2018年山东省济南一中高三物理三轮冲刺电磁感应现象-精美

电磁感应现象一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）如图所示，在有界匀强磁场中水平放置相互平行的金属导轨，导轨电阻不计，导轨上金属杆ab与导轨接触良好.磁感线垂直导轨平面向上(俯视图)，导轨与处于磁场外的大线圈M相接，欲使置于M内的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，下列做法可行的是()A.ab匀速向右运动 B.ab加速向右运动C.ab不动而突然撤去磁场 D.ab不动而突然增强磁场C（济南一中）解：A、导线ab匀速向右运动时，导线ab产生的感应电动势和感应电流恒定不变，大线圈M产生的磁场恒定不变，穿过小线圈N中的磁通量不变，没有感应电流产生.故A错误．

B、导线ab加速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来ab电流方向由a→b，根据安培定则判断可知：M产生的磁场方向：垂直纸面向里，穿过N的磁通量增大，由楞次定律判断得知：线圈N产生逆时针方向的感应电流，不符合题意.故B错误．

C、ab不动而突然撤去磁场，磁场减小，M中产生的感应电流的磁场阻碍其减小，根据安培定则可知M中的产生逆时针的逐渐增大的电流，该电流产生的磁场向外穿过N，并且增大，则在N中产生顺时针方向的电流，阻碍磁场的增加.故C正确．

D、ab不动而突然增强磁场，磁场增大，M中产生的感应电流的磁场阻碍其增加，根据安培定则可知M中的产生顺时针的逐渐增大的电流，该电流产生的磁场向里穿过N，并且增大，则在N中产生逆时针方向的电流，阻碍磁场的增加.故D错误．故选：C．导线ab运动时，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断感应电流的方向.感应电流流过大线圈M时，M产生磁场，就有磁通量穿过小线圈N，根据安培定则判断感应电流产生的磁场方向，再根据楞次定律判断小线圈N中产生的电流方向，选择符合题意的选项．本题是有两次电磁感应的问题，比较复杂，考查综合运用右手定则、楞次定律和安培定则的能力．关于电磁感应，以下说法正确的是()A.只要磁通量发生变化就会产生感应电流B.导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生电压C.感应电流的产生是因为静电力做了功D.发生电磁感应，外界不需要提供能量B（济南一中）解：A、当闭合电路中的磁通量发生变化，才会产生感应电流，故A错误；B、导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生电压，故B正确；C、感应电流现象是产生电能，而静电力做功是消耗电能，故C错误；D、在电磁感应现象中，消耗了机械能而产生了电能，即机械能转化为了电能，故D错误；故选：B．解答本题应掌握感应电流产生的条件为：闭合回路中的线圈磁通量变化；同时理解在发生电磁感线现象时的能量转化关系．本题考查电磁感应的产生条件，应紧扣两点：一为闭合回路，二是磁通量变化；同时要注意区分静电力做功消耗电能，而非静电力做功产生电能．如图所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则()A.从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流B.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反C.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，加速度一直等于重力加速度D.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等B（济南一中）【分析】线圈中产生感应电流的条件是：线圈中的磁通量发生变化；感应电流的方向可以使用右手定则来判断；感应电流的大小：I=E该题考查闭合线圈在穿过磁场时可能发生的情景，要根据法拉第电磁感应定律以及其他的知识对各种情景逐一进行判定。【解答】A.线圈中产生感应电流的条件是：线圈中的磁通量发生变化.线圈整体在磁场中运动时，磁通量没有变化，故没有感应电流，故A错误；B.根据右手定则，dc刚进入磁场时线圈内感应电流的方向从d到c，dc边刚穿出磁场时感应电流的方向从c到d，即两者方向相反，故B正确；C.没有感应电流的时候，磁场对线圈没有阻碍作用，此时的加速度等于重力加速度，故C错误；D.根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，I=ER=故选B。经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上(如图示)，一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针.