高考物理考点48 电磁感应现象 楞次定律

高考物理考点48 电磁感应现象 楞次定律

1 考点 48 电磁感应现象 楞次定律 一、电磁感应现象 1．概念 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流 的现象叫做电磁感应。 2．产生感应电流的条件 （1）闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动； （2）穿过闭合回路的磁通量发生变化； ①磁场强弱不变，回路面积改变； ②回路面积不变，磁场强弱改变； ③回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。 注意：当回路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁 感应现象，且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源。 3．能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。 二、感应电流方向的判定 1．右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进 入，大拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向，就是感应电流的方向。 适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。 2．楞次定律 （1）内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （2）理解楞次定律中“阻碍”的含义： 2 （3）运用楞次定律判定感应电流方向的步骤： a．明确穿过闭合电路的原磁场方向； b．明确穿过闭合电路的原磁通量是如何变化的； c．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； d．利用安培定则判定感应电流的方向。 注意：导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则较简便；变化的磁场产生感应电流只能用楞次 定律判断。 具体流程如图： 三、楞次定律应用的推广 楞次定律描述的是感应电流与磁通量变化之间的关系，常用于判断感应电流的方向或其所受安培力的 方向，一般有以下四种呈现方式： 1．阻碍原磁通 量的变化——“增反减同”； 2．阻碍相对运动——“来拒去留”； 3．使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”； 4．阻碍原电流的变化（自感现象）——“增反减同”。 3 四、“三个定则、一个定律”的综合应用技巧 1．应用现象及规律比较 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生的磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流的作用力 左手定则 部分导体做切割磁感线运动 右手定则电磁[来源:][来源:] 感应[来源:][来源:#网] 闭合回路磁通量变化 楞次定律 2．应用技巧 多定则应用的关键是抓住因果关系：无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断。“电 生磁”或“磁生电”均用右手判断。 （1）因电而生磁（I→B）→安培定则； （2）因动而生电（v、B→I）→右手定则； （3）因电而受力（I、B→F 安）→左手定则。 3．一般解题步骤 （1）分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒； （2）结合题中的已知条件和待 求量的关系选择恰当的规律； （3）正确地利用所选择的规律进行分析和判断。 五、电磁感应问题中的逆向思维 1．方法概述：逆向思维法是指从事物正向发展的目标、规律的相反方向出发，运用对立的、颠 倒的思维方式去思考问题的一种方法。而电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对 立统一规律。 2．问题类型： （1）运动形 式的可逆性，如将匀减速运动看作反向的匀加速运动； （2）运用“执果索因”进行逆向思考，如通过感应电流产生的效果来推导产生的原因、感应电流的方向等。 3．解题思路： （1）分析确定研究问题的类型是否能用逆向思维法解决； （2）确定逆向思维问题的类型； （3）通过转换研究对象或执果索因等逆向思维的方法确定求解思路。 4 （2018·河南省开封市五县高二上学期期中联考）图为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动 变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及电键按如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指 针向右偏了一下。那么合上开关后，下列说法中正确的是 A．将线圈 A 迅速插入线圈 B 时，电流计指针向左偏转一下 B．将线圈 A 插入线圈 B 稳定后，电流计指针一直向右偏 C．将线圈 A 插入线圈 B 稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向右偏转 D．将线圈 A 插入线圈 B 稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向左偏转 【参考答案】D 【详细解析】闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏；闭合电键，将原线圈 迅速插入副线圈时，磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏转，选项 A 错误； 将线圈 A 插入线圈 B 稳定后，穿过副线圈的磁通量不变，则电流计指针不偏转，选项 B 错误；原线圈插入 副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电 流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将左偏转，选项 C 错误，D 正确； 故选 D。 