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2012~2021十年高考匯編·專題23 電磁感應現象的理解與應用（解析版）.doc
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專題23 電磁感應現象的理解與應用
（2012-2021）
目錄

題型一、電磁感應中的動力學及能量問題的簡單應用 1
題型二、有效長度、楞次定律與法拉第電磁感應定律的簡單應用 4
題型三、電磁感應中的圖像類問題 16
題型四、互感與自感現象的考查 19

題型一、電磁感應中的動力學及能量問題的簡單應用
1.（2021全國甲）由相同材料的導線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質量相等，但所用導線的橫截面積不同，甲線圈的匝數是乙的2倍。現兩線圈在豎直平面內從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁場區域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，可能出現的是（　　）

A. 甲和乙都加速運動
B. 甲和乙都減速運動
C. 甲加速運動，乙減速運動
D. 甲減速運動，乙加速運動
【答案】AB
【解析】設線圈到磁場的高度為h，線圈的邊長為l，則線圈下邊剛進入磁場時，有

感應電動勢為

兩線圈材料相等（設密度為 ），質量相同（設為 ），則

設材料的電阻率為 ，則線圈電阻

感應電流為

安培力為

由牛頓第二定律有

聯立解得

加速度和線圈的匝數、橫截面積無關，則甲和乙進入磁場時，具有相同的加速度。當 時，甲和乙都加速運動，當 時，甲和乙都減速運動，當 時都勻速。
故選AB。
2.（2020山東）如圖所示，平面直角坐標系的第一和第二象限分別存在磁感應強度大小相等、方向相反且垂直于坐標平面的勻強磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內的剛性導體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運動（不發生轉動）。從圖示位置開始計時，4s末bc邊剛好進入磁場。在此過程中，導體框內感應電流的大小為I， ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時間t的關系圖像，可能正確的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】AB．因為4s末bc邊剛好進入磁場，可知線框的速度每秒運動一個方格，故在0~1s內只有ae邊切割磁場，設方格邊長為L，根據


可知電流恒定；2s末時線框在第二象限長度最長，此時有


可知

2~4s線框有一部分進入第一象限，電流減小，在4s末同理可得

綜上分析可知A錯誤，B正確；
CD．根據

可知在0~1s內ab邊所受 安培力線性增加；1s末安培力為

在2s末可得安培力為

所以有 ；由圖像可知C正確，D錯誤。
故選BC。

題型二、有效長度、楞次定律與法拉第電磁感應定律的簡單應用
3.（2021廣東）如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌 和 ， 與 平行， 是以O為圓心的圓弧導軌，圓弧 左側和扇形 內有方向如圖的勻強磁場，金屬桿 的O端與e點用導線相接，P端與圓弧 接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿 靜止在平行導軌上，若桿 繞O點在勻強磁場區內從b到c勻速轉動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（　　）

A. 桿 產生的感應電動勢恒定
B. 桿 受到的安培力不變
C. 桿 做勻加速直線運動
D. 桿 中的電流逐漸減小
【答案】AD
【解析】A．OP轉動切割磁感線產生的感應電動勢為

因為OP勻速轉動，所以桿OP產生的感應電動勢恒定，故A正確；
BCD．桿OP勻速轉動產生的感應電動勢產生的感應電流由M到N通過MN棒，由左手定則可知，MN棒會向左運動，MN棒運動會切割磁感線，產生電動勢與原來電流方向相反，讓回路電流減小，MN棒所受合力為安培力，電流減小，安培力會減小，加速度減小，故D正確，BC錯誤。
故選AD。
4.（2020全國3）如圖，一邊長為l0的正方形金屬框abcd固定在水平面內，空間存在方向垂直于水平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場。一長度大于 的均勻導體棒以速率v自左向右在金屬框上勻速滑過，滑動過程中導體棒始終與ac垂直且中點位于ac上，導體棒與金屬框接觸良好。已知導體棒單位長度的電阻為r，金屬框電阻可忽略。將導體棒與a點之間的距離記為x，求導體棒所受安培力的大小隨x（ ）變化的關系式。

【答案】
【解析】當導體棒與金屬框接觸的兩點間棒的長度為l時，由法第電磁感應定律可知導體棒上感應電動勢的大小為

由歐姆定律可知流過導體棒的感應電流為

式中R為這一段導體棒的電阻。按題意有

此時導體棒所受安培力大小為

由題設和幾何關系有

聯立各式得

5.（2020全國3）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環。圓環初始時靜止。將圖中開關S由斷開狀態撥至連接狀態，電路接通的瞬間，可觀察到（　　）

