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同步分层精练（四十九） 电磁感应现象 楞次定律
1.(2025·西宁模拟)(多选)在如图所示的电路中,电路甲和电路乙分别用开关S1、S2控制,小灯泡L只要有电流流过就能发光,则下列操作能使小灯泡L发光的是 (　 )
A.保持开关S1闭合,断开开关S2的瞬间
B.保持开关S1闭合,闭合开关S2的瞬间
C.保持开关S2闭合,断开开关S1的瞬间
D.保持开关S2闭合,闭合开关S1的瞬间
2.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 (　 )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1
3.(2025·玉林模拟)如图甲为磁力小车,其内部结构如图乙虚线框内所示,其中A、B是具有单向导电性的发光二极管,与线圈C构成闭合回路。实验前磁力小车静止在水平桌面上(不计一切阻力),现将强磁铁的N极从小车的左边快速靠近小车。关于实验现象,下列说法正确的是 (　 )
A.二极管A、B同时亮 　B.二极管A、B均不亮
C.仅二极管A亮 　D.仅二极管B亮
4.(2024·北京高考)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是 (　 )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
5.如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向如图所示,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上,则 (　 )
A.圆环中产生顺时针方向的感应电流
B.圆环中产生恒定的感应电流
C.圆环有扩张的趋势
D.圆环受到水平向左的摩擦力
6.(2025·长春模拟)如图,电路中红灯与绿灯均为发光二极管,弹簧下端连接一条形磁铁,磁铁沿螺线管轴线上下振动过程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是 (　 )
A.红灯与绿灯交替发光
B.红灯与绿灯亮度不变
C.条形磁铁振幅不变
D.条形磁铁所受合力方向与运动方向始终相反
7.(2025年1月·八省联考四川卷)如图,水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,
纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中ab处于水平位置,框从MN上方由静止释放,框面始终在纸面内,在框落入磁场且ab未到达MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为 (　 )
8.(2025·珠海模拟)(多选)为防止意外发生,游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置,如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图:带有光滑轨道的机械主体,能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场,边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时,被瞬间强制制动,机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速,对缓冲过程,下列说法正确的是 (　 )
A.线圈bc段受到向右的安培力
B.同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C.线圈ab段中电流方向为由b到a
D.若磁场反向,则装置起不到缓冲作用
9.(2025·石家庄调研)1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S及电流计G组成另一个回路。如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是 (　 )
A.闭合开关S的瞬间,G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S后,R的滑片向左移动的过程,G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后,R的滑片向左移动的过程,G中有b→a的感应电流
10.(2025·浙江绍兴模拟)如图所示,右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连,弹簧一端固定在竖直墙面上,当弹簧处于原长时,磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置,撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动,有关这个振动过程,以下说法正确的是 (　 )
A.小灯泡的亮度不会发生变化
B.磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力
C.从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向
D.若忽略摩擦力和空气阻力,磁铁振动的幅度不会减小
11.(2025·太原模拟)(多选)如图所示,光滑水平桌面上放有一根通有恒定电流I的直导线,在导线一侧有一个铜制圆环。将圆环分两次释放,初速度大小均为v0,方向与直导线的夹角均为θ,假设圆环不会与导线相碰,则下列说法正确的是 (　 )
A.两次圆环中感应电流方向相同
B.两次圆环开始时刻受到的安培力方向相反
C.两次圆环的末速度相同
D.两次圆环到达稳定状态所需的时间相同
同步分层精练（四十九） 电磁感应现象 楞次定律