【名师点睛】本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同。 知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。 1．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是 【答案】B 【解析】选项A 中，线框在运动过程中，面积不变、磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，不产生 感应电流，A 错误；选项 B 中，在线框转动过程中，穿过闭合线框的磁通量发生变化，能产生感应电流， 5 B 正确；选项 C 中，线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终为零，不发生变化， 没有感应电流产生，C 错误；选项 D 中，线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终 为零，不发生变化，没有感应电流产生，D 错误；故选 B。 2．（2018·广西贵港市高二（下）期中）如图，两回路中各有一开关 S1、S2，且内回路中接有电源，外回路 中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是 ①先闭合 S2，后闭合 S1 的瞬间，电流计指针偏转 ②S1、S2 闭合后，在断开 S2 的瞬间，电流计指针偏转 ③先闭合 S1，后闭合 S2 的瞬间，电流计指针偏转 ④S1、S2 闭合后，在断开 S1 的瞬间，电流计指针偏转 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】D 【解析】①、先闭合 S2，构成闭合电路，当后闭合 S1 的瞬间时，通过内回路的电流增大，导致穿过外 回路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故①正确；②、当 S1、S2 闭合后，稳定 后外回路中没有磁通量的变化，因而外回路中没有感应电流，在断开 S2 的瞬间，当然指针也不偏转，故② 错误；③、先闭合 S1，后闭合 S2 的瞬间，穿过外回路的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，故③ 错误；④、当 S1、S2 闭合后，在断开 S1 的瞬间，导致穿过外回路的磁通量发生变化，因而出现感应电 流，故④正确；故 ABC 错误，D 正确；故选 D。 【名师点睛】该题考查产生感应电流的条件及掌握判定磁通量如何变化，抓住闭合回路的磁通量发生变 化时，才能产生感应电流这一条件即可。 （2018·北京市昌平区高三上学期末考试）一长直铁芯上绕有线圈 P，将一单匝线圈 Q 用一轻质绝缘丝 线悬挂在 P 的左端，线圈 P 的中轴线通过线圈 Q 的中心，且与线圈 Q 所在的平面垂直。将线圈 P 连接在如 图所示的电路中，其中 R 为滑动变阻器，E 为直流电源，S 为开关。下列情况中，可观测到 Q 向左摆动的 是 6 A．S 闭合的瞬间 B．S 断开的瞬间 C．在 S 闭合的情况下，将 R 的滑片向 a 端移动时 D．在 S 闭合的情况下，保持电阻 R 的阻值不变 【参考答案】A 【详细解析】A：S 闭合的瞬间，线圈 P 中电流由无到有，产生的磁场从无到有，线圈 Q 中磁通量从无 到有，线圈 Q 中磁通量增加，根据楞次定律，线圈 Q 的运动将阻碍磁通量的增大，则线圈 Q 将向左运动远 离线圈 P，故 A 项正确。B：S 断开的瞬间，线圈 P 中电流由有到无，产生的磁场由有到无，线圈 Q 中磁通 量由有到无，线圈 Q 中磁通量减小，根据楞次定律，线圈 Q 的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈 Q 将向右 运动靠近线圈 P，故 B 项错误。C：在 S 闭合的情况下，将 R 的滑片向 a 端移动时，滑动变阻器接入电路电 阻增大，线圈 P 中电流减小，产生的磁场变弱，线圈 Q 中磁通量减小，根据楞次定律，线圈 Q 的运动将阻 碍磁通量的减小，则线圈 Q 将向右运动靠近线圈 P，故 C 项错误。D：在 S 闭合的情况下，保持电阻 R 的 阻值不变，线圈 P 中电流不变，产生的磁场不变，线圈 Q 中磁通量不变，线圈 Q 中不产生感应电流，线圈 Q 不受磁场力，线圈 Q 不动，故 D 项错误。 1．用绝缘丝线悬吊一个轻质闭合铝环 P，用磁铁的 N 极靠近 P 环时，可观察到 P 环远离磁铁，现改用磁铁 的 S 极用同样方式靠近 P 环（如图），则 P 环 A．静止不动 7 B．靠近磁铁 C．没有感应电流 D．产生顺时针方向电流 【答案】D 【解析】当磁铁的N 极靠近环时，据楞次定律，环内产生与磁铁反向的磁极，故环远离；现改用磁铁 S 极靠近环，环内也是产生与磁铁相反的磁场，则环仍远离，故选项 AB 错误；闭合环内有磁通量发生改 变，据楞次定律，环内有感应电流产生，由于感应磁场向纸外增加，由楞次定律可知感应电流方向为顺 时针，故选项 C 错误，而选项 D 正确。 2．（2018·黑龙江省鹤岗市第一中学高二 12 月月考）某实验小组 用如图所示的实验装置来验证楞次定律， 当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈并远离而去，该过程中 A．条形磁铁的加速度一直等于重力加速度 B．条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度 C．