专题练习26 电磁感应现象 楞次定律

专题练习26 电磁感应现象 楞次定律

专题练习(二十六)　电磁感应现象　楞次定律 ‎ ‎ ‎1.(2011·上海高考)如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布．水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中(　　)‎ A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流方向一直是逆时针 C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向 ‎2．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)．在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是(　　)‎ A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 解析：在t1～t2时间内，通入线圈A中的电流是正向增大的，即逆时针方向增大的，其内部会产生增大的向外的磁场，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流．线圈B中电流为顺时针方向，与A的电流方向相反，有排斥作用，故线圈B将有扩张的趋势．‎ 答案：A ‎3．(2012·北京高考)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 6‎ ‎ ‎ 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 解析：老师演示实验所用套环为金属套环(闭合导体)，闭合开关S的瞬间，套环中磁通量变化，产生感应电流．根据楞次定律，套环受到排斥，立刻跳起．同学实验，导致套环未动的原因可能是所用套环的材料不是导体或不闭合，选项D正确．‎ 答案：D ‎4.北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为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．下列说法中正确的是(　　)‎ A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低 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为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a 解析：线圈向东平动时，ba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同，a点电势比b点电势低，A正确；同理，线圈向北平动，则a、b电势相等，高于c、d两点电势，B错误；以ab为轴将线圈翻转，向下的磁通量减小了，感应电流的磁场方向应该向下，再由右手定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C正确．‎ 答案：AC ‎5．(2013·上海浦东期末)一足够长的铜管竖直放置，将一截面与铜管的内截面相同，质量为m的永久磁铁块由管上端放入管内，不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度(　　)‎ A．越来越大 B．逐渐增大到一定值后保持不变 C．逐渐增大到一定值时又开始减小，到一定值后保持不变 D．逐渐增大到一定值时又开始减小到一定值，之后在一定区间变动 解析：质量为m 6‎ ‎ ‎ 的永久磁铁块由管上端放入管内，下落时铜管内磁通量变化，产生感应电流，磁铁由于受到安培力作用，逐渐增大到一定值后保持不变，选项B正确．‎ 答案：B ‎6.如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直．如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流，可行的做法是(　　)‎ A．AB中电流I逐渐增大 B．AB中电流I先增大后减小 C．AB中电流I正对OO′靠近线圈 D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)‎ 解析：由于通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直．AB中电流如何变化，或AB中电流I正对OO′靠近线圈或远离线圈，线圈中磁通量均为零，不能在线圈中产生感应电流，选项A、B、C错误；线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)，由楞次定律可知，在线圈中形成方向为abcda的感应电流，选项D正确．‎ 答案：D ‎7．(2012·海南高考)如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则(　　)‎ A．T1>mg，T2>mg　　　　 B．T1mg，T2mg 解析：环从位置Ⅰ释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化，都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用力．根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以T1>mg，T2>mg，选项A正确．‎ 答案：A ‎8.(2013·绵阳模拟)如图所示，一半圆形铝框始终全部处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度随高度增加均匀减小，高度相同，磁感应强度相等．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，不计空气阻力，铝框由静止释放下落的过程中(　　)‎ A．铝框回路总感应电动势为零 B．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为零 C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D．直径AB受安培力与半圆弧AB受安培力合力大小相等，方向相反 解析：铝框回路总感应电动势不为零，回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab 6‎ ‎ ‎ 两点间电势差大于零，选项A、B错误；由于下落过程中受到安培力作用，铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g.选项C正确；直径AB受安培力大于半圆弧AB受安培力的合力，二者方向相反，选项D错误．‎ 答案：C ‎9．(2011·江苏高考)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中(　　)‎ A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 ‎10.如图所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上．已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是(　　)‎ A．磁铁在整个下落过程中做自由落体运动 B．磁铁在管内下落过程中机械能守恒 C．磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D．磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量 解析：条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，铝管中产生感应电流，阻碍磁铁下落，磁铁在管内下落过程中机械能减小，磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量，选项A、B错误，D正确；由于磁铁在管内下落过程中受到铝管对磁铁的阻碍作用，由牛顿第三定律可知，磁铁对铝管有向下的作用力，所以磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力，选项C正确．‎ 答案：CD ‎11．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．‎ 6‎ ‎ ‎ 解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化 在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量 Φ1＝B0S＝B0l2‎ 设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)‎ 由Φ1＝Φ2得B＝.‎ 答案：见解析 ‎12.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图，所示，从ab进入磁场时开始计时，到线框离开磁场为止．‎ ‎(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；‎ ‎(2)判断线框中有无感应电流．若有，请判断出感应电流的方向．‎ 答案：(1)见解析 6‎ ‎ ‎ ‎(2)线框进入磁场阶段，电流方向为逆时针；线框在磁场中运动阶段，无电流；线框离开磁场阶段，电流方向为顺时针 。‎ ‎ ‎ 6‎ ‎ ‎