导与练福建专版高考物理一轮复习 时电磁感应现象 楞次定律课时训练

导与练福建专版高考物理一轮复习 时电磁感应现象 楞次定律课时训练

第课时　电磁感应现象　楞次定律 ‎【测控导航】‎ 知识点 题号 ‎1.电磁感应现象 ‎1‎ ‎2.楞次定律 ‎4、5、7‎ ‎3.产生感应电流的条件 ‎2、3、6、11‎ ‎4.与力学综合 ‎8、9、10‎ ‎1.对于电磁感应现象的理解,下列说法中正确的是(　D　)‎ A.电磁感应现象是由奥斯特发现的 B.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相同 C.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相反 D.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向可能与引起感应电流的磁场方向相同,也可能相反 解析:电磁感应现象是由法拉第发现的;在电磁感应现象中,感应电流的磁场总阻碍引起感应电流的磁通量的变化,磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,磁通量减少时,两者方向相同.因此,正确选项为D.‎ ‎2. (2012年北京卷)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(　D　)‎ 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:闭合开关S,金属套环跳起,是因为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,故选项D正确.‎ ‎　弄清套环跳起的原因是套环产生了感应电流,根据感应电流产生的条件来分析导致套环未动的原因.‎ ‎3.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线框abcd,线框平面与磁场垂直.在下列哪种情况,可使线框中产生感应电流(　C　)‎ A.线框沿纸面向右加速运动 B.线框垂直纸面向外运动 C.线框绕ad边转动 D.线框绕过d点与纸面垂直的轴,沿纸面顺时针转动 解析:线框处于匀强磁场中,不论是沿纸面向右加速运动,还是垂直纸面向外运动,穿过线框的磁通量均不发生变化,故线框中无感应电流产生,选项A、B均错误;线框绕ad边转动时,穿过它的磁通量发生改变,此时有感应电流产生,而绕过d点与纸面垂直的轴转动时,穿过它的磁通量不发生改变,此时无感应电流产生,故选项C正确,D错误.‎ ‎4.如图所示,光滑金属导轨框架MON竖直放置,水平方向的匀强磁场垂直MON平面.金属棒ab从∠abO=60°位置由静止释放.在重力的作用下,棒ab的两端沿框架滑动.在棒ab由图示位置滑动到水平位置的过程中,棒ab中感应电流的方向是(　D　)‎ A.始终由a到b B.始终由b到a C.先由a到b,再由b到a D.先由b到a,再由a到b 解析:由题意知当棒ab与ON夹角为45°时,三角形Oab面积最大,此时闭合回路的磁通量最大,故穿过闭合回路的磁通量应是先增大后减小,由楞次定律可知电流方向为先由b到a,再由a到b,故D项正确.‎ ‎5.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中 ,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(　D　)‎ A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电 解析:原磁场方向向下,在N极接近线圈上端的过程中,磁通量增大;由楞次定律可知,感应电流磁场的方向与原磁场方向相反,即向上,由安培定则确定感应电流的方向是从b经R到a,下极板带正电,故D项对.‎ ‎　电磁感应现象中,产生电磁感应现象的那部分导体相当“电源”.此题中,线圈相当于“电源”对外供电,电阻R为外电路,电容器C的充电电压等于R两端的电压.‎ ‎6.学习楞次定律的时候,老师往往会做如图所示的实验.图中,a、b都是很轻的铝环,环a是闭合的,环b是不闭合的.a、b环都固定在一根可以绕O点自由转动的水平横杆上,开始时整个装置静止.拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,发生的现象是(　A　)‎ A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动 C.无论磁铁插左环还是右环,横杆都不发生转动 D.无论磁铁插左环还是右环,横杆都发生转动 解析:根据感应电流产生的条件可知,磁铁插向左环时,左环闭合产生感应电流,受安培力作用,横杆转动,而插向右环时,右环由于不闭合,无感应电流产生,不受安培力作用,横杆不转动,故选项A正确.‎ ‎7.如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁,置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度).当磁铁匀速向右通过线圈时,线圈静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向为(　A　)‎ A.一直向左 B.一直向右 C.先向左,后向右 D.先向右,后向左 解析:蹄形磁铁在矩形线圈的下方通过时,线圈中产生感应电流,根据楞次定律可知,线圈中产生的感应电流总阻碍它们之间的相对运动,故线圈有沿薄板向右运动的趋势,一直受到向左的静摩擦力作用,正确答案为A.‎ ‎8. (2012年海南卷)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.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　)‎ A.T1>mg,T2>mg B.T1mg,T2mg 解析:金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1>mg,T2>mg,选项A正确.‎ ‎9.(2011年上海卷)如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a(　B　)‎ A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转 C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转 解析:对A选项,当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时,相当于顺时针方向电流,并且在增大,根据右手定则,其内(金属圆环a内)有垂直纸面向里的磁场,其外(金属圆环b处)有垂直纸面向外的磁场,并且磁场的磁感应强度在增大,金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里而且增大,根据楞次定律,b中产生逆时针方向的感应电流,根据左手定则,可判断b具有扩张趋势,所以A错误;同样的方法可判断B正确,而C选项,b中产生顺时针方向的感应电流,但具有扩张趋势;而D选项,b中产生逆时针方向的感应电流,所以C、D均错误.故选B.‎ ‎10.(2011年江苏卷)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(　B　)‎ 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 解析:离导线越远,磁感应强度越小.线框下落,磁通量减小,故A错误;由楞次定律可知,线框中感应电流方向保持不变,B正确;上、下两边框所在处的磁感应强度不同,安培力的合力不为零,C错误;下落过程中,线框克服安培力做功,机械能减小,D错误.‎ ‎11.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匀速通过磁场区域,如图所示,从ab进入磁场开始计时.‎ ‎(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;若无,请说明理由.‎ 解析:线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中).‎ ‎(1)①线框进入磁场阶段:t为0～,线框进入磁场中的面积与时间成正比,即 S=lvΔt1‎ 故Φ=BS=BlvΔt1‎ Δt1=时,Φ=Bl2‎ ‎②线框在磁场中运动阶段:t为～,线框中的磁通量为Φ=Bl2,保持不变,此过程Δt2=.‎ ‎③线框离开磁场阶段:t为～,线框中的磁通量均匀减小,即 Φ=Bl(l-vΔt3)=Bl2-BlvΔt3‎ 当t=时,Δt3=,Φ=0.‎ 因此,穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示.‎ ‎(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向.‎ 线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生.‎ 线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向.‎ 答案:见解析.‎