高考物理复习 12_专题十二　电磁感应

,高考物理(北京市选考专用),专题十二电磁感应,五年高考,考点一电磁感应现象楞次定律,A组自主命题北京卷题组,1.(2012北京理综,19,6分)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同,答案D闭合开关S,金属套环跳起,是S闭合瞬间,穿过套环的磁通量变化,环中产生感应电流的缘故。产生感应电流要具备两个条件:回路闭合和穿过回路的磁通量变化。只要连接电路正确,闭合S瞬间,就会造成穿过套环磁通量变化,与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关。该同学实验失败,可能是套环选用了非导电材料的缘故,故D选项正确。,2.(2019课标,14,6分)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?()A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律,答案D本题考查了对基本规律的理解能力,体现了能量观念这一重要核心素养。楞次定律的本质是感应磁场中能量的转化,是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,故选项D正确。,规律总结电阻定律R=是导体对电流阻碍作用的体现;库仑定律是对真空中静止点电荷之间作用力的认识;欧姆定律是通过导体的电流与导体两端电压、导体电阻关系的体现。,B组统一命题课标卷题组,3.(2018课标,19,6分)(多选)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()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,答案AD本题考查电流的磁效应、楞次定律等知识。当开关闭合瞬间,右侧线圈中电流突然增大,铁芯上向右的磁场增强,由楞次定律可知左侧线圈中正面感应电流向上,则远处直导线上电流向左,由安培定则可知小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向里,A项正确。开关闭合并保持一段时间后,磁场不再变化,左侧线圈中没有感应电流,小磁针N、S极回到原始方向,故B、C两项错误。开关断开的瞬间,右侧线圈中电流减小,左侧线圈正面感应电流向下,远处直导线上电流向右,由安培定则知,小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向外,故D项正确。,审题指导关键词在审题中的作用关键词:同一根铁芯,意味着左右两侧线圈中磁通量变化率相同;远处,说明此处小磁针不再受线圈中磁通量变化的影响;小磁针悬挂在直导线正上方,说明磁针的偏转受直导线上电流产生的磁场影响。,4.(2017课标,18,6分)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(),答案A本题考查电磁阻尼。若要有效衰减紫铜薄板上下及左右的微小振动,则要求施加磁场后,在紫铜薄板发生上下及左右的微小振动时,穿过紫铜薄板横截面的磁通量都能发生变化。由选项图可知只有A满足要求,故选A。,C组教师专用题组,5.(2005北京理综,21,6分)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接,在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。由此可以判断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向,答案B由题意和电路连接图可知,当变阻器滑动端P向左加速滑动时,穿过B的磁通量变小,故可知磁通量变小时,会产生使电流计指针向右偏转的感应电流;上移线圈A、拔出铁芯、断开开关等都会使穿过B的磁通量减小,电流计指针右偏。而P加速右滑会增大穿过B的磁通量,电流计指针左偏,故选项A错B对;只要滑动端P移动,就会使穿过B的磁通量变化而产生感应电流,C项错误;只要弄清磁通量的变化就可判断指针偏转方向,D项错误。,6.(2018课标,20,6分)(多选)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势()A.在t=时为零B.在t=时改变方向C.在t=时最大,且沿顺时针方向D.在t=T时最大,且沿顺时针方向,答案AC本题考查楞次定律的应用及法拉第电磁感应定律。