2020版高考物理总复习 第29课 电磁感应现象 楞次定律练习

2020版高考物理总复习 第29课 电磁感应现象 楞次定律练习

第29课 电磁感应现象　楞次定律 ‎1．对电磁感应现象的理解和判断 a．用Ф＝BS求穿过线圈的磁通量 ‎(1)(2017江苏单科，3分)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)‎ A．1∶1 B．1∶‎2 C．1∶4 D．4∶1‎ 答案：A 解析：根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为Ф＝BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，故A项正确，B项、C项、D项均错误。‎ b．通过ΔФ是否为0判断闭合电路有无感应电流产生 ‎(2)(2014全国Ⅰ，6分)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)‎ A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 答案：D 解析：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故A项错误。在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故B项错误。将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生，但是之后，再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察到的电流表没有变化，故C项错误。绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路中的磁通量发生变化，能观察到电流表的变化，故D项正确。‎ 5‎ ‎(3)(2017全国Ⅰ，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 解析：产生感应电流的条件是闭合回路中的磁通量发生变化，在A项图中系统振动时磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A项正确，而B项、D项图中，只有左右振动时，才有磁通量变化。C项图中上下左右振动均无磁通量变化，故B项、C项、D项均错误。‎ ‎2．楞次定律的理解和应用 a．用楞次定律判断感应电流的方向 ‎ (4)(2014海南单科，3分)如图所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是(　　) ‎ A．总是顺时针 B．总是逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 答案：C 解析：在条形磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C项正确。‎ ‎(5)(2016海南单科，3分)如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若(　　)‎ 5‎ A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 答案：D 解析：当金属圆环上、下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故A项、B项均错误。当金属圆环向左移动时，则穿过圆环的磁场垂直于纸面向外且增强，故根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为顺时针，故C项错误。当金属圆环向右移动时，则穿过圆环的磁场垂直于纸面向里并且增强，产生的电流方向为逆时针，故D项正确。‎ ‎(6)(经典题，6分)磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁(　　)‎ A．向上运动 B．向下运动 C．向左运动 D．向右运动 答案：B 解析：若磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向下，所以感应电流的磁场方向向上，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，可判断出产生了如题图中箭头所示的感应电流。同理，若磁铁向上运动，则感应电流的方向与题图中感应电流的方向相反，故A项错误，B项正确。若磁铁向右运动或者向左运动，穿过线圈的磁通量变小，原磁场方向向下，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，可判断出产生的感应电流的方向与题图中感应电流的方向相反，故C项、D项均错误。‎ 5‎ b．用右手定则直接判断感应电流的方向 ‎(7)(2017陕西渭南临渭区一模，6分)下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　)‎ 答案：A 解析：A项图中，ab棒顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A项正确。B项图中ab向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B项错误。C项图中，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→d→c，则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C项错误。D项图中，ab棒沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D项错误。‎ ‎3．利用楞次定律的拓展结论速解电磁感应问题 a．来拒去留——速判相对运动 ‎(8)(2017桂林期末，6分)如图所示，A、B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。若用磁铁N极分别接近这两个圆环，则下面说法中正确的是(　　)‎ A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开 5‎ B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动 C．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥 D．用磁铁N极接近B环时，B环被排斥，远离磁铁运动 答案：C 解析：根据楞次定律的拓展结论——来拒去留，当磁铁N极接近A环时，A环会远离磁铁，故A项错误。当磁铁N极远离A环时，A环会靠近磁铁，故B项错误。用磁铁的任意一磁极靠近A环时，A环均会被排斥，故C项正确。对于B环，由于圆环不闭合，没有产生感应电流，故无论磁铁靠近还是远离，都不会使圆环有排斥或吸引等现象，故D项错误。‎ b.增缩减扩——速判闭合导体线圈面积变化 ‎(9)(多选)(2018改编，6分)如图(a)所示，导线框abcd内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。在ad边串联一能输出可变电流的电流源(图中未画出)，当导线框内电流随时间按图(b)所示规律变化时(　　)‎ ‎　‎ A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势 B．在t2～t3时间内，L有扩张趋势 C．在t2～t3时间内，L有收缩趋势 D．在t3～t4时间内，L有扩张趋势 答案：AD 解析：由题图(b)可知，在t1～t2时间内，导线框中电流逐渐增大，故该电流产生的磁场逐渐增强，则通过圆环的磁通量增加，根据楞次定律的拓展结论——增缩减扩，可以断定圆环有收缩趋势，故A项正确。在t2～t3时间内，导线框中为恒定电流，该电流产生恒定磁场，通过圆环的磁通量不变，圆环中没有感应电流，故B项、C项均错误。在t3～t4时间内，导体框中电流逐渐减小，该电流产生的磁场逐渐减弱，则通过圆环的磁通量减少，根据楞次定律的拓展结论——增缩减扩，可以断定圆环有扩张趋势，故D项正确。‎ 5‎