一轮讲义单元小结练-楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用

1、学习必备欢迎下载单元小结练楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用(限时： 45 分钟 )1如图 1 所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v 骑行，该处地磁场的水平分量大小为 B1 ，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质，两把手间距为L ，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是()图 1A图示位置中辐条A 点电势比B 点电势低B图示位置中辐条A 点电势比B 点电势高C自行车左车把的电势比右车把的电势高B2LvD自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电动势要降低答案AC解析自行车车把切割磁感线，由右手定则知， 自行车左车把的电势比右车

2、把的电势高B2Lv；辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条A 点电势比B 点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向，地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变正确答案为A、 C.2如图 2 甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B 的正方向，螺线管与 U 型导线框 cdef 相连，导线框 cdef 内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框 cdef 在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是()图2A在B在t1 时刻，金属圆环 t2 时刻，金属圆环L 内的磁通量最大L 内的磁通量最大C在 t1 t2

3、 时间内，金属圆环L 内有逆时针方向的感应电流学习必备欢迎下载D在 t1 t2 时间内，金属圆环 L 有收缩的趋势答案BD解析当螺线管内的磁感应强度随时间按题图乙所示规律变化时，在导线框cdef 内产生感应电流，在 t1 时刻，感应电流为零，金属圆环L 内的磁通量为零，选项A 错误；在 t2 时刻，感应电流最大，金属圆环L 内的磁通量最大，选项B 正确；由楞次定律，在 t1 t2 时间内，导线框cdef 内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环L 内有顺时针方向的感应电流，选项C错误；在t1t 2 时间内，金属圆环L 有收缩的趋势，选项D 正确

4、3图 3 甲为一放置在垂直纸面向里的匀强磁场中的正方形金属线圈，磁场的磁感应强度随时间 t 变化的关系如图乙所示，则以下说法正确的是()B图 3A在 05 s 的时间内，正方形线圈中均有感应电流产生B在前 2 s 内线圈中产生了恒定的电流C在 2 s 3 s 内线圈中无感应电流产生D在前 2 s 内和 3 s 5 s 内这两个时间段内，线圈中产生的感应电流的方向相反答案CD解析在 2 s 3 s 时间内，磁感应强度不变，正方形线圈内磁通量不变，不产生感应电流，选项A 错误，C 正确在前2 s 内线圈中磁通量不是均匀变化，磁通量变化率逐渐增大，产生逐渐增大的电流，选项B 错误在前2 s 内磁感应

5、强度增大，在3 s 5 s 内磁感应强度减小，在这两个时间段内，线圈中产生的感应电流的方向相反，选项D 正确4如图 4 所示，一导线弯成闭合线圈，以速度 v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外线圈总电阻为R，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是()学习必备欢迎下载图 4A感应电流一直沿顺时针方向B线圈受到的安培力先变大后变小C感应电动势的最大值EBr vB r2 r2D穿过线圈某个横截面的电荷量为答案ABR解析在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，A 正确线圈切割磁感线的有效长度先变

6、大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，B 正确线圈切割磁感线的有效长度最大值为2r ，感应电动势最大值为E 2Br v，C 错误 穿过线圈某个横截面的电22荷量为 q B r 2r， D 错误RR5如图5 甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C 和电阻R，导体棒MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放在垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正方向)，MN 始终保持静止， 则 0 t2 时间内()图 5A电容器C 的电荷量大小始终没变B电容器C 的 a 板先带正电后带负电C MN 所受安培力的大小始终没变D MN 所受安培力的方

7、向先向右后向左答案AD解析磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C 的电荷量大小始终没变，选项 A 正确， B 错误；由于磁感应强度变化，MN 所受安培力的大小变化，MN 所受安培力的方向先向右后向左，选项C 错误， D 正确6如图 6 所示， P、Q 是两根竖直且足够长的金属杆(电阻忽略不计)，处在垂直纸面向里的匀强磁场B 中， MN 是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，P、 Q 的输出端a、 b 和学习必备欢迎下载MN 的输入端c、 d 之间用导线相连，A 是在 MN 的正下方水平放置在地面上的金属圆环现将金属棒ef 由静止释放，在下滑中始终与P、Q 杆良好接触且无摩擦，则在金属棒释放

8、后 ()图 6A A 环中有大小不变的感应电流B A 环中的感应电流逐渐减小至恒定值C A 环对地面的压力先增大后减小至恒定值D A 环对地面的压力先减小后增大至恒定值答案BC解析将金属棒ef 由静止释放，做加速度逐渐减小的加速运动，产生的感应电动势和感应电流逐渐增大，A 环中有大小逐渐减小的感应电流，选项A 错误， B 正确由楞次定律， A 环对地面的压力先增大后减小至恒定值，选项C 正确， D 错误7如图 7 所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环a 处于静止状态，在其内部也吊一金属环b 处于静止状态， 两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴线上，当滑动变阻器R 的滑片

