2018届高考物理一轮复习第十章电磁感应1电磁感应现象楞次定律考点规范练.docx

电磁感应现象楞次定律一、单项选择题1.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,如图所示,垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内,垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为b(ba)的圆形线圈,线圈平面与磁感应强度方向垂直,线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度大小减小到,则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为()A.B(b2-a2)B.B(b2-2a2)C.B(b2-a2)D.B(b2-2a2)解析计算磁通量时,磁感线既有垂直纸面向外的,又有垂直纸面向里的,所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向。磁感应强度大小为B时,线圈磁通量1=B(b2-a2)-Ba2,磁感应强度大小为时线圈磁通量2=B(b2-a2)-Ba2,因而该线圈磁通量的变化量的大小为=|2-1|=B(b2-2a2),故选项D正确。答案D2.下图中能产生感应电流的是()导学号17420351解析根据产生感应电流的条件,A项中,电路没闭合,无感应电流;B项中,磁感应强度不变,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C项中,穿过线圈的磁感线相互抵消,恒为零,无感应电流;D项中,磁通量不发生变化,无感应电流。答案B3.(2016福建质检)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图所示,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是()A.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转C.线圈A和电池连接瞬间,小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不偏转解析线圈A中通有恒定的电流,线圈A产生的磁场是稳定的,穿过线圈B的磁通量不会发生变化,线圈B不可能产生感应电流,小磁针就不会偏转;当线圈A中电流发生变化(与电池连接或断开瞬间)时,线圈B产生感应电流,小磁针上端的电流产生磁场使小磁针偏转,所以A、B、D错误,C正确。答案C4.(2015浙江温州八校联考)阿明有一个磁浮玩具,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其构造如图所示。若图中电源的电压恒定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是()A.电路中的电源必须是交流电源B.电路中的a端点必须连接直流电源的负极C.若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度D.若将可变电阻的电阻值调大,可增加玩偶飘浮的最大高度解析由题意可知,玩偶稳定地飘浮,且其下端为N极,则电磁铁上端为N极,再结合右手螺旋定则可得,电源需提供直流电,且a端点必须连接直流电源的正极,故选项A、B错误。增加线圈匝数,可使得电磁铁产生磁场增强,斥力增大,玩偶飘浮的最大高度变大,选项C正确。电阻变大,由欧姆定律知电流变小,电磁铁产生的磁场变弱,玩偶飘浮的最大高度变小,选项D错误。答案C5.(2016河南开封联考)奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第认为磁也一定能生电,并进行了大量的实验。如图中环形物体是法拉第使用过的线圈,A、B两线圈绕在同一个铁环上,A与直流电源连接,B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转,即没有“磁生电”,其原因是()A.线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强B.线圈B中产生的电流很小,电流表指针偏转不了C.线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场D.线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场解析电流表与线圈B构成闭合电路,当线圈中磁通量发生变化时,线圈中产生感应电动势,从而可出现感应电流。由于线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场,所以线圈B中磁通量没有变化,电流表指针不偏转,D正确。答案D6.如图所示,一金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生图中箭头所示方向的感应电流,下列方法可行的是()A.使匀强磁场均匀增大B.使圆环绕水平轴ab转动30(如图)C.使圆环绕水平轴cd转动30(如图)D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动解析由安培定则可知感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,由楞次定律可知通过圆环的磁通量一定是增加的,由=BScos 可知,A项正确。答案A7.北半球地磁场有竖直向下的分量。如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向。下列说法正确的是()A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势高B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低C.若以ab边为轴将线圈向上翻转,则线圈中的感应电流方向为abcdaD.若以ab边为轴将线圈向上翻转,则线圈中的感应电流方向为adcba解析线圈向东平动时,ab和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等,a点电势比b点电势低,A错;同理,线圈向北平动,a、b两点的电势相等,高于c、d两点的电势,B错;以ab边为轴将线圈向上翻转,向下的磁通量减小,感应电流的磁场方向应该向下,由安培定则知,感应电流的方向为abcda,则C对,D错。答案C二、多项选择题8.1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是()A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析把圆盘分割成无数根沿半径方向的金属条,圆盘运动过程中,半径方向的金属条在切割磁感线,在圆心和边缘之间产生了感应电动势,选项A正确;圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中,在内部形成涡流,涡流产生的磁场又导致磁针转动,选项B正确;圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量没有变化,选项C错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向,不会使磁针旋转,选项D错误。答案AB9.(2016江苏南京模拟)匀强磁场垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正,磁感应强度B随时间t变化的规律如图甲所示。在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示在Oa、ab、bc时间段的感应电流,F1、F2、F3分别表示电流为I1、I2、I3时,金属环上很小的一段受到的安培力。则()A.I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向B.I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向C.F1方向指向圆心,F2方向指向圆心D.F2方向背离圆心向外,F3方向指向圆心导学号17420353解析在Oa时间段,磁场垂直纸面向里且均匀增强,根据楞次定律可判断产生的感应电流的方向是逆时针的,同理,ab、bc时间段产生的感应电流的方向是顺时针的,A正确,B错误;根据左手定则可判断,在Oa、ab、bc时间段对应金属圆环上很小的一段受到的安培力的方向(或根据“增缩减扩”可知),F1、F3方向指向圆心,而F2背离圆心向外,C错误,D正确。答案AD10.如图所示,光滑平行金属导轨PP和QQ都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN。以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是()A.感应电流方向是NMB.感应电流方向是MNC.安培力水平向左D.安培力水平向右解析MN在外力F的作用下向右运动,由右手定则知,感应电流方向为MPQNM,故A正确,B错误;由左手定则知,MN受到的安培力方向水平向左,故C正确,D错误。答案AC11.如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定有一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框,它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动,在此过程中()A.导线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBAB.导线框的磁通量为零时,感应电流却不为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动解析根据右手螺旋定则可知,导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而且越靠近导线磁场越强,所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当增大到BC边与导线重合时,达到最大,线框再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向内,再向外,最后向内,故导线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBA,选项A正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,所以感应电流不为零,选项B正确;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍与导体间的相对运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,不为零,选项C、D错误。答案AB12.(2016江西景德镇模拟)如图所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内。在电流I增大的过程中,下列判断正确的是()A.金属环中无感应电流产生B.金属环中有逆时针方向的感应电流C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力D.悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力解析=BS,S不变,I增大,B增大,所以有感应电流产生,A错误;由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,B正确;由于环的上半部分所在处的B大于下半部分所在处的B,所以安培力以上半部分为主,I方向向左,B垂直纸面向里,则F安方向向下,所以F拉=mg+F安,拉力大于重力,C正确,D错误。答案BC13.(2016云南昆明调研)如图所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环,电路接通瞬间,下列说法正确的是()A.从左往右看,铜环中有逆时针方向感应电流B.从左往右看,铜环中有顺时针方向感应电流C.铜环有收缩趋势D.铜环有扩张趋势解析电路接通瞬间,螺线管中电流从无到有,螺线管内部产生向左的磁场,铜环中磁通量增大,产生感应电流,由楞次定律可判断出从左往右看,铜环中有顺时针方向感应电流,铜环有收缩趋势,选项AD错误、BC正确。答案BC14.如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析线圈N产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场方向垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有沿顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的感应磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的感应磁场方向向外,且磁通量在增大。因此对应前者应使ab向右减速运动;对应后者,则应使ab向左加速运动。答案BC15.(2016江苏南京模拟)如图所示,线圈与电源、开关相连,直立在水平桌面上,铁芯插在线圈中,质量较小的铝环套在铁芯上。闭合开关的瞬间,铝环向上跳起来。下列有关说法正确的是()A.若保持