高考物理专题1.楞次定律（解析版）

高考物理《电磁感应》常用模型最新模拟题精练专题1.楞次定律一．选择题1.（2023湖北五校联盟高二期中）4．如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极向下。将磁铁托起到某一高度（弹簧处于压缩状态）后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环（如右图所示），仍将磁铁托起到同一高度后放开，磁铁就会很快地停下来。针对这个现象下列解释正确的是（）A．磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒B．若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长C．磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流D．金属圆环的制作材料一定不是铝，因为磁铁对铝不会产生力的作用【参考答案】C【名师解析】在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环，磁铁上下振动，在闭合金属圆环中产生感应电流，磁铁和弹簧组成的系统机械能减小，选项A错误C正确；若磁铁的S极向下，磁铁振动时间相同，金属圆环的制作材料可以是任何导体材料，选项BD错误。2.（2022河南三市一模）如图所示，在长直通电导线MN附近有一个矩形闭合金属线圈ABCD，圈与导线放在光滑绝缘水平面上，且导线MN固定。下列说法正确的为（ ）A.若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，则线圈的CD边受到向右的安培力B.若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，则线圈ABCD会向右运动C.如果MN中通有从N流向M的恒定电流，发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流，原因是线圈可能向左运动了D.如果MN中通有从N流向M的恒定电流，且让线圈向右运动，则线圈有收缩趋势【参考答案】BC【名师解析】若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，且逐渐变大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A，根据左手定则可知，CD边受到向左的安培力，AB边受向右的安培力，越靠近导线磁场越强，则线圈ABCD受到的向右的力大于向左的力，则线圈ABCD会向右运动，故A错误B正确；如果MN中通有从N流向M的恒定电流，发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流，根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增加，当线圈向左运动，磁通量增加，故C正确；如果MN中通有从N流向M的恒定电流，且让线圈向右运动，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈有扩张的趋势，故D错误。3.（2022江苏第二次百校大联考）电磁阻尼在很多领域都有应用,如图装置可以体现电磁阻尼的原理。条形磁铁挂在轻弹簧下端,磁铁穿过固定的水平闭合金属环。向下拉动磁铁,放手后磁铁的运动会很快停下,下列说法正确的是A.磁铁中央通过线圈平面时,线圈中感应电流最大B.磁铁向下运动时,线圈受到的安培力方向一定向上C.磁铁向上运动且弹簧处于原长时,磁铁的加速度一定不小于gD.磁铁向下运动且弹簧处于原长时,磁铁的加速度一定不小于g【参考答案】C【名师解析】磁铁中央通过线圈平面时,磁通量的变化率最小,产生的感应电流最小,A错;由楞次定律和牛顿第三定律可知,磁铁受到的磁场力总阻碍磁铁的运动,所以磁铁向下运动时,受到的磁场力向上,线圈受到的磁场力向下,B、D错。所以选C。4．(2022北京石景山一模)安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极。闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路闭合的瞬间（ ）A.从右侧看，铜环中有逆时针的感应电流B.从右侧看，铜环中有顺时针的感应电流C.铜环仍保持不动D.铜环会远离磁铁【参考答案】A【名师解析】．根据楞次定律，当接通开关瞬间时，导致穿过线圈的磁通量向左增大，则从右侧看，线圈的感应电流逆时针，故A正确，B错误；当线圈中有逆时针方向的电流时，可等效为右侧为N极的磁体，则当处于左侧是S极的条形磁铁的磁场中，铜环会靠近磁铁，故CD错误；5.（2021广州一模）正方形金属线框abcd如图靠墙放置，空间中存在竖直向上的匀强磁场。在外力作用下ab边贴着墙面向下运动，cd边贴着水平面向左运动，此过程中线框的A.磁通量增加B.磁通量减小C.感应电流方向为abcdaD.感应电流方向为adcba【参考答案】AD【命题思路】本题考查磁通量、楞次定律及其相关知识点。【解题思路】在外力作用下ab边贴着墙面向下运动，cd边贴着水平面向左运动，此过程中线框的磁通量增加，由楞次定律可判断出感应电流方向为adcba，选项AD正确。PQ+-APQ+-BvvPQ+-C+-DPQvv6．（2021北京海淀一模）线圈绕制在圆柱形铁芯上，通过导线与电流计连接组成闭合回路。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转，在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是【参考答案】 A【名师解析】竖直条形磁铁靠近线圈，线圈中磁通量增大，由楞次定律可判断出产生感应电流，电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转，选项A正确B错误；水平条形磁铁靠近线圈，线圈中磁通量不变，不产生感应电流，选项CD错误。7.（2022山东聊城重点高中质检）圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，且处于水平向右的匀强磁场中，两块铜片、分别与铜轴和铜盘的边缘接触，原线圈与副线圈共用一根铁芯。当电流从灵敏电流计G的左端接线柱流入时，指针就会向右偏转，反之左偏。当铜盘按图示箭头方向转动时，下列说法正确的是（ ）A.铜片处的电势高于铜片处的电势B.铜盘匀速转动时，电流计G的指针向左偏转C.铜盘加速转动时，电流计G的指针向右偏转D.铜盘减速转动时，电流计G的指针向右偏转【参考答案】D【名师解析】从左向右看，铜盘沿顺时针方向转动，由右手定则可知内部电流从铜片C流向铜片D，所以铜片D处的电势高于铜片C处的电势，A错误；铜盘按图示方向匀速转动，会在原线圈M中产生大小、方向均不变的恒定电流，与之同一铁芯的副线圈N中磁通量没有变化，故不产生感应电流，电流计G的指针不偏转，B错误；铜盘切割磁感线产生的感应电动势为铜盘按图示方向加速转动时，电动势方向不变，大小增大，与之相连的原线圈M中的电流增大，根据楞次定律可知副线圈N中产生逆时针方向的感应电流（俯视看），电流从灵敏电流计G的右端接线柱流入，故电流计G的指针向左偏转，C错误；．