法拉第可观察到的现象有()A.当合上开关，A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B.只要A线圈中有电流，小磁针就会发生偏转C.A线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大D.当开关打开，A线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与A线圈接通电流瞬间完全相同的偏转A（济南一中）解：A、D、闭合电键后，线圈中的磁场方向为顺时针，且增加，故根据楞次定律，感应电流的磁场为逆时针方向，故右侧线圈中感应电流方向俯视逆时针，故直导线有电流，小磁针旋转一下，电路稳定后，无感应电流，小磁针不偏转；同理当断开瞬间时，根据楞次定律，结合右手螺旋定则可知，小磁针的偏转方向与接触瞬间的方向相反，故A正确，D错误；B、只有电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流，即原磁场变化时才有感应电流，故产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中磁通量发生变化，而与线圈的电流大小无关，而是与电流变化大小有关，故BC错误．故选：A．(1)先根据右手螺旋定则判断原磁场方向，然后根据楞次定律判断感应电流的磁场方向，最后再根据右手螺旋定则判断感应电流方向并得到小磁针是否偏转；(2)电磁感应现象发生的条件是：闭合导体回路，磁通量发生改变．本题关键是明确电磁感应现象产生的条件，只有磁通量变化的瞬间闭合电路中才会有感应电流．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一用轻质弹簧悬挂的条形磁铁。现将磁铁托起到弹簧处于原长时放开，磁铁将沿竖直方向上下振动。若磁铁在振动过程中始终没有接触桌面，则有()A.磁铁上下振动时，金属圆环中将产生方向始终不变的感应电流B.当磁铁运动到最低点时，圆环中产生的感应电流最大C.在磁铁向下运动的过程中，圆环对桌面的压力大于圆环的重力D.当磁铁静止不动后，磁铁减少的重力势能全部转化为圆环中产生的电能C（济南一中）解：A、当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合导体环内的磁通量增大，磁铁向上运动的过程中闭合导体环内的磁通量减小，根据楞次定律可知磁铁上下振动时，金属圆环中将产生方向始终不断变化的感应电流。故A错误；B、当磁铁运动到最低点时，环内的磁通量不变，根据感应电流的条件可知，圆环中不产生的感应电流。故B错误；C、根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合导体环内的磁通量增大，因此线圈做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力增大，故C正确；D、磁铁上下运动的过程中磁铁的重力势能、动能、弹簧的弹性势能都不断变化，同时圆环中产生的电能；所以磁铁静止不动后，磁铁减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能与圆环中产生的电能。故D错误，故选：C解本题时应该掌握：楞次定律的理解、应用。在楞次定律中线圈所做出的所有反应都是阻碍其磁通量的变化。如：感应电流磁场的磁通量、面积、速度、受力等。本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“增反减同”这一规律，此类题目难度不大。二、多选题（本大题共4小题，共24分）如图所示，矩形回路abcd位于长直导线附近，两者在同一平面内，长直导线中通有恒定电流I，下列情况中能使回路中产生感应电流的是()A.导线中电流强度增大 B.矩形框向右平动C.矩形框向下平动 D.矩形框以bc边为轴转动ABD（济南一中）解：A、导线中电流强度增大使得穿过线框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故A正确；B、当线框右移动，由于通电导线的远近导致磁场的强弱，所以使得穿过线框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故B正确；C、当线框上下移动时，对于线框的磁通量没有变化，所以没有感应电动势，也没有感应电流，故C错误；D、当线框以bc边为轴旋转过程中，穿过线框的磁通量发生变化，所以有感应电流，故D正确；故选：ABD通过线圈面积的磁通量发生变化时，则会出现感应电动势，当电路闭合时，则产生感应电流．穿过线框的磁通量变化有几种方式，有磁场变化导致磁通量变化，也有面积变化导致磁通量变化，还有磁场与面积均变化导致磁通量变化的，最后有磁场与面积均没有变，而是放置的角度变化导致磁通量变化．