通过电流表的感应电流方向一直是 b→G→a D．通过电流表的感应电流方向是先 b→G→a，后 a→G→b 【答案】D 【解析】根据楞次定律可知，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈并远离而去的过程中，线圈内产生的 感应电流的对条形磁铁的运动有阻碍作用，即表现为“来拒去留”，可知条形磁铁运动的加速度始终小于 重力加速度，故 AB 错误。当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，穿过线圈的磁通 量向下，且先增加后减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场 先向上后向下，故感应电流先逆时针后顺时针（俯视），即先 b→G→a，后 a→G→b，故 C 错误，D 正 确；故选 D。 【名师点睛】本题是楞次定律的基本应用。对于电磁感应现象中，导体与磁体的作用力也可以根据楞次 定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动。 8 1．在物理 学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类社会的进步，人类社会的进步又促进了物 理学的发展。下列叙述中正确的是 A．电磁感应现象是洛伦兹最先发现的 B．电动机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能 C．楞次最先发现了电流的磁效应 D．法拉第发现了利用磁场产生电流的条件和规律 2．（2018·北京师范大学附属中学高二上学期期末考试）如图所示，足够长通电直导线平放在光滑水平面上 并固定，电流 I 恒定不变。将一个金属环以初速度 v0 沿与导线成一定角度 θ（θ<90 ゜）的方向滑出，此 后关于金属环在水平面内运动的分析，下列判断中正确的是 A．金属环做曲线运动，速度先减小后增大 B．金属环做曲线运动，速度一直减小至 0 后静止 C．金属环做直线运动，速度一直减小至 0 后静止 D．金属环最终做匀速直线运动，运动方向与直导线平行 3．下列实验现象，属于电磁感应现象的是 A．导线通电后，其下方的小磁针偏转 B．通电导线 AB 在在磁场中运动 C．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转 D．通电线圈磁场中转动 4．（2018·江西省金溪县第一中学高二 12 月月考）A 和 B 是两个大小相同的环形线圈，将两线圈平行共轴放 置，如图所示，当线圈 A 中的电流 I1 随时间变化的 I1–t 图象如图所示时，并规定电流方向如图中所示方 向为正方向，则线圈 B 中的电流 I2 随时间 t 变化的图象是 9 A． B． C． D． 5．如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是 A．金属环在下落过程中的机械能守恒 B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量 C．金属环的机械能先减小后增大 D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 6．（2018·广西省融水中学高二上学期段考）图为线圈与灵敏电流计 G 连成的回路，闭合开关后，以下操 作不会使 G 表指针偏转的是 A．磁铁迅速插入线圈 B．磁铁迅速从线圈抽出 C．磁铁在线圈附近迅速移动 D．磁铁在线圈中保持静止不动 7．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场 B 中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线 圈中产生感应电动势的是 A． B． 10 C． D． 8．（2018·浙江省诸暨中学高二上学期期中考）2018 珠海航展已于 2018 年 11 月 6-11 日在珠海国际航 展中 心举行，其中我国歼 10-B 眼镜蛇飞行表演让飞行爱好者赚足了眼球。如图所示是某飞机在珠海从北往 南飞行过程中的一个镜头，当飞机从水平位置飞到竖直位置时，相对于飞行员来说，关于飞机的左右机 翼电势高低的说法中正确的是 A．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞机的左侧机翼电势高 B．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞行的右侧机翼电势高 C．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势高，竖直向上飞行时机翼右侧电势高 D．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势低，竖直向上飞行时机翼的左侧电势高 9．如图所示，闭合圆导线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中 ac、bd 分别是平行、垂直于 磁场方向的两条直径。当线圈做如下运动时，能产生感应电流的是 A．使线圈在纸面内平动 B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动 C．使线圈以 ac 为轴转动 D．使线圈以 bd 为轴转动 10．（2018·福建省福州市闽侯八中高二（上）月考）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，当 PQ 在外力的作用下运动时，MN 在磁场力的作用下向右运动，则 PQ 所做的运 动可能是 11 A．向右 B．向左加速运动 C．向右匀速运动 D．向左减速运动 11．