由i-t图像可知,在t=时,=0,此时穿过导线框R的磁通量的变化率=0,由法拉第电磁感应定律可知,此时导线框R中的感应电动势为0,选项A正确;同理在t=和t=T时,为最大值,为最大值,导线框R中的感应电动势为最大值,不改变方向,选项B错误;根据楞次定律,t=时,导线框R中的感应电动势的方向为顺时针方向,而t=T时,导线框R中的感应电动势的方向为逆时针方向,选项C正确,选项D错误。,一题多解当导线PQ中电流变大时,穿过导线框R的磁通量变大,由楞次定律可知,为阻碍磁通量变大,R有向右的运动趋势,根据两直导线电流同向相吸,异向相斥,可判断R中的电流方向。同理,可判断当导线PQ中电流变小时导线框R中的电流方向。,7.(2017课标,15,6分)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,答案D金属杆PQ向右运动,穿过PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流在PQRS内的磁场方向垂直纸面向外,由安培定则可判断PQRS中产生逆时针方向的电流。穿过T的磁通量是外加匀强磁场和PQRS产生的感应电流的磁场的磁通量代数和,穿过T的合磁通量垂直纸面向里减小,据楞次定律和安培定则可知,T中产生顺时针方向的感应电流,故D正确。,易错点拨对楞次定律的深度理解线框与导轨共面且与磁场垂直。当金属杆PQ向右运动时,PQRS中向里的磁通量增加,从而产生逆时针方向的感应电流。T中原有垂直纸面向里的磁通量不变,而增加了因PQRS中感应电流产生的向外的磁通量,导致T中垂直纸面向里的合磁通量减小,从而产生顺时针方向的感应电流。,8.(2015课标,19,6分)(多选)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,答案AB如图所示,将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合,则每个线圈绕OO轴转动时,均有感应电流产生,这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,可见A、B均正确。由于圆盘面积不变,与磁针间的距离不变,故整个圆盘中的磁通量没有变化,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,由安培定则可判断在中心方向竖直向下,其他位置关于中心对称,此磁场不会导致磁针转动,D错误。,1.(2016北京理综,16,6分)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为21,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是()A.EaEb=41,感应电流均沿逆时针方向B.EaEb=41,感应电流均沿顺时针方向C.EaEb=21,感应电流均沿逆时针方向D.EaEb=21,感应电流均沿顺时针方向,考点二法拉第电磁感应定律自感,A组自主命题北京卷题组,答案B由题意可知=k,导体圆环中产生的感应电动势E=S=r2,因rarb=21,故EaEb=41;由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时针方向,选项B正确。,方法技巧磁感应强度均匀增大,说明磁感应强度的变化率恒定,故感应电动势的大小与圆环的面积成正比;利用“增反减同”可以确定感应电流的方向。,评析本题考查法拉第电磁感应定律和楞次定律,试题难度较小。解题关键是正确理解楞次定律中的阻碍作用。,2.(2013北京理综,17,6分)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()A.ca,21B.ac,21C.ac,12D.ca,12,答案C杆MN向右匀速滑动,由右手定则判知,通过R的电流方向为ac;又因为E=BLv,所以E1E2=12,故选项C正确。,考查点右手定则、感应电动势。,思路点拨左手定则和右手定则的选用:“左力右电”,左手定则是判断通电导体在磁场中所受安培力的方向的,而右手定则是判断导体切割磁感线时产生感应电流的方向的,不要弄混。,3.(2017北京理综,19,6分)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是()A.图1中,A1与L1的电阻值相同B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等,答案C本题考查自感现象判断。在图1中断开S1瞬间,灯A1突然闪亮,说明断开S1前,L1中的电流大于A1中的电流,故L1的阻值小于A1的阻值,A、B选项均错误;在图2中,闭合S2瞬间,由于L2的自感作用,通过L2的电流很小,D错误;闭合S2后,最终A2与A3亮度相同,说明两支路电流相等,故R与L2的阻值相同,C项正确。