A. 撥至M端或N端，圓環都向左運動
B. 撥至M端或N端，圓環都向右運動
C. 撥至M端時圓環向左運動，撥至N端時向右運動
D. 撥至M端時圓環向右運動，撥至N端時向左運動
【答案】B
【解析】無論開關S撥至哪一端，當把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電流在線圈軸線上的磁場從無到有，從而引起穿過圓環的磁通量突然增大，根據楞次定律（增反減同），右邊圓環中產生了與左邊線圈中方向相反的電流，異向電流相互排斥，所以無論哪種情況，圓環均向右運動。
故選B。
6.（2020全國2）管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所示，圓管通過一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產生的交變磁場使圓管中產生交變電流，電流產生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學規律的發現者為（　　）

A. 庫侖 B. 霍爾 C. 洛倫茲 D. 法拉第
【答案】D
【解析】由題意可知，圓管為金屬導體，導體內部自成閉合回路，且有電阻，當周圍的線圈中產生出交變磁場時，就會在導體內部感應出渦電流，電流通過電阻要發熱。該過程利用原理的是電磁感應現象，其發現者為法拉第。故選D。
7.（2020江蘇）如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度 和 大小相等、方向相反。金屬圓環的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環中產生順時針方向感應電流的是（　　）

A. 同時增大 減小
B. 同時減小 增大
C. 同時以相同的變化率增大 和
D. 同時以相同的變化率減小 和
【答案】B
【解析】AB．產生順時針方向的感應電流則感應磁場的方向垂直紙面向里。由楞次定律可知，圓環中的凈磁通量變化為向里磁通量減少或者向外的磁通量增多，A錯誤，B正確。
CD．同時以相同的變化率增大B1和B2，或同時以相同的變化率較小B1和B2，兩個磁場的磁通量總保持大小相同，所以總磁通量為0，不會產生感應電流，CD 錯誤。
故選B。
8.（2020北京）.如圖甲所示， 匝的線圈（圖中只畫了2匝），電阻 ，其兩端與一個 的電阻相連，線圈內有指向紙內方向的磁場。線圈中的磁通量按圖乙所示規律變化。
(1)判斷通過電阻 的電流方向；
(2)求線圈產生的感應電動勢 ；
(3)求電阻 兩端的電壓 。

【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】(1)根據圖像可知，線圈中垂直于紙面向里的磁場增大，為了阻礙線圈中磁通量的增大，根據楞次定律可知線圈中感應電流產生的磁場垂直于紙面向外，根據安培定則可知線圈中的感應電流為逆時針方向，所通過電阻 的電流方向為 。
(2)根據法拉第電磁感應定律

(3)電阻 兩端的電壓為路端電壓，根據分壓規律可知

9.（2019全國1）空間存在一方向與直面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環固定在紙面內，圓心O在MN上。t=0時磁感應強度的方向如圖（a）所示：磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖（b）所示，則在t=0到t=t1的時間間隔內（ ）

A. 圓環所受安培力的方向始終不變
B. 圓環中的感應電流始終沿順時針方向
C. 圓環中 感應電流大小為
D. 圓環中的感應電動勢大小為
【答案】BC
【解析】AB、根據B-t圖象，由楞次定律可知，線圈中感應電流方向一直為順時針，但在t0時刻，磁場的方向發生變化，故安培力方向 的方向在t0時刻發生變化，則A錯誤，B正確；
CD、由閉合電路歐姆定律得： ，又根據法拉第電磁感應定律得： ，又根據電阻定律得： ，聯立得： ，則C正確，D錯誤。故本題選BC
10.（2018全國3）如圖（a），在同一平面內固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側。導線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規定從Q到P為電流的正方向。導線框R中的感應電動勢（ ）

A. 在 時為零
B. 在 時改變方向
C. 在 時最大，且沿順時針方向
D. 在 時最大，且沿順時針方向
【答案】：AC
【解析】：由圖（b）可知，導線PQ中電流在t=T/4時達到最大值，變化率為零，導線框R中磁通量變化率為零，根據法拉第電磁感應定律，在t=T/4時導線框中產生的感應電動勢為零，選項A正確；在t=T/2時，導線PQ中電流圖象斜率方向不變，導致導線框R中磁通量變化率的正負不變，根據楞次定律，所以在t=T/2時，導線框中產生的感應電動勢方向不變，選項B錯誤；由于在t=T/2時，導線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導致導線框R中磁通量變化率最大， 根據法拉第電磁感應定律，在t=T/2時導線框中產生的感應電動勢最大，由楞次定律可判斷出感應電動勢的方向為順時針方向，選項C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時感應電動勢的方向為逆時針方向，選項D錯誤。
11.（2017全國1）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向對稱地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（ ）