老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动， 老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是 A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动 C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 12．如图所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中 ac、bd 分别是平行、垂直于磁场方向的两直 径。试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流 A．使线圈以 ac 为轴转动 B．使线圈以 bd 为轴稍做转动 C．使线圈在其平面内平动或转动 D．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动 12 13．如图所示，a、b 是平行的金属 导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d 是分别串有电压表和电流表的金属 棒，它们与导轨接触良好，当 c、d 以相同的速度向右运动时，下列说法正确的是 A．两表均无读数 B．两表均有读数 C．电流表有读数，电压表无读数 D．电流表无读数，电压表有读数 14．（2018·山东省东营市胜利第二中学高二上学期第一学段模块考试）如图甲所示，圆形线圈 P 静止在水 平桌面上，其正上方固定一螺线管 Q，P 和 Q 共轴，Q 中的电流 i 随时间 t 变化的规律如图乙所示，取 甲图中电流方向为正方向，P 所受的重力为 G，桌面对 P 的支持力为 FN，则 A．在 t1 时刻，FN>G，P 有收缩的趋势 B．在 t2 时刻，FN＝G，穿过 P 的磁通量不变 C．在 t3 时刻，FN＝G，P 中有感应电流 D．在 t4 时刻，FN>G，P 有收缩的趋势 15．（2018·安徽省定远县民族私立中学高二元月份考试）如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂 直纸面向里。一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面由上向下匀速穿过磁场，则 A．导线框进入磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a 13 B．导线框离开磁场时，感应电流方向为 a→d→c→b→a C．导线框离开磁场过程中，bc 边受到安培力方向水平向左 D．导线框进入磁场过程中，bc 边受到安培力方向水平向左 16．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示，左线圈连着平行导轨 M 和 N，导轨电 阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确 的是 A．当金属棒向右匀速运动时，a 点电势高于 b 点，c 点电势高于 d 点 B．当金属棒向右匀速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点电势低于 d 点 C．当金属棒向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点 电势高于 d 点 D．当金属棒向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，d 点电势高于 c 点 17．（2018·北京师大附中高二下学期期中考试）如图所示，要使 Q 线圈产生图示方向的电流，可采用的方 法有 A．闭合电键 K 瞬间 B．闭合电键 K 后，把 R 的滑动头向左边移动 C．闭合电键 K 后，把 P 中的铁芯从左边抽出 D．闭合电键 K 后，把 Q 远离 P 18．（2018·广东省中山市高二上学期期末考试）如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B 的圆心重合，放在同 一水平面内，线圈 A 中通以如图乙所示的交变电流，设 t=0 时电流沿顺时针方向（图中箭头所示）。下 列说法中正确的是 14 A．t1~t2 时间内，线圈 B 中有顺时针方向的电流 B．t1~t2 时间内，线圈 B 中的感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外 C．0~t2 时间内，线圈 B 中产生感应电流方向始终不变 D．0~t2 时间内，线圈 B 有扩张的趋势 19．如图所示，闭合圆形金属环竖直固定，光滑水平导轨穿过圆环，条形磁铁沿导轨以初速度 v0 向圆环运 动，其轴线穿过圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过圆环的整个过程中，下列说法正确的是 A．金属环先有收缩趋势，后有扩张趋势 B．金属环中的感应电流方向不变 C．磁铁先做减速运动、后做加速运动 D．磁铁先做加速运动，后做减速运动 20．（2018·江苏省七校联盟高二上学期期中联考）如图所示，一水平长直导线 MN 上用非常结实的绝缘细线 悬挂一等腰直角三角形线圈，线圈与直导线在同一竖直平面内，线圈中通以如图所示的恒定电流，下 列说法正确的是 A．在 MN 上通以向左的电流，线圈可能会向上平动 B．在 MN 上通以向右的电流，线圈可能不动，但绝缘细线的拉力小于线圈的重力 C．在 MN 上通以向右的电流，线圈会发生（俯视看）逆时针转动 D．在 MN 上通以向左的电流，线圈肯定不动，但细线上一定有张力 21．如图所示，AOC 是光滑的金属导轨，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，ab 是一根金属棒，立在导轨上， 15 它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中 b 端始终在 OC 上，a 端始终在 OA 上，直到完全落在 OC 上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则 ab 棒在上述过程中 A．