,知识拓展断电自感现象深入分析图1实验为断电自感实验,当S1断开后,L1与A1构成一个闭合回路,L1的自感电动势使回路中的电流保持一段时间,故A1会逐渐变暗。,4.(2011北京理综,19,6分)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大,答案C由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时熄灭的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流。由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路,与电源无关,故A错。造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流,当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象,故B错C正确。自感系数与小灯泡是否闪亮无直接关系,故D错。,5.(2019北京理综,22,16分)如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd,其边长为L,总电阻为R,ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动,求:(1)感应电动势的大小E;(2)拉力做功的功率P;(3)ab边产生的焦耳热Q。,答案(1)BLv(2)(3),解析本题为法拉第电磁感应定律的应用问题,考查考生的理解能力与综合分析能力,体现了物质观念、模型建构、科学推理等核心素养。(1)由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E=BLv(2)线圈中的感应电流I=拉力大小等于安培力大小F=BIL拉力的功率P=Fv=(3)线圈ab边电阻Rab=时间t=ab边产生的焦耳热Q=I2Rabt=思路分析1.线框进入磁场的过程中,ad边切割磁感线产生感应电动势;2.线框匀速运动,拉力等于安培力,即F拉=F安=BIL;3.ab边产生的焦耳热仅为整个线框产生的焦耳热的四分之一。,6.(2015北京理综,22,16分)如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=1的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:(1)感应电动势E和感应电流I;(2)在0.1s时间内,拉力的冲量IF的大小;(3)若将MN换为电阻r=1的导体棒,其他条件不变,求导体棒两端的电压U。,答案(1)2V2A(2)0.08Ns(3)1V,解析(1)由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E=BLv=10.45V=2V感应电流I=A=2A(2)拉力大小等于安培力大小F=BIL=120.4N=0.8N冲量大小IF=Ft=0.80.1Ns=0.08Ns(3)由闭合电路欧姆定律可得,电路中电流I=A=1A由欧姆定律可得,导体棒两端电压U=IR=1V,考查点电磁感应中的动力学问题和电路问题。,解题关键切割磁感线的导体棒MN相当于电源,内阻不计;匀速运动,意味着外力与安培力平衡。,7.(2019课标,20,6分)(多选)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。则在t=0到t=t1的时间间隔内()A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向,B组统一命题课标卷题组,C.圆环中的感应电流大小为D.圆环中的感应电动势大小为,答案BC本题考查电磁感应中的楞次定律、感应电动势、感应电流、左手定则和电阻定律,以及推理能力和综合分析能力,体现了模型建构、科学推理的核心素养。由楞次定律(“增反减同”)可判断出感应电流方向始终沿顺时针方向,故B正确。由左手定则可判断出圆环所受安培力的方向先向左后向右,故A错。感应电动势E=S有效=r2=,故D错。由电阻定律得圆环电阻R=,则感应电流I=,故C正确。,易错警示(1)推理过程中一定要细心。本题分析得到感应电流方向始终沿顺时针方向时,若由此盲目认为安培力方向始终不变,则易错选A。(2)感应电动势E=S有效中的S有效为圆环回路在磁场中的面积,而不是圆环回路的面积。,8.(2018课标,17,6分)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程)。在过程、中,流过OM的电荷量相等,则等于()A.B.C.D.2,答案B本题考查法拉第电磁感应定律及电荷量公式。