【答案】A
【解析】：底盤上的紫銅薄板出現擾動時，其擾動方向不確定，在選項C這種情況下，紫銅薄板出現上下或左右擾動時，穿過薄板的磁通量難以改變，不能發生電磁感應現象，沒有阻尼效應；在選項B、D這兩種情況下，紫銅薄板出現上下擾動時，也沒有發生電磁阻尼現象；選項A這種情況下，不管紫銅薄板出現上下或左右擾動時，都發生電磁感應現象，產生電磁阻尼效應，選項A正確。
12.（2017全國2）兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖（b）所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是（ ）

A．磁感應強度的大小為0.5 T
B．導線框運動速度的大小為0.5 m/s
C．磁感應強度的方向垂直于紙面向外
D．在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內，導線框所受的安培力大小為0.1 N
【答案】BC
【解析】由E–t圖象可知，線框經過0.2 s全部進入磁場，則速度 ，選項B正確；E=0.01 V，根據E=BLv可知，B=0.2 T，選項A錯誤；根據楞次定律可知，磁感應強度的方向垂直于紙面向外，選項C正確；在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內，導線框中的感應電流 ，所受的安培力大小為F=BIL=0.04 N，選項D錯誤；故選BC。
13.（2017全國3）如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環形金屬線框T位于回路圍成的區域內，線框與導軌共面。現讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是（ ）

A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向
B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向
C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向
D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向
【答案】D
【解析】：因為PQ突然向右運動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應電流，穿過T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應電流，D正確，ABC錯誤。
14.（2012全國2）如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產生感應電流。現使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率 的大小應為（ ）

A. B. C. D.
【答案】：C
【解析】：產生同樣大小的電流，就要產生同樣大小的感應電動勢，線框轉動時，可以理解為是半徑在轉動切割，感應電動勢的大小可以表達為 ，而磁場變化時產生的感應電動勢大小為 ,E1=E2，聯立即可求得C選項正確
15.（2014全國1）在法拉第時代，下列驗證“由磁產生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是(　　)
A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化
B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化
C．將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化
D．繞在同一鐵環上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化
【答案】D
【解析】：產生感應電流的條件是：只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中就會產生感應電流．本題中的A、B選項都不會使電路中的磁通量發生變化，不滿足產生感應電流的條件，故不正確．C選項雖然在插入條形磁鐵瞬間電路中的磁通量發生變化，但是當人到相鄰房間時，電路已達到穩定狀態，電路中的磁通量不再發生變化，故觀察不到感應電流．在給線圈通電、斷電瞬間，會引起閉合電路磁通量的變化，產生感應電流，因此D選項正確．
16.（2014·江蘇卷）如圖所示，一正方形線圈的匝數為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中．在Δt時間內，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產生的感應電動勢為(　　)　　　

A.Ba22Δt B.nBa22Δt C.nBa2Δt D.2nBa2Δt
【答案】B　
【解析】： 根據法拉第電磁感應定律知E＝nΔΦΔt＝nΔB·SΔt，這里的S指的是線圈在磁場中的有效面積，即S＝a22，故E＝n（2B－B）SΔt＝nBa22Δt，因此B項正確．
17.（2014·山東） 如圖所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內，通有恒定電流的長直絕緣導線垂直并緊靠軌道固定，導體棒與軌道垂直且接觸良好，在向右勻速通過M、N兩區的過程中，導體棒所受安培力分別用FM、FN表示．不計軌道電阻．以下敘述正確的是(　　)

A．FM向右 B．FN向左 C．FM逐漸增大 D．FN逐漸減小
【答案】BCD　
【解析】：根據安培定則可判斷出，通電導線在M區產生豎直向上的磁場，在N區產生豎直向下的磁場．當導體棒勻速通過M區時，由楞次定律可知導體棒受到的安培力向左．當導體棒勻速通過N區時，由楞次定律可知導體棒受到的安培力也向左．選項B正確．設導體棒的電阻為r，軌道的寬度為L，導體棒產生的感應電流為I′，則導體棒受到的安培力F安＝BI′L＝BBLvR＋rL＝B2L2vR＋r，在導體棒從左到右勻速通過M區時，磁場由弱到強，所以FM逐漸增大；在導體棒從左到右勻速通過N區時，磁場由強到弱，所以FN逐漸減小．選項C、D正確．
18．（2014·四川） 如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小．質量為0.2 kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1 m的正方形，其有效電阻為0.1 Ω.此時在整個空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化規律是B＝(0.4－0.2t) T，圖示磁場方向為正方向．框、擋板和桿不計形變．則(　　)