感应电流方向是 b→a B．感应电流方向是 a→b C．感应电流方向先是 b→a，后是 a→b D．感应电流方向先是 a→b，后是 b→a 22．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒 MN 在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁 A 的圆形金属环 B 中 A．有感应电流，且 B 被 A 吸引 B．无感应电流 C．可能有，也可能没有感应电流 D．有感应电流，且 B 被 A 排斥 23．（2018·新课标全国Ⅰ卷）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 16 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 24．（2017·新课标全国Ⅰ卷）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 紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 25．（2017·新课标全国Ⅲ卷）如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与 磁场垂直。金属杆 PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路 PQRS，一圆环形金属线框 T 位于回路围成的 区域内，线框与导轨共面。现让金属杆 PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向， 下列说法正确的是 A．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 26．（2016·上海卷）磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁 17 A．向上运 B．向下运动 C．向左运动 D．向右运动 27．（2016·海南卷）如图，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，环的圆心与两导线 距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若 A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．金属环向左侧直导线靠近，则环上 的感应电流方向为逆时针方向 D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 28．（2016·上海卷）如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。 螺线管与导线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的 磁感应强度 B 随时间按图（b）所示规律变化时 A．在 t1~t2 时间内，L 有收缩趋势 B．在 t2~t3 时间内，L 有扩张趋势 C．在 t2~t3 时间内，L 内有逆时针方向的感应电流 D．在 t3~t4 时间内，L 内有顺时针方向的感应电流 29．（2014·新课标全国Ⅰ卷）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的 18 是 A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察 电流表的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表 的变化 1．D【解析】电磁感应现象是法拉第最先发现的，选项 A 错误；发电机是利用电磁感应原理将机械能转化 为电能，选项 B 错误；奥斯特最先发现了电流的磁效应，选项 C 错误； 法拉第发现了利用磁场产生电 流的条件和规律，选项 D 正确；故选 D。 3．C【解析】导线通电后，其下方的小磁针偏转是电流的磁效应，选项 A 错误；通电导线 AB 在在磁场中 运动是电动机原理，不是电磁感应现象，选项 B 错误；金属杆切割磁感线时，产生感应电流，使电流表 指针偏转，是电磁感应现象，选项 C 正确；通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应现象，选项 D 错 误；故选 C。 4．D【解析】开始时，A 中的电流向负方向减小，根据楞次定律可知，在线圈 B 中产生与 A 同向的电流（负 方向），因 A 中电流的变化率减小，则 B 中产生的感应电流减小；然后 A 中的电流变为正向增加，根据 楞次定律可知，B 中产生的感应电流方向与 A 中电流反向（负方向），且由于 A 中电流的变化率减小， 则 B 中的感应电流减小，则图象 D 正确，ABC 错误；故选 D。 5．B【解析】金属环在下落过程中，磁通量发生变化，闭合金属环中产生感应电流，金属环受到磁场力的作 用，机械能不守恒，A 错误；由能量守恒，金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中 产生的电能之和，B 正确；金属环下落的过程中，机械能转变为电能，机械能减少，C 错误；当金属环 下落到磁铁中央位置时，金属环中的磁通量不变，其中无感应电流，和磁铁间无作用力，磁铁所受重力 等于桌面对它的支持力，由牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力等于桌面对磁铁的支持力，等于磁铁的重 力，D 错误。 19 6．D【解析】磁铁迅速插入线圈，或者磁铁迅速从线圈抽出，或者磁铁在线圈附近迅速移动时，穿过线 圈 的磁通量要发生变化，都会产生感应电流，选项 ABC 错误；磁铁在线圈中保持静止不动时，穿过线圈 的磁通量不变，不会产生感应电流，故选项 D 正确；故选 D。 