福建2014高考物理一輪復(fù)習(xí)課時訓(xùn)練：電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律

1、第課時電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律【測控導(dǎo)航】知識點題號1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象12.楞次定律4、5、73.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件2、3、6、114.與力學(xué)綜合8、9、101.對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解,下列說法中正確的是(D)A.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由奧斯特發(fā)現(xiàn)的B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的磁場方向總與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的磁場方向總與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反D.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的磁場方向可能與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同,也可能相反解析:電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由法拉第發(fā)現(xiàn)的;在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的磁場總阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電

2、流的磁場方向相反,磁通量減少時,兩者方向相同.因此,正確選項為D.2. (2012年北京卷)物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”.如圖,她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán).閉合開關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來器材再探究此實驗.他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗,線圈上的套環(huán)均未動.對比老師演示的實驗,下列四個選項中,導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是(D)A.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過高C.所選線圈的匝數(shù)過多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同解析:閉合開關(guān)S,金屬套環(huán)跳起,是因為S閉合瞬間,穿過套環(huán)的磁通量變化,環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣故.

3、產(chǎn)生感應(yīng)電流要具備兩個條件:回路閉合和穿過回路的磁通量變化.只要連接電路正確,閉合S瞬間,就會造成穿過套環(huán)磁通量變化,與電源的交直流性質(zhì)、電壓高低、線圈匝數(shù)多少均無關(guān).該同學(xué)實驗失敗,可能是套環(huán)選用了非導(dǎo)電材料的緣故,故選項D正確.弄清套環(huán)跳起的原因是套環(huán)產(chǎn)生了感應(yīng)電流,根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件來分析導(dǎo)致套環(huán)未動的原因.3.如圖所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中,有一個矩形閉合線框abcd,線框平面與磁場垂直.在下列哪種情況,可使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流(C)A.線框沿紙面向右加速運動B.線框垂直紙面向外運動C.線框繞ad邊轉(zhuǎn)動D.線框繞過d點與紙面垂直的軸,沿紙面順時針轉(zhuǎn)動解析:線框處于勻強(qiáng)

4、磁場中,不論是沿紙面向右加速運動,還是垂直紙面向外運動,穿過線框的磁通量均不發(fā)生變化,故線框中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項A、B均錯誤;線框繞ad邊轉(zhuǎn)動時,穿過它的磁通量發(fā)生改變,此時有感應(yīng)電流產(chǎn)生,而繞過d點與紙面垂直的軸轉(zhuǎn)動時,穿過它的磁通量不發(fā)生改變,此時無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故選項C正確,D錯誤.4.如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌框架MON豎直放置,水平方向的勻強(qiáng)磁場垂直MON平面.金屬棒ab從abO=60°位置由靜止釋放.在重力的作用下,棒ab的兩端沿框架滑動.在棒ab由圖示位置滑動到水平位置的過程中,棒ab中感應(yīng)電流的方向是(D)A.始終由a到b B.始終由b到aC.先由a到b,再由b到aD.

5、先由b到a,再由a到b解析:由題意知當(dāng)棒ab與ON夾角為45°時,三角形Oab面積最大,此時閉合回路的磁通量最大,故穿過閉合回路的磁通量應(yīng)是先增大后減小,由楞次定律可知電流方向為先由b到a,再由a到b,故D項正確.5.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示.現(xiàn)使磁鐵開始自由下落,在N極接近線圈上端的過程中 ,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(D)A.從a到b,上極板帶正電B.從a到b,下極板帶正電C.從b到a,上極板帶正電D.從b到a,下極板帶正電解析:原磁場方向向下,在N極接近線圈上端的過程中,磁通量增大;由楞次定律可知,感應(yīng)電

6、流磁場的方向與原磁場方向相反,即向上,由安培定則確定感應(yīng)電流的方向是從b經(jīng)R到a,下極板帶正電,故D項對.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那部分導(dǎo)體相當(dāng)“電源”.此題中,線圈相當(dāng)于“電源”對外供電,電阻R為外電路,電容器C的充電電壓等于R兩端的電壓.6.學(xué)習(xí)楞次定律的時候,老師往往會做如圖所示的實驗.圖中,a、b都是很輕的鋁環(huán),環(huán)a是閉合的,環(huán)b是不閉合的.a、b環(huán)都固定在一根可以繞O點自由轉(zhuǎn)動的水平橫桿上,開始時整個裝置靜止.拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán),后又取出插向另一個小環(huán),發(fā)生的現(xiàn)象是(A)A.磁鐵插向左環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動B.磁鐵插向右環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動C.無論磁鐵插左環(huán)還是右環(huán),橫桿都