9、 P 向左移动时， a、 b 两环的运动情况将是()图 7A a 右摆， b 左摆B a 左摆， b 右摆C a 右摆， b 不动D a 左摆， b 不动答案D解析当滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，通过螺线管的电流变大，根据通电螺线管内外的磁感线分布特点可知，穿过 a 环的磁通量将增大，根据楞次定律的推论， a 环将左摆来阻碍磁通量的增大，由微元法可得b 环所受的安培力指向圆心且学习必备欢迎下载在同一平面内，故b 环有面积缩小的趋势但不摆动，D 正确8如图 8 所示，一半圆形铝框处在垂直纸面向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为 By B0 ， y 为各点到地面的距离， c

10、 为常数， B0 为一定值铝框平面与磁场垂直，y c直径 ab 水平，空气阻力不计，铝框由静止释放下落的过程中()图 8A铝框回路磁通量不变，感应电动势为0B回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD直径ab受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g答案C解析由题意知，y 越小，By 越大，铝框下落过程中，磁通量逐渐增加，感应电动势不为 0，A错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但Uab0，B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧ab 的等

11、效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，铝框下落的加速度大小小于g，故 C 正确，D 错误9如图 9 所示，在半径为R 的半圆形区域内，有磁感应强度为B 的垂直纸面向里的有界匀强磁场， PQM 为圆内接三角形，且PM 为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成(不考虑导线中电流间的相互作用)设线圈的总电阻为r 且不随形状改变而变化，此时PMQ 37°，下列说法正确的是()图 9A穿过线圈PQM 中的磁通量大小为 0.96BR2B若磁场方向不变，只改变磁感应强度B 的大小，且B B0 kt，则此时线圈中产生2的感应电流大小为

12、I0.48kRrC保持P、 M 两点位置不变，将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中，线圈学习必备欢迎下载中有感应电流且电流方向不变D保持 P、 M 两点位置不变，将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中，线圈中不会产生焦耳热答案A12解析 穿过线圈 PQM 的磁通量 BS B·2·2R·2Rcos 37 sin° 37 °0.96BR ，A 正确当BB0 kt 时，线圈中的感应电动势 EB2I0.96kR2t ·S 0.96kR ，故线圈中的感应电流r，B 错误保持 P、 M 两点位置不变，将Q 沿圆弧顺时针移动到接近M

13、的过程中，线圈中磁通量先增大后减小，磁通量变化， 有感应电流产生且方向改变，线圈中会产生焦耳热， C、 D 错误10如图 10 甲所示，在水平面上固定有长为L 2 m、宽为 d 1 m 的金属“ U”形导轨，在“ U ”形导轨右侧 l 0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在t 0 时刻，质量为m0.1 kg 的导体棒以v0 1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动， 导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0.1，导轨与导体棒单位长度 (1 m)的电阻均为 0.1 ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响 (取 g 10 m/s2 ) 甲乙图

14、10(1)通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况；(2)计算 4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算 4 s 内回路产生的焦耳热答案(1)前 1 s 导体棒做匀减速直线运动，1 s 4 s 内一直保持静止(2)0.2 A ，顺时针方向(3)0.04 J解析(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速直线运动，有12 mg ma， vv0 at， x v0t 2at导体棒速度减为零时，v 0.代入数据解得：t1 s， x 0.5 m<L l 1.5 m，导体棒没有进入磁场区域学习必备欢迎下载导体棒在1 s 末已停止运动，以后一直保持静止，离左端距离为x0.5 m.(2)前2 s 磁通

15、量不变，回路电动势和电流分别为E 0，I0后 2 s 回路产生的感应电动势为Et ldBt 0.1 V回路的总长度为5 m，因此回路的总电阻为R 5 0.5 电流为EI R0.2 A根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向(3)前 2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流，焦耳热为Q I2Rt0.04 J.11如图 11(a)所示，一个阻值为R、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻 R1 连接成闭合回路金属线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r 2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场， 磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图(b) 所示图线与横、 纵轴的截距分别为 t0 和 B0. 导线的电阻不计求 0 至 t1 时间内：(a)(b)图 11(1)通过电阻 R1 的电流大小和方向；(2)通过电阻 R1 的电荷量 q 及电阻 R1 上产生的热量nB0r22答案(1)3Rt0，方向从 b 到 a22n2224nB0r 2t1B0r 2t1(2)3Rt029Rt0解析(1)