由公式E=,I=,q=It得q=,设半圆弧半径为r,对于过程,q1=,对于过程,q2=,由q1=q2得,=,故B项正确。,规律总结电磁感应中电荷量的求解方法,1.q=It。2.q=,其中的求解有三种情况:(1)只有S变化,=BS;(2)只有B变化,=BS;(3)B和S都变化,=2-1。,9.(2017课标,20,6分)(多选)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正)。下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N,答案BC本题考查法拉第电磁感应定律、安培力、右手定则,考查学生的推理能力、利用图像获得信息的能力。导线框匀速进入磁场时速度v=m/s=0.5m/s,选项B正确;由E=BLv,得B=T=0.2T,选项A错误;由右手定则可确定磁感应强度方向垂直于纸面向外,选项C正确;导线框所受安培力F=BLI=BL=0.20.1N=0.04N,选项D错误。,解题关键利用图像获取信息:线框匀速进入磁场的时间;感应电动势的正负及大小。,10.(2016课标,20,6分)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是()A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍,答案AB设圆盘的半径为L,可认为圆盘由无数根辐条构成,则每根辐条切割磁感线产生的感应电动势E=BL2,整个回路中的电源为无数个电动势为E的电源并联而成,电源总内阻为零,故回路中电流I=,由此可见A正确。R上的热功率P=I2R=,由此可见,变为原来的2倍时,P变为原来的4倍,故D错。由右手定则可判知B正确。电流方向与导体切割磁感线的方向有关,而与切割的速度大小无关,故C错。,疑难突破金属圆盘在恒定的匀强磁场中转动时,其等效电源的模型如图所示,每个电源的电动势E=BL2(L为圆盘的半径),内阻为r0,则n个电源并联后的总电动势仍为E,总内阻r=,n时,r=0。,评析本题以转动的圆盘为背景,考查了考生构建模型的能力。从知识角度,本题考查了感应电动势、右手定则、闭合电路欧姆定律、电功率等基础知识,综合性较强,属于中等难度题。,11.(2015课标,15,6分,0.337)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是()A.UaUc,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl2,金属框中无电流D.Uac=Bl2,金属框中电流方向沿a-c-b-a,C组教师专用题组,答案C闭合金属框在匀强磁场中以角速度逆时针转动时,穿过金属框的磁通量始终为零,金属框中无电流。由右手定则可知Ub=Uat0时,金属棒已越过MN。由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有f=F式中,f是外加水平恒力,F是匀强磁场施加的安培力。设此时回路中的电流为I,F的大小为F=B0lI此时金属棒与MN之间的距离为s=v0(t-t0)匀强磁场穿过回路的磁通量为=B0ls,回路的总磁通量为t=+式中,仍如式所示。由式得,在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量为t=B0lv0(t-t0)+kSt在t到t+t的时间间隔内,总磁通量的改变t为t=(B0lv0+kS)t由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为t=由欧姆定律有I=联立式得f=(B0lv0+kS),评分参考第(1)问7分,式各1分,式2分;第(2)问13分,式2分,式各1分,式各2分,式各1分。,解题指导(1)金属棒在0t0时间内,由于圆形磁场中的磁通量变化而引起感应电动势,从而形成感应电流,由电流的定义式可以求出流过电阻的电荷量的绝对值。(2)当金属棒越过MN后,穿过回路的磁通量由两部分组成;再由法拉第电磁感应定律等综合知识可以求出恒力f的大小。,易错点拨(1)在计算磁通量时,用的是左侧矩形面积,而不是圆形磁场面积,从而导致出错。(2)当金属棒越过MN后计算磁通量时,得出的金属棒与MN的距离s=v0t,从而导致出错。,考点一电磁感应现象楞次定律,三年模拟,A组20172019年高考模拟考点基础题组,1.(2019北京海淀期末,3)(多选)如图所示,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连接到灵敏电流计上,把线圈A放进线圈B的里面。下面几种情况灵敏电流计指针可能有偏转的是()A.闭合开关瞬间B.开关闭合且电路稳定后C.