A．t＝1 s時，金屬桿中感應電流方向從C到D
B．t＝3 s時，金屬桿中感應電流方向從D到C
C．t＝1 s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 N
D．t＝3 s時，金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2 N
【答案】AC　
【解析】 由于B＝(0.4－0.2 t) T，在t＝1 s時穿過平面的磁通量向下并減少，則根據楞次定律可以判斷，金屬桿中感應電流方向從C到D，A正確．在t＝3 s時穿過平面的磁通量向上并增加，則根據楞次定律可以判斷，金屬桿中感應電流方向仍然是從C到D，B錯誤．由法拉第電磁感應定律得E＝ΔΦΔt＝ΔBΔtSsin 30°＝0.1 V，由閉合電路的歐姆定律得電路電流I＝ER＝1 A，在t＝1 s時，B＝0.2 T，方向斜向下，電流方向從C到D，金屬桿對擋板P的壓力水平向右，大小為FP＝BILsin 30°＝0.1 N，C正確．同理，在t＝3 s時，金屬桿對擋板H的壓力水平向左，大小為FH＝BILsin 30°＝0.1 N，D錯誤．
19.（2014·安徽卷）英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發感生電場．如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環水平放置，環內存在豎直向上的勻強磁場B，環上套一帶電荷量為＋q的小球．已知磁感應強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是(　　)


A．0 B.12r2qk C．2πr2qk D．πr2qk
【答案】：D
【解析】： 本題考查電磁感應、動能定理等知識點，考查對“變化的磁場產生電場”的理解能力與推理能力．由法拉第電磁感應定律可知，沿圓環一周的感生電動勢E感＝ΔΦΔt＝ΔBΔt·S＝k·πr2，電荷環繞一周，受環形電場的加速作用，應用動能定理可得W＝qE感＝πr2qk.選項D正確。
20.(2014·全國卷)很多相同的絕緣銅圓環沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒．一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊．讓條形磁鐵從靜止開始下落．條形磁鐵在圓筒中的運動速率(　　)
A．均勻增大
B．先增大，后減小
C．逐漸增大，趨于不變
D．先增大，再減小，最后不變
【答案】C　
【解析】： 本題考查楞次定律、法拉第電磁感應定律．豎直圓筒相當于閉合電路，磁鐵穿過閉合電路，產生感應電流，根據楞次定律，磁鐵受到向上的阻礙磁鐵運動的安培力，開始時磁鐵的速度小，產生的感應電流也小，安培力也小，磁鐵加速運動，隨著速度的增大，產生的感應電流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的時候，磁鐵勻速運動．所以C正確．
21.（2014·江蘇）如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現接通交流電源，過了幾分鐘，杯內的水沸騰起來．若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有(　　)
A．增加線圈的匝數 B．提高交流電源的頻率
C．將金屬杯換為瓷杯 D．取走線圈中的鐵芯

【答案】AB
【解析】根據法拉第電磁感應定律E＝nΔΦΔt知，增加線圈的匝數n，提高交流電源的頻率即縮短交流電源的周期(相當于減小Δt)，這兩種方法都能使感應電動勢增大故選項A、B正確．將金屬杯換為瓷杯，則沒有閉合電路，也就沒有感應電流；取走線圈中的鐵芯，則使線圈中的磁場大大減弱，則磁通量的變化率減小．感應電動勢減小．故選項C、D錯誤．
題型三、電磁感應中的圖像類問題
22.（2019全國2）如圖，兩條光滑平行金屬導軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導軌電阻忽略不計。虛線ab、cd均與導軌垂直，在ab與cd之間的區域存在垂直于導軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場開始計時，到MN離開磁場區域為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖像可能正確的是（ ）

A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】：由于PQ進入磁場時加速度為零，AB．若PQ出磁場時MN仍然沒有進入磁場，則PQ出磁場后至MN進入磁場的這段時間，由于磁通量φ不變，無感應電流。由于PQ、MN同一位置釋放，故MN進入磁場時與PQ進入磁場時的速度相同，所以電流大小也應該相同，A正確B錯誤；CD．若PQ出磁場前MN已經進入磁場，由于磁通量φ不變，PQ、MN均加速運動，PQ出磁場后，MN由于加速故電流比PQ進入磁場時電流大，故C正確D錯誤；
23.（2019全國2）如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上。t=0時，棒ab以初速度v0向右滑動。運動過程中，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是（ ）