1.(2025·西宁模拟)(多选)在如图所示的电路中,电路甲和电路乙分别用开关S1、S2控制,小灯泡L只要有电流流过就能发光,则下列操作能使小灯泡L发光的是 (　 )
A.保持开关S1闭合,断开开关S2的瞬间
B.保持开关S1闭合,闭合开关S2的瞬间
C.保持开关S2闭合,断开开关S1的瞬间
D.保持开关S2闭合,闭合开关S1的瞬间
解析:选AB　保持开关S1闭合,断开开关S2的瞬间,穿过闭合电路甲的磁通量发生变化,从而产生感应电流,则小灯泡L发光,故A正确;保持开关S1闭合,闭合开关S2的瞬间,穿过闭合电路甲的磁通量发生变化,从而产生感应电流,则小灯泡L发光,故B正确;保持开关S2闭合,断开或闭合开关S1的瞬间,穿过电路甲的磁通量不发生变化,则电路甲中没有感应电流产生,小灯泡L不能发光,故C、D错误。
2.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 (　 )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1
解析:选A　由题图可知,穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ=B·πr2,因此磁通量之比为1∶1,A正确。
3.(2025·玉林模拟)如图甲为磁力小车,其内部结构如图乙虚线框内所示,其中A、B是具有单向导电性的发光二极管,与线圈C构成闭合回路。实验前磁力小车静止在水平桌面上(不计一切阻力),现将强磁铁的N极从小车的左边快速靠近小车。关于实验现象,下列说法正确的是 (　 )
A.二极管A、B同时亮 　B.二极管A、B均不亮
C.仅二极管A亮 　D.仅二极管B亮
解析:选C　当强磁铁的N极从小车的左边快速靠近小车时,根据楞次定律可知,线圈C中产生感应电流,方向沿回路逆时针方向流动,利用二极管的单向导电性可知,电流流过二极管A,因此仅二极管A亮。
4.(2024·北京高考)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是 (　 )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
解析:选B　闭合开关瞬间,穿过线圈P的磁通量突然增大,由楞次定律可知,线圈P中感应电流的磁场方向与线圈M中电流的磁场方向相反,二者相互排斥,故A错误;闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为0,电流表的示数为0,故B正确;断开开关瞬间,穿过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向右,由安培定则可知,流过电流表的感应电流方向由b到a,故C、D错误。
5.如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向如图所示,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上,则 (　 )
A.圆环中产生顺时针方向的感应电流
B.圆环中产生恒定的感应电流
C.圆环有扩张的趋势
D.圆环受到水平向左的摩擦力
解析:选D　直导线中电流方向向上,在右侧产生的磁场方向向里,电流增大,穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向外,则感应电流为逆时针,故A错误;根据题意可知电流只是逐渐增大,而只有直导线通的电流均匀增大时,圆环中的磁通量才均匀变化,从而产生恒定的感应电流,故B错误;穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律的推论“增缩减扩”,可知圆环有收缩的趋势,故C错误;将有逆时针感应电流流过的圆环用微元法截成电流元,上下电流元所受安培力抵消,而对于左右的电流元,由于左侧所处的磁感应强度更大,抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向,由左手定则可知圆环整体所受安培力方向向右,对静止在水平桌面上的圆环受力分析可知,圆环受到水平向左的摩擦力,故D正确。
6.(2025·长春模拟)如图,电路中红灯与绿灯均为发光二极管,弹簧下端连接一条形磁铁,磁铁沿螺线管轴线上下振动过程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是 (　 )
A.红灯与绿灯交替发光
B.红灯与绿灯亮度不变
C.条形磁铁振幅不变
D.条形磁铁所受合力方向与运动方向始终相反
解析:选A　条形磁铁沿螺线管轴线上下振动过程中,由楞次定律以及二极管的导电特点可知,当磁铁向下运动时红灯亮,当磁铁向上运动时绿灯亮,故A正确;条形磁铁上下振动过程中,速度在变化,通过螺线管的磁通量的变化率在变化,感应电流大小在变化,故红灯与绿灯亮度不断变化,故B错误;条形磁铁做阻尼振动,振幅不断减小,故C错误;条形磁铁振动过程中,若速度增大,则所受合力方向与运动方向相同,若速度减小,则所受合力方向与运动方向相反,故D错误。
7.(2025年1月·八省联考四川卷)如图,水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,
纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中ab处于水平位置,框从MN上方由静止释放,框面始终在纸面内,在框落入磁场且ab未到达MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为 (　 )
解析:选C　由楞次定律“增反减同”可知回路框中的感应电流方向为逆时针方向,根据左手定则可知左侧可形变的导体棒所受安培力斜向右上方,右侧可形变的导体棒所受安培力斜向左上方,故选C。