7、不發(fā)生轉(zhuǎn)動D.無論磁鐵插左環(huán)還是右環(huán),橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動解析:根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知,磁鐵插向左環(huán)時,左環(huán)閉合產(chǎn)生感應(yīng)電流,受安培力作用,橫桿轉(zhuǎn)動,而插向右環(huán)時,右環(huán)由于不閉合,無感應(yīng)電流產(chǎn)生,不受安培力作用,橫桿不轉(zhuǎn)動,故選項A正確.7.如圖所示,矩形閉合線圈放置在水平薄板上,有一塊蹄形磁鐵,置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度).當(dāng)磁鐵勻速向右通過線圈時,線圈靜止不動,那么線圈受到薄板的摩擦力方向為(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:蹄形磁鐵在矩形線圈的下方通過時,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流總阻礙它們之間的相對

8、運動,故線圈有沿薄板向右運動的趨勢,一直受到向左的靜摩擦力作用,正確答案為A.8. (2012年海南卷)如圖,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上,細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過.現(xiàn)將環(huán)從位置釋放,環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細(xì)線的張力分別為T1和T2,重力加速度大小為g,則(A)A.T1>mg,T2>mgB.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mgD.T1<mg,T2>mg解析:金屬圓環(huán)從位置到位置過程中,由楞次定律知,金屬圓環(huán)在磁鐵上端時受力向上,在磁鐵下端時受力也向上,則金屬圓環(huán)對磁鐵的作用力始終向下,對磁鐵受力

9、分析可知T1>mg,T2>mg,選項A正確.9.(2011年上海卷)如圖,均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置,當(dāng)a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時,b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,且具有收縮趨勢,由此可知,圓環(huán)a(B)A.順時針加速旋轉(zhuǎn)B.順時針減速旋轉(zhuǎn)C.逆時針加速旋轉(zhuǎn)D.逆時針減速旋轉(zhuǎn)解析:對A選項,當(dāng)帶正電的絕緣圓環(huán)a順時針加速旋轉(zhuǎn)時,相當(dāng)于順時針方向電流,并且在增大,根據(jù)右手定則,其內(nèi)(金屬圓環(huán)a內(nèi))有垂直紙面向里的磁場,其外(金屬圓環(huán)b處)有垂直紙面向外的磁場,并且磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大,金屬圓環(huán)b包圍的面積內(nèi)的磁場的總磁感應(yīng)強(qiáng)度是垂直紙面向里而且增大,根據(jù)楞次定律,

10、b中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則,可判斷b具有擴(kuò)張趨勢,所以A錯誤;同樣的方法可判斷B正確,而C選項,b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,但具有擴(kuò)張趨勢;而D選項,b中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,所以C、D均錯誤.故選B.10.(2011年江蘇卷)如圖所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行,線框由靜止釋放,在下落過程中(B)A.穿過線框的磁通量保持不變B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變C.線框所受安培力的合力為零D.線框的機(jī)械能不斷增大解析:離導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度越小.線框下落,磁通量減小,故A錯誤;由楞次定律可知,線框中感應(yīng)電流方向保持不變,B正

11、確;上、下兩邊框所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同,安培力的合力不為零,C錯誤;下落過程中,線框克服安培力做功,機(jī)械能減小,D錯誤.11.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi),有一個電阻為R,邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd,沿垂直于磁感線方向,以速度v勻速通過磁場區(qū)域,如圖所示,從ab進(jìn)入磁場開始計時.(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象;(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流,若有,請判斷出感應(yīng)電流的方向;若無,請說明理由.解析:線框穿過磁場的過程可分為三個階段:進(jìn)入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊均在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中).(1)線框進(jìn)入磁場階段:t為0,線框進(jìn)入磁場中的面積與時間成正比,即S=lvt1故=BS=Blvt1t1=時,=Bl2線框在磁場中運動階段:t為,線框中的磁通量為=Bl2,保持不變,此過程t2=.線框離開磁場階段:t為,線框中的磁通量均勻減小,即=Bl(l-vt3)=Bl2-Blvt3