A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】：ab棒向右運動，切割磁感線產生感應電流，則受到向左的安培力，從而向左做減速運動，；金屬棒cd受向右的安培力作用而做加速運動，隨著兩棒的速度差的減小安培力減小，加速度減小，當兩棒速度相等時，感應電流為零，最終兩棒共速，一起做勻速運動，故最終電路中電流為0，故AC正確，BD錯誤。
24.（2012全國2）如圖，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內，線框在長直導線右側，且其長邊與長直導線平行。已知在t=0到t=t1的時間間隔內，直導線中電流i發生某種變化，而線框中感應電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是（ ）


【答案】：C
【解析】：由題可得，線框中感應電流沿順時針方向，由安培定則可知，感應電流的磁場垂直于紙面向里；由楞次定律可得：如果原磁場增強時，原磁場方向應垂直于紙面向外，由安培定則可知，導線電流方向應該向下，為負的，且電流越來越大；
由楞次定律可知：如果原磁場方向垂直于紙面向里，則原磁場減弱，直線電流變小，由安培定則可知，直線電流應豎直向上，是正的；
A、圖示電流使線框中的感應電流沿順時針方向，但線框在水平方向受到的合力始終水平向左，故A錯誤；
B、圖示電流使線框中產生的感應電流沿逆時針方向，故B錯誤；
C、由圖示可知，直線電流按A所示變化，感應電流始終沿順時針方向，由楞次定律可知，在i大于零時，為阻礙磁通量的減小，線框受到的合力水平向左，在i小于零時，為阻礙磁通量的增加，線框受到的合力水平向右，故C正確；
D、圖示電流不能使線框中的感應電流始終沿順時針方向，故D錯誤；故選：C．
25.(2013.山東)將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面（紙面）內，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中。回路的圓形區域內有垂直紙面的磁場Ⅱ，以向里為磁場Ⅱ的正方向，其磁感應強度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖像是（ ）



【答案】：B
【解析】：分析一個周期內的情況：在前半個周期內，磁感應強度均勻變化，磁感應強度B的變化度一定，由法拉第電磁感應定律得知，圓形線圈中產生恒定的感應電動勢恒定不變，則感應電流恒定不變，ab邊在磁場中所受的安培力也恒定不變，由楞次定律可知，圓形線圈中產生的感應電流方向為順時針方向，通過ab的電流方向從b→a，由左手定則判斷得知，ab所受的安培力方向水平向左，為負值；同理可知，在后半個周期內，安培力大小恒定不變，方向水平向右．故B正確．

題型四、互感與自感現象的考查
26.（2017年北京）圖1和圖2是教材中演示自感現象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是 （ ）

A．圖1中，A1與L1的電阻值相同
B．圖1中，閉合S1，電路穩定后，A1中電流大于L1中電流
C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同
D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等
【答案】C
【解析】斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，由于線圈L1的自感，通過L1的電流逐漸減小，且通過A1，即自感電流會大于原來通過A1的電流，說明閉合S1，電路穩定時，通過A1的電流小于通過L1的電流，L1的電阻小于A1的電阻，AB錯誤；閉合S2，電路穩定時，A2與A3的亮度相同，說明兩支路的電流相同，因此變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；閉合開關S2，A2逐漸變亮，而A3立即變亮，說明L2中電流與變阻器R中電流不相等，D錯誤。
27.（2018全國1）如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態。下列說法正確的是（ ）

A. 開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動
B. 開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C. 開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D. 開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動
【答案】AD
【解析】：開關閉合的瞬間，左側的線圈中磁通量變化，產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動，選項A正確；開關閉合并保持一段時間后，左側線圈中磁通量不變，線圈中感應電動 勢和感應電流為零，直導線中電流為零，小磁針恢復到原來狀態，選項BC錯誤；開關閉合并保持一段時間后再斷開后的瞬間，左側的線圈中磁通量變化，產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動，選項D正確。
28.（2014·新課標全國卷1）如圖(a)所示，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上．在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示．已知線圈內部的磁場與流經線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關系的圖中，可能正確的是(　　)
　　　
【答案】C　
【解析】： 本題考查了電磁感應的圖像．根據法拉第電磁感應定律，ab線圈電流的變化率與線圈cd上的波形圖一致，線圈cd上的波形圖是方波，ab線圈電流只能是線性變化的，所以C正確．

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