体棒CD中的电流方向为C→D，A错误，B正确；根据左手定则，判定导体棒CD所受安培力的方向为水平向右，导体棒AB所受安培力的方向为水平向左，C错误，D正确.
7.[多选]用一根轻质绝缘细杆将一导体环悬挂在O点，导体环可以在竖直平面内来回摆动，不计空气阻力.在如图所示的正方形区域内，有垂直于导体环的摆动面指向纸内的匀强磁场.下列说法正确的有（ BD ）
A.环在摆动过程中机械能守恒
B.导体环进入磁场和离开磁场时，导体环中电流的方向肯定相反
C.导体环通过最低点时，导体环中感应电流最大
D.最终导体环在匀强磁场中摆动时，机械能守恒
解析 导体环在进、出磁场阶段穿过导体环的磁通量发生变化，有感应电流产生，且进、出磁场产生的感应电流方向相反，机械能转化为电能，因此摆动过程中机械能不守恒，选项A错误，B正确.导体环全部进入磁场后（包含导体环通过最低点），穿过导体环的磁通量不变，无感应电流.最终导体环在磁场区域内摆动时，机械能守恒，选项C错误，D正确.
8.[电磁感应现象在医学中的应用/2024广东惠州第一次调研/多选]磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用的装置如图所示，将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以瞬时脉冲电流，线圈中产生瞬间的高强度脉冲磁场穿过头颅时，在脑部特定区域产生感应电流，从而对脑部神经产生电刺激作用，下列结论正确的是（ BD ）
A.脉冲电流流经线圈在其周围会产生高强度的磁场，这是电磁感应现象
B.脉冲磁场在脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象
C.若将脉冲电流改为恒定电流，也可持续对脑部神经产生电刺激作用
D.若脉冲电流最大强度不变，缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电流会增大
解析 脉冲电流流经线圈在其周围产生高强度的磁场，属于电流的磁效应，A错；脉冲磁场在脑部特定区域产生感应电流，属于电磁感应现象，B对；将脉冲电流改为恒定电流，则在通、断电的瞬间，脑部特定区域产生感应电流，而在通电过程中ΔΦ＝0，不产生感应电流，故将脉冲电流改为恒定电流，不能持续对脑部神经产生电刺激作用，C错；若脉冲电流最大强度不变，则在脑部特定区域的ΔΦ不变，时间缩短，即Δt减小，则ΔΦΔt变大，在脑部特定区域产生的感应电流增大，D对.
9.[多选]城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的电线，需要在施工前用检测线圈检测地底是否铺设导线.若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中通有电流，现用一闭合的检测线圈来检测，如图所示，下列说法正确的是（ CD ）
A.若线圈静止在导线正上方，当导线中通过正弦交流电时，线圈中会产生感应电流
B.若线圈在导线正上方由西向东运动，检测线圈受到的安培力方向与运动方向相反
C.若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针
D.若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，检测线圈所受安培力在水平方向的分量一直向北
解析 若线圈静止在导线正上方，当导线中通过正弦交流电时，由对称性可知，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化量为零，感应电流为零，A错误.若线圈在导线正上方由西向东运动，由对称性可知，穿过线圈的磁通量始终为零，磁通量变化量为零，所以感应电流为零，则安培力为零，B错误.根据通电直导线周围的磁感线分布特点可知，导线上方左侧磁感应强度斜向下，右侧磁感应强度斜向上，由对称性可知，当检测线圈在导线正上方时，磁通量为零，在导线左上方某点（设为A）时磁通量向下达到最大，同理，在导线右上方某点（设为B）时磁通量向上达到最大.检测线圈自北靠近直导线到A点过程中，磁通量向下增大，由楞次定律和安培定则可知，从上往下看，线圈中电流方向为逆时针.同理，从A到B的过程中，检测线圈中有顺时针方向的感应电流，从B到逐渐远离导线的过程中，检测线圈中有逆时针方向的感应电流.故C正确.由楞次定律“来拒去留”可知，检测线圈受到安培力在水平方向的分量一直向北，D正确.
10.[多选]如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路.当PQ在外力作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ BC ）
A.向右加速B.向左加速
C.向右减速D.向左减速
解析 MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，导线ab在MN处的磁场垂直于纸面向里左手定则MN中的感应电流由M→N安培定则L1中感应电流的磁场方向向上
楞次定律&L2中磁场方向向上减弱&L2中磁场方向向下增强，若L2中磁场方向向上减弱安培定则PQ中电流为Q→P且减小右手定则PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强安培定则PQ中电流为P→Q且增大右手定则PQ向左加速运动，故B、C正确.
11.[生活中的电磁感应现象/2023吉林长春质检/多选]华北地区某高中教室墙上有一扇朝西的钢窗，如图所示，当把钢窗向外推开90°的过程中（不考虑地磁偏角），下列说法正确的是（ AC ）
A.穿过钢窗的地磁场的磁通量变大
B.穿过钢窗的地磁场的磁通量变小
C.从推窗人的角度看，钢窗中的感应电流方向是逆时针
D.从推窗人的角度看，钢窗中的感应电流方向是顺时针
解析 将地磁场分解为平行地表的磁场B∥和垂直地表的磁场B⊥，从推窗人的角度看，向西推开钢窗的过程中，B⊥始终与钢窗平行，B∥水平向右，且穿过钢窗的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知，钢窗中的感应电流方向是逆时针，A、C正确，B、D错误.
12.[“自发电”门铃开关原理/2024湖北孝感质检]市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示.在按下门铃按钮过程中，夹着永磁铁的铁块向下移动，改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场发生改变.松开门铃按钮后，弹簧可使之复位（与a、b连接的外电路未画出）.由此可判断（ B ）
图甲 图乙：未按下按钮时 图丙：按下按钮时
A.未按下按钮时，线圈a、b两点间存在电势差
B.按下按钮过程中，线圈中感应电流始终由b经线圈流向a
C.按钮复位过程中，线圈中的磁通量一直减小
D.按下按钮过程与松开复位过程中，a点的电势始终高于b点
解析 未按下按钮时，根据题意可知线圈磁通量不变，所以a、b两点电势差为零，故A错误；按下按钮过程中，线圈中的磁场先向右减小，后向左增加，利用楞次定律可得感应电流方向从b通过线圈流向a，根据题意可知线圈是电源，而在电源内部电流方向由负极流向正极，所以线圈a点的电势比b点高；按钮复位过程中，线圈中的磁场先向左减小，后向右增加，磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，感应电流方向从a通过线圈流向b，线圈a点的电势比b点低，故B正确，C、D错误.