如图所示，用一根横截面积为s的粗细均匀的硬导线做成一个半径为R的圆环，把圆环一半置于均匀变化的磁场中，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小随时间的变化率△B△t=k(k>0)，ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ，则下列说法中不正确的是()A.圆环具有扩张的趋势B.圆环中产生逆时针方向的感应电流C.图中ab两点间的电压大小为1D.圆环中感应电流的大小为kRsABC（济南一中）解：AB、由楞次定律可知，线圈有收缩的趋势，且产生顺时针的感应电流，故A、B错误；C、ab之间的电压是路端电压，不是感应电动势，故C错误；D、感应电流I=Er，E=kπR22，本题选择错误的，故选：ABC．本题考查了电磁感应与电路的结合，对于这类问题要明确谁是电源，电源的正负极以及外电路的组成，本题中在磁场中的半圆磁通量发生变化，因此为电源，根据楞次定律可以判断电流方向；外电路为另一半圆与之串联，因此电路的内外电阻相同，注意ab两点之间电压为路端电压．考查学生应用法拉第电磁感应定律和楞次定律解决物理问题的能力，正确应用法拉第电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律是解本题的关键，本题易错点一是求电动势时容易误认为面积为圆的面积，二是求ab两点之间电压时误求成电动势．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个边长为L的正方形线框，线框平面与磁场垂直，下列说法正确的是()A.此时穿过线框的磁通量为BB.若线框向右平移，由于左、右边切割磁感线，线框中有感应电流产生C.若将线框翻转180∘，该过程磁通量的变化为0D.将线框绕其中一边向外转90∘，磁通量的变化为BAD（济南一中）解：闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化．A、由题意可知，此时穿过线框的磁通量为⌀=BL2，故B、闭若线框向右平移，由于左、右边切割磁感线，但闭合电路的磁通量不发生变化，则不会产生感应电流，故B错误；C、将线框翻转180∘，该过程磁通量的变化为2BL2D、线框绕其中一边向外转90∘，磁通量的变化为BL2，该过程中有感应电流产生.故选：AD．闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化.既不是磁场发生变化，也不是面积发生变化．根据磁通量公式⌀=BS，即可求解穿过线框的磁通量大小．本题考查的是闭合电路产生感应电流的条件，要注意产生感应电流的条件是磁通量发生变化，注意若将线框翻转180∘，该过程磁通量的变化为2BS，而不是0如图所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始均匀增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是()A.线圈a中有感应电流 B.线圈b中有感应电流C.线圈c中有顺时针方向的感应电流 D.线圈d中有逆时针方向的感应电流AC（济南一中）解：A、由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向。ac象限磁场不为零，a中磁场垂直纸面向里，当电流增大时，线圈a中有逆时针方向的电流，故A正确；B、D、由矢量合成可知，其中bd区域中的磁通量为零，当电流变化时不可能产生感应电流，故B错误，D错误。C、C线圈磁场不为零，由矢量合成可知c中磁场垂直纸面向外，当电流增大时，线圈c中有顺时针方向的电流，故C正确；故选：AC。通电直导线管周围有磁场存在，根据右手螺旋定则可判定电流方向与磁场方向的关系。根据产生感应电流的条件和楞次定律判断各项。本题考查了右手螺旋定则和楞次定律的应用，解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，知道感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化。三、填空题（本大题共1小题，共3分）1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的闭合线圈，观察在线圈中是否有电流产生.在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在闭合线圈上的灵敏电流计放到隔壁房间.科拉顿在两个房间之间来回跑，始终没看到电流计指针动一下.科拉顿没能看到电流计指针发生偏转的原因是______.若要使科拉顿能看到电流计指针发生偏转，请你提出一种改进的方法______．他认为电流是稳定的；将电表等器材置于同一房间（济南一中）解：科拉顿用条形磁铁在线圈中