开关闭合,拔出线圈A的过程中D.开关闭合,将滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,答案ACD感应电流产生的条件是闭合回路中通过线圈的磁通量发生变化。A选项,闭合开关,瞬间有磁通量变化,有感应电流;B选项,开关闭合且电路稳定后电流不发生变化,通过线圈B的磁通量无变化,无感应电流;C选项,拔出线圈A,通过线圈B的磁通量减小,有感应电流;D选项,滑片P滑动,电阻发生变化,电流发生变化,线圈A产生的磁场发生变化,通过线圈B的磁通量变化,有感应电流;综上所述,A、C、D正确。,2.(2019北京西城一模,17)如图所示,在水平面上有一个U形金属框架和一条跨接其上的金属杆ab,二者构成闭合回路且处于静止状态。在框架所在的空间内存在匀强磁场(图中未画出)。下面说法正确的是()A.若磁场方向水平向右,当磁场增强时,杆ab受安培力向上B.若磁场方向水平向右,当磁场减弱时,杆ab受安培力向上C.若磁场方向竖直向上,当磁场增强时,杆ab受安培力向左D.若磁场方向竖直向上,当磁场减弱时,杆ab受安培力向左,答案C若磁场水平,回路中磁通量始终为零,不会产生感应电流。当磁场向上且增强时,由椤次定律可知ab中将产生ab的感应电流,根据左手定则可判断ab所受安培力向左。,知识拓展当向上的磁场增强时,回路中磁通量增加,则ab所受安培力向左,即朝向“阻碍”磁通量变化的方向。,3.(2019北京朝阳二模,18)如图所示,空间存在垂直纸面向里的磁场,磁场在竖直方向均匀分布,在水平方向非均匀分布,且关于竖直平面MN对称。绝缘细线上端固定在M点,下端与一个粗细均匀的铜制圆环相接。现将圆环由P处无初速释放,圆环第一次向右摆动最远能到达Q处(图中未画出)。已知圆环始终在同一竖直平面内摆动,则在圆环从P摆向Q的过程中,下列说法正确的是()A.位置P与Q可能在同一高度B.感应电流方向始终逆时针C.感应电流方向先逆时针后顺时针D.安培力方向始终与运动方向相反,答案CP向Q运动过程中,磁通量变化,圆环产生感应电流,消耗机械能产生电能,A错误。感应电流方向用楞次定律判断,先逆时针再顺时针,C正确,B错误。安培力方向沿水平方向,不是与运动方向相反,D错误。,考查点楞次定律。,4.(2019北京东城二模,19)图甲所示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图。其原理是用通电线圈使物件内产生涡电流,借助探测线圈测定涡电流的改变,从而获得物件内部是否断裂及位置的信息。如图乙所示的是一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置,将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中,闭合开关S的瞬间,套环将立刻跳起。对以上两个实例的理解正确的是()甲乙,A.涡流探伤技术运用了电流的热效应,跳环实验演示了自感现象B.能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C.以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是交流电源D.以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源,答案B当一个线圈中的电流变化时,由它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象称为自感,跳环实验中是由于线圈中变化的磁场在跳环中激发了感应电动势,涡流探伤技术应用的不是电流的热效应,故A项错误。甲、乙两图中的线圈中通以变化的电流时,在空间中会激发出涡旋电场,导电材料中有大量自由电荷在电场力的作用下可定向移动形成电流,故B项正确。乙图中用直流电源,开关闭合的瞬间电流是变化的,套环可立即跳起,故C错误。若甲图中通稳恒电流,稳定后线圈中的电流为稳恒电流,激发恒定的磁场,无法产生涡旋电场,故D错误。,解题关键变化的电流产生磁场,变化的磁场激发电场。,5.(2018北京海淀二模,19)如图所示,将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间,铝框可以绕竖直轴线OO自由转动。转动磁铁,会发现静止的铝框也会发生转动。下列说法正确的是()A.铝框与磁极转动方向相反B.铝框始终与磁极转动得一样快C.铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D.铝框是因为受到安培力而转动的,答案D根据楞次定律可知,为阻碍穿过铝框的磁通量的变化,铝框与磁铁转动方向相同,但快慢不一致,磁铁转动总比铝框转动快一点儿,以维持磁通量的变化,故选项A、B均错误;铝框转动是因为框中产生了感应电流,在磁场中受到安培力的作用,而不是磁铁的吸引,故选项C错误,选项D正确。