【名师点睛】此题关键是知道产生感应电流的条件，即穿过闭合回路的磁通量发生变化时会产生感应电 流。 7．C【解析】当闭合回路中的磁通量方向时，回路中产生感应电流，A、B、D 中穿过线圈的磁通量始终为 零，不产生感应电动势，C 中磁通量不断变化，故选项 C 正确。 8．D【解析】地磁场在北半球有竖直向下和由南向北的水平分量，水平飞行时， 飞机的两翼切割竖直向下 的磁感线，根据右手定则可知，左侧机翼电势高；竖直向上飞行时，两翼切割水平方向的磁感线，根据 右手定则可知，机翼右侧电势高；故选 D。 9．D【解析】使线圈在纸面内平动，沿垂直纸面方向向纸外平动或以 ac 为轴转动，线圈中的磁通量始 终为零，不变化，无感应电流产生；以 bd 为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流。 所以 D 选项正确。 【名师点睛】本题关键是分析好引起感应电流的磁通量的变化，进而才能分析产生电流的磁通量是由 什么样的运动产生的。 11．B【解析】左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动，选项 AD 错误； 右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动，选项 B 正确，C 错误；故选 B。 【名师点睛】本题难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件，分析清楚图示情景即可正确 解题，即当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中会产生感应电流，感应电流要受到磁场力 的作用而发生转动。#网 12．B【解析】使线圈以ac 为轴转动，线圈与磁场保持平行，穿过线圈平面的磁通量一直为零，没有变化， 所以不产生感应电流，A 错误；当线圈以 bd 为轴转动时，穿过线圈的磁感线条数将发生变化，则磁通 量将发生变化，则线圈有感应电流产生，故 B 正确；由于磁场为匀强磁场，线圈在平面内平动或转动 时，其磁通量始终为零，没有变化，因此不会产生感应电流，C 错误；图示位置线圈与磁场平行，穿过 线圈平面的磁通量为零，使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动时，磁通量保持为零，没有变化，所 以不产生感应电流，D 错误。 20 13．A【解析】当 c、d 以相同速度向右运动时，回路的面积不变，穿过回路的磁通量不变，没有感应电流 产生，则两个电表都无示数，故 A 正确，BCD 错误。 【名师点睛】本题首先要能根据产生感应电流的条件，判断出回路中有无感应电流，其次要掌握电压 表的核心是电流表，没有电流就没有读数。 14．ABC【解析】A、当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈 P 中的磁通量增大，根据 楞次定律可知线圈 P 将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即 ，P 有缩小的 趋势，故 A 正确；B、当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈 P 中的磁通量不变，因此磁铁 线圈中无感应电流产生，故 时刻 ，故 B 正确；C、 时刻螺线管中电流为零，但是线圈 P 中磁 通量是变化的，因此此时线圈 P 中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即 ，故 C 正确；D、当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈 P 中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应 电流产生，故 时刻 ，此时穿过 P 的没有收缩的趋势，故 D 错误。 【名师点睛】本题考查楞次定律的应用，要注意正确理解楞次定律中“阻碍”的含义，注意判断感应电流 的大小看磁通量的变化率而不是看磁通量的大小。 16．D【解析】金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由 a→b，b 点电势高于 a 点，c、d 端不产生感应电动势，c 点与 d 点等势，故 AB 错误；金属棒向右加速 运动时，b 点电势仍高于 a 点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应 电流，由楞次定律可判断电流从 d 点流出，在外电路 d 点电势高于 c 点，故 C 错误，D 正确。 17．AB【解析】闭合电键，在 P 中的磁场从无到有，穿过 P 的磁场也穿过 Q，知 Q 中产生感应电流，根据 楞次定律，左边导线的电流向下，故 A 正确。闭合电键 K 后，把 R 的滑片左移，Q 中的磁场方向从左 向右，且在增加，根据楞次定律，左边导线电流方向向下，故 B 正确。闭合电键 K 后，将 P 中的铁心 从左边抽出，Q 中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故 C 错 误。闭合电键，将 Q 远离 P，Q 中的磁场方向从左向右，且在减弱，根据楞次定律，左边导线的电流 向上，故 D 错误。故选 AB。 18．ACD【解析】A、B 项：在 t1~t2 时间内，由于线圈 A 的逆时针方向电流增大，导致线圈 B 磁通量增大， 感应电流的磁场与它相反，根据安培定则可知，线圈 A 在线圈 B 内部产生磁场方向垂直纸面向外，根 21 据楞次定律可知，线圈 B 感应电流的磁场方向垂直纸面向内，则线圈 B 内有顺时针方向的电流，故 A 正确，B 错误；C、D 项：同理，0~t1 时间内，由于线圈 A 的顺时针方向电流减小，导致线圈 B 磁通量 减小，感应电流的磁场与它相同，根据安培定则可知，线圈 A 在线圈 B 内部产生磁场方向垂直纸面向 时，则线圈 B 内有顺时针方向的电流，故 C 正确；此时线圈 B 的电流方向与线圈 A 电流方向相反，由 异向电流相互排斥，可知线圈间有相互排斥，所以线圈 B 有扩张的趋势，故 D 正确。 