铜盘切割磁感线产生的感应电动势为铜盘按图示方向减速转动时，电动势方向不变，大小减小，与之相连的原线圈M中的电流减小，根据楞次定律可知副线圈N中产生顺时针方向的感应电流（俯视看），电流从灵敏电流计G的左端接线柱流入，故电流计G的指针向右偏转，D正确。8.如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷。在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上，现让橡胶盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是( )A．铝环N有沿顺时针方向的感应电流B．铝环N有扩大的趋势C．橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下D．橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上【参考答案】 D【名师解析】橡胶盘M由静止开始绕其轴线O1O2按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，又因为橡胶圆盘带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过环N的磁通量向下且增大，根据楞次定律知环N的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以，橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上，故D正确，B、C错误。依据楞次定律可知，穿过环N的磁通量向下且增大，因此环N有沿逆时针方向的感应电流，故A错误。9..如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m，电荷量为q，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增大，则( )A．小球速度变大B．小球速度变小C．小球速度不变D．以上三种情况都有可能【参考答案】 A【名师解析】磁感应强度竖直向上，B随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相同，小球做加速运动，速度逐渐增加，故A正确，B、C、D错误。10（2020广东肇庆二模）小李同学在探究电磁感应现象和楞次定律时，进行了如下实验：如图所示，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃上，玻璃正下方有两块完全相同的蹄形磁铁，磁铁四个磁极之间的距离相等．当两块磁铁匀速向右通过玻璃正下方时，玻璃上的线圈始终保持不动，关于线圈所受摩擦力的方向，下列说法正确的是A．先向左，后向右B．先向左，后向右，再向左C．一直向右D．一直向左【参考答案】D【名师解析】当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原来磁场的方向相反，两个磁场产生相互排斥的作用力；当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同，两个磁场产生相互吸引的作用力，所以感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动。 当磁铁匀速向右通过线圈时，磁极靠近线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的安培力，那么磁极给线圈向右的安培力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力。当磁极离开线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的安培力，那么磁极给线圈向右的安培力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力。所以整个过程线圈所受的摩擦力一直向左，故ABC错误，D正确； 【关键点拨】根据楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，我们可以这样理解：感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动。分析线圈所受的安培力方向，确定其运动趋势，判断摩擦力方向。本题根据楞次定律：感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动，分析线圈所受的安培力方向是本题的解题关键。11(2020·广州高二检测)如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根初速度为零、质量均为m的导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路。一质量为M的条形磁铁从a处由静止下落,当下落到b处时,磁铁的速度为v0,两个导体棒的速度均为v。重力加速度设为g,a、b之间的高度为h,不计空气阻力,在磁铁自a到b的下落过程中,以下说法不正确的是 ( )A.因为P、Q中的感应电流方向相反,故P、Q之间的安培力为斥力,P、Q将相互远离B.P、Q受到的安培力竖直向下C.回路中产生的热为Mgh-(mv2+Mv2)D.回路中的磁通量一直在增加【参考答案】 ABC【名师解析】磁铁靠近回路,回路磁通量增大,根据楞次定律,导体棒阻碍磁通量增加,所以面积会减小,所以P、Q相互靠近,导体棒在安培力作用下运动,所以安培力沿水平方向,A、B错误。根据能量守恒有:Mgh=M+·2m·v2+Q,解得:Q=Mgh-(M+mv2),C错误。相互靠近过程中,回路磁感应强度增大,磁通量增大,D正确。12.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内能直接转化为电能。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A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【参考答案】 D【名师解析】合金材料加热后成为强磁体，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，才能阻碍磁通量的增加，选项C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，选项A、B错误。13.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看