,6.(2018北京朝阳期末,7)如图1所示,闭合线圈放在匀强磁场中,t=0时磁场方向垂直线圈平面向里,磁感应强度B随时间t的变化关系如图2所示。在02s内,线圈中感应电流()A.逐渐增大,方向为逆时针B.逐渐减小,方向为顺时针C.大小不变,方向为顺时针D.大小不变,方向为先顺时针后逆时针,答案C01s时间内,穿过线圈的磁通量为垂直线圈平面向里且减小,可见,感应电流产生的磁场与原磁场方向相同,由右手螺旋定则可知,感应电流为顺时针方向,12s时间内,穿过线圈的磁通量为垂直线圈平面向外且增加,感应电流产生的磁场与原磁场方向相反,也是垂直线圈平面向里,由右手螺旋定则可判断,感应电流为顺时针方向,故A、D错误;E=S,其中S恒定,为定值,故E不变,I=也是定值,故C选项正确,B选项错误。,解题关键根据原磁场通过线圈的磁通量的变化,判断感应电流产生的磁场方向;再由图2中的图线结合E=n,判断感应电动势的变化情况。,1.(2019北京东城期末,5)如图所示,两光滑水平放置的平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B。电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右匀速运动时()A.电容器两端的电压为零B.通过电阻R的电流为C.电容器所带电荷量为CBLvD.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为,考点二法拉第电磁感应定律自感,答案C当导线MN匀速向右运动时,导线所受的合力为零,说明导线不受安培力,电路中电流为零,故电阻两端没有电压,此时导线MN产生的感应电动势恒定,电容器两板间的电压为U=E=BLv,故A、B错误。电容器所带电荷量Q=CU=CBLv,所以C选项是正确的。因匀速运动后MN不受安培力,则无需拉力便可做匀速运动,故D错误。,解题思路当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时,导线产生的感应电动势恒定,对电容器不充电也不放电,电路中无电流,电容器两板间的电压等于感应电动势,即可求出电荷量。,2.(2019北京延庆一模,16)如图所示,一个匝数为n的圆形线圈,面积为S,电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接,在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域,磁感应强度B随时间t均匀增加,当=k时线圈中产生的感应电流为I1;当=2k时,其他条件不变,线圈中产生的感应电流变为I2。则通过电阻R的电流方向及I1与I2之比分别为()A.cd,12B.cd,21C.dc,21D.dc,12,答案A根据楞次定律,磁场方向向里增加,则产生方向向外的感应磁场,则感应电动势为逆时针,电流从c到d,则选项C、D错误。由E=n,可知变为2倍,则感应电动势变为2倍,电阻不变,电流变为2倍,则选项A正确,B错误。,3.(2018北京丰台期末,12)如图所示,由相同导线制成的两个金属圆环a、b置于匀强磁场中,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为21,圆环中产生的感应电流分别为Ia和Ib。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是()A.IaIb=41,感应电流均沿逆时针方向B.IaIb=41,感应电流均沿顺时针方向C.IaIb=21,感应电流均沿逆时针方向D.IaIb=21,感应电流均沿顺时针方向,答案C由楞次定律可知感应电流均沿逆时针方向。E=S=r2,又R=,则I=,C正确。,易错警示分析本题时,易因忽略导线长度不同引起电阻差异而错选。,4.(2019北京延庆一模,19)如图所示是演示自感现象的电路图,关于此实验,下列说法正确的是()A.通电稳定后,断开开关时灯泡A逐渐熄灭,灯泡B立刻熄灭B.变阻器R的作用是在接通开关时使灯泡B逐渐变亮C.如果灯泡B短路,接通开关时灯泡A立刻变亮D.如果灯泡A短路,接通开关时通过L的电流逐渐增大,答案D通电稳定后断开开关,电感线圈相当于电源,开始放电,两只灯泡都逐渐熄灭,选项A错误。接通开关时,有电阻的支路电流瞬间通过,B灯瞬间变亮,选项B错误。A灯与电感线圈串联,无论其他支路是否短路,A灯都是慢慢变亮,选项C错误。无论灯泡A是否短路,通过电感线圈的电流都是逐渐增大的,选项D正确。,5.(2018北京东城一模,19)如图所示,将两端刮掉绝缘漆的导线绕在