【名师点睛】解决本题的关键掌握安培定则、楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感 应电流的磁通量的变化。同时注意 t=0 时电流方向为顺时针，而在 t1~t2 时间内电流方向为逆时针。 19．A【解析】楞次定律的表现是：“来拒去留，增缩减扩”，所以磁铁在穿过环之前，圆环产生的感 应电流对环的作用是缩小的趋势；穿过环之后的短时间内，圆环产生的感应电流对圆环是“扩展” 的作用，故 A 正确；磁铁在穿过环之前，向左的磁通量增加，产生从左向右看顺时针方向的感应 电流；穿过环之后的短时间内，向左的磁通量减小，产生从左向右看逆时针方向的感应电流，故 电流的方向不同，故 B 错误；根据楞次定律的表现：“来拒去留”，所以磁铁在穿过环之前，圆环 产生的感应电流对磁铁是“拒”的作用，即阻碍作用，阻碍磁铁的靠近，故磁铁会减速，穿过环之 后的短时间内，圆环产生的感应电流对磁铁是“留”的作用，也会阻碍磁铁向前运动，故磁铁会减 速。故 CD 错误；故选 A。 【名师点睛】本题为楞次定律的应用，楞次定律的变现是：“来拒去留，增缩减扩”，可根据楞次定律的 表现来判断物体运动状态的变化。 本题应用了转换研究对象法进行分析，要注意明确两电流形成的磁场的分布特点。 21．C【解析】在ab 杆滑动的过程中，△aOb 的面积先增大，后减小，穿过△aOb 磁通量先增大，后减小， 根 据楞次定律可知：感应电流的方向先是由 b→a，后是由 a→b，故 ABD 错误，C 正确。故选 C。 【名师点睛】本题是楞次定律的应用，难点是分析△aOb 的面积变化，尤其要注意到面积在变化的过 程中存在最大值，即在 ab 杆滑动的过程中，△aOb 的面积先增大，后减小，穿过△aOb 磁通量先增大， 后减小，根据楞次定律来判断电流的方向。 22．D【解析】MN 向右加速滑动，根据右手定则，MN 中的电流方向从 N→M，且大小在逐渐变大，根据 22 安培定则知，电磁铁 A 的左端为 N 极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B 环中的感应电流产 生的内部磁场方向向右，B 被 A 排斥，故 D 正确。…网 23．AD【解析】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，选项 A 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，选项 BC 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，选项 D 正确。 24．A【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在 A 图中系统振动时在磁场中的部 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，阻碍系统的振动，故 A 正确；而 BCD 三个图均无此现象，故错误。 【名师点睛】本题不要被题目的情景所干扰，抓住考查的基本规律，即产生感应电流的条件，有感应 电流产生，才会产生阻尼阻碍振动。 25．D【解析】因为 PQ 突然向右运动，由右手定则可知，PQRS 中有沿逆时针方向的感应电流，穿过 T 中 的磁通量减小，由楞次定律可知，T 中有沿顺时针方向的感应电流，D 正确，ABC 错误。 【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解 PQRS 中感应电流 产生的磁场会使 T 中的磁通量变化，又会使 T 中产生感应电流。 27．D【解析】当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选 项 AB 错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺 时针方向的感应电流，故选项 C 错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强， 根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项 D 正确。 【名师点睛】解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向，以及学会根据楞次定律来确定 感应电流的方向。 28．AD【解析】据题意，在 t1~t2 时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加，则在导线框中产 生沿顺时针方向增加的 电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电 流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项 A 正确；在 t2~t3 时间内，外加磁场均 23 匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感 应电流，故选项 BC 错误；在 t3~t4 时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生 沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减小的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，选项 D 正确。*网 【名师点睛】线圈内通有非均匀变化的磁场，导线框内产生变化的电流，该电流激发出变化的磁场， 才可以使圆环产生感应电流；线圈内通有均匀变化的磁场，导线框内产生稳定的电流，该电流激发出 的是稳定的磁场，不会使圆环产生感应电流。