8.(2025·珠海模拟)(多选)为防止意外发生,游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置,如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图:带有光滑轨道的机械主体,能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场,边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时,被瞬间强制制动,机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速,对缓冲过程,下列说法正确的是 (　 )
A.线圈bc段受到向右的安培力
B.同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C.线圈ab段中电流方向为由b到a
D.若磁场反向,则装置起不到缓冲作用
解析:选BC　缓冲过程中,线圈bc段切割磁感线,根据右手定则,感应电流方向为c到b,线圈bc段受到向左的安培力作用,A错误;感应电流方向为c到b,b端的电势高于c端的电势,线圈ab段中电流方向为由b到a,B、C正确;磁场反向时,感应电流方向反向,线圈bc段受到的安培力方向仍然向左,仍起到缓冲作用,D错误。
9.(2025·石家庄调研)1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S及电流计G组成另一个回路。如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是 (　 )
A.闭合开关S的瞬间,G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S后,R的滑片向左移动的过程,G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后,R的滑片向左移动的过程,G中有b→a的感应电流
解析:选D　在滑动变阻器的滑片不动的情况下,线圈A中通过的是恒定电流,产生的磁场是恒定的,所以线圈B中不产生感应电流,A、B错误;在向左移动滑动变阻器的滑片的过程中,线圈A中电流减小,即线圈B处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可知,电流计中的电流从b到a,故C错误,D正确。
10.(2025·浙江绍兴模拟)如图所示,右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连,弹簧一端固定在竖直墙面上,当弹簧处于原长时,磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置,撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动,有关这个振动过程,以下说法正确的是 (　 )
A.小灯泡的亮度不会发生变化
B.磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力
C.从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向
D.若忽略摩擦力和空气阻力,磁铁振动的幅度不会减小
解析:选B　以磁铁的S极接近线圈过程分析,速度增大,且接近线圈时磁感应强度增大,则穿过线圈的磁通量变化率增大,感应电流增大,小灯泡会变亮,故A错误;根据楞次定律的推论“来拒去留”可知磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力,故B正确;当磁铁的S极接近线圈时,根据楞次定律可知线圈中的电流沿逆时针方向(从左往右看),当磁铁的S极向右运动远离线圈时,根据楞次定律可知,线圈中的电流沿顺时针方向(从左往右看),故C错误;若忽略摩擦力和空气阻力,磁铁的振幅也会越来越小,因为弹簧和磁铁的机械能逐渐转化为焦耳热,故D错误。
11.(2025·太原模拟)(多选)如图所示,光滑水平桌面上放有一根通有恒定电流I的直导线,在导线一侧有一个铜制圆环。将圆环分两次释放,初速度大小均为v0,方向与直导线的夹角均为θ,假设圆环不会与导线相碰,则下列说法正确的是 (　 )
A.两次圆环中感应电流方向相同
B.两次圆环开始时刻受到的安培力方向相反
C.两次圆环的末速度相同
D.两次圆环到达稳定状态所需的时间相同
解析:选BC　根据安培定则,导线中电流在上侧产生的磁场方向垂直于纸面向外,当圆环斜向右上方运动时,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律,圆环中感应电流沿逆时针方向,当圆环斜向右下方运动时,穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律,圆环中感应电流沿顺时针方向,可知,两次圆环中感应电流方向相反,故A错误;在圆环上截取左右对称的两个微元,根据对称性与左手定则,两个微元所受安培力在水平方向的分力大小相等,方向相反,即圆环水平方向合力为0,在圆环上截取上下对称的两个微元,根据对称性与左手定则,两个微元所受安培力在竖直方向的分力方向相反,由于距离导线越远,磁感应强度越小,则在竖直方向上,两个微元中下侧的微元所受安培力竖直方向的分力大一些,即圆环整体所受安培力方向与下侧微元所受安培力竖直方向的分力方向一致,结合上述感应电流的方向,利用左手定则,可以判定下侧的微元所受安培力竖直方向的分力一个竖直向下,一个竖直向上,即两次圆环开始时刻受到的安培力方向相反,故B正确;结合上述可知,在圆环所受安培力作用下,圆环在竖直方向做减速运动,当竖直分速度减为0时,圆环向右做匀速直线运动,穿过圆环的磁通量不再发生变化,之后圆环中没有感应电流,可知,最终圆环的速度均为v0cos θ,故C正确;结合上述,圆环在竖直方向做减速运动,由于距离导线越远,磁感应强度越小,则圆环斜向右下方运动时,所受安培力大一些,即此时竖直方向减速过程的加速度大一些,可知,斜向右下方运动至稳定状态所用时间短一些,故D错误。
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