高考物理一輪基礎復習 電磁感應現(xiàn)象、楞次定律1

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電磁感應現(xiàn)象、楞次定律 一、選擇題(每小題6分，共54分) 1.如圖所示，在直導線下方有一矩形線框，當直導線中通有方向如圖所示且均勻增大的電流時，線框?qū)?　　) A．有順時針方向的電流 B．有逆時針方向的電流 C．靠近直導線 D．遠離直導線 　解析　BD　根據(jù)楞次定律可知，線框?qū)⑦h離直導線，并有逆時針方向的電流． 2.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B，B的方向與水平夾角為30，圖中實線位置有一面積為S的矩形線圈處于磁場中，并繞著它的一條邊從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置(圖中虛線位置)．則在此過程中磁通量的改變量大小為(　　) A.BS B．BS C.BS D．2BS 　解析　C　取線圈在水平位置穿過線圈的磁通量為正，則Φ1＝BSsin 30＝BS. 線圈處于豎直位置，磁感線從線圈另一面穿過，磁通量 Φ2＝－BScos 30＝－BS. 則線圈中的磁通量的改變量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS. 3.如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行共軸，則線圈2從正上方下落至1的正下方過程中，從上往下看，線圈2的感應電流為(　　) A．無感應電流 B．有順時針方向的感應電流 C．先是順時針方向，后是逆時針方向的感應電流 D．先是逆時針方向，后是順時針方向的感應電流 　解析　C　方法1：線圈1中環(huán)形電流的磁場方向由安培定則可判定為向上，線圈2從正上方下落到與線圈1共面的過程中穿過線圈2的磁通量增加，感應電流形成的磁場要阻礙磁通量的增加，故感應電流形成的磁場方向與線圈1的磁場方向相反，再根據(jù)安培定則判斷可知，線圈2中電流方向為順時針．在線圈2從與1共面到落到正下方的過程中，穿過線圈2的磁通量減少，感應電流形成的磁場要阻礙磁通量的減少，故感應電流形成的磁場與線圈1的磁場方向相同，再根據(jù)安培定則判斷可知，線圈2中電流方向為逆時針．所以答案選C. 方法2：由楞次定律可知，感應電流在原磁場中所受到的作用力阻礙它們的相對運動，則在靠近過程中應是斥力，反向電流相斥，故2中電流為順時針，在遠離過程中應是引力，同向電流相吸，故2中電流為逆時針，應選C. 4．如右圖所示，導線ab和cd互相平行，則下列情況中導線cd中無電流的是(　　) A．開關S閉合或斷開的瞬間 B．開關S是閉合的，但滑片向左滑 C．開關S是閉合的，但滑片向右滑 D．開關S始終閉合，滑片不動 　解析　D　只要使閉合回路cdG的磁通量發(fā)生變化，cd中就有感應電流．S閉合或斷開的瞬間，通過ab的電流發(fā)生變化，其產(chǎn)生的磁場也發(fā)生變化，穿過cdG的磁通量也發(fā)生變化，同時當滑片P移動時，cdG中的磁通量也發(fā)生變化，有感應電流，故選D. 5．如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，在下落過程中，下列判斷中正確的是(　　) A．金屬環(huán)在下落過程中的機械能守恒 B．金屬環(huán)在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減小量 C．金屬環(huán)的機械能先減小后增大 D．磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力 　解析　B　金屬環(huán)在下落過程中，其中的磁通量發(fā)生變化，閉合金屬環(huán)中會產(chǎn)生感應電流，金屬環(huán)要受到磁場力的作用，機械能不守恒，A錯．由能量守恒，金屬環(huán)重力勢能的減少量等于其動能的增加量和在金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能之和，B對．在下落過程中機械能變?yōu)殡娔?，機械能減小，C錯．當金屬環(huán)下落到磁鐵中央位置時，金屬環(huán)中的磁通量不變，其中無感應電流，和磁鐵間無磁場力的作用，磁鐵所受重力等于桌面對它的支持力，由牛頓第三定律，磁鐵對桌面的壓力大小等于桌面對磁鐵的支持力大小等于磁鐵的重力大小，D錯． 6．如圖所示，A、B為大小形狀相同且內(nèi)壁光滑、用不同材料制成的圓筒，豎直固定在相同高度的兩個相同的磁鐵，同時從A、B上端管口同一高度無初速度同時釋放，穿過A管的磁鐵比穿過B管的磁鐵先落到地面，下面關于兩管的制作材料的描述可能是(　　) A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的 B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的 C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用銅制成的，B管是用鋁制成的 　解析　A　磁鐵穿過金屬環(huán)時會產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，磁鐵會受到阻力從而使落地時間延長，故A項正確． 7．如圖所示裝置中，閉合銅環(huán)A靜止懸掛在通電螺線管的M端，螺線管的軸線垂直于環(huán)面并正對環(huán)心．要使銅環(huán)向螺線管靠近，下列各操作中可以實現(xiàn)的是(　　) A．開關S由斷開到接通的瞬間 B．開關S由接通到斷開的瞬間 C．將滑片P向C滑動的過程中 D．將滑片P向D滑動的過程中 　解析　BC　只有電路中電流減小時，由楞次定律可判斷銅環(huán)A向右運動，故B、C項正確． 8．電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，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(　　) 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　D　本題主要考查電磁感應現(xiàn)象及楞次定律．磁鐵下落，穿過線圈的磁通量方向向下且增加，根據(jù)楞次定律知線圈中感應電流的磁場方向向上，再根據(jù)安培定則(右手螺旋定則)判斷出線圈中感應電流的方向，此時線圈等效于一個電源，在電源內(nèi)部電流從負極流向正極，所以線圈下端為正極，上端為負極，從而判斷流過R的電流方向為從b到a，電容器的下極板帶正電． 9．如圖所示，兩條螺旋狀彈性導線與兩根金屬棒相連，組成閉合電路，且上端金屬棒固定，下端金屬棒自由懸垂．如果穿過回路的磁場逐漸增強，下面的金屬棒可能的運動情況是(　　) A．向上運動 B．向下運動 C．向左擺動 D．向右擺動 　解析　A　根據(jù)楞次定律，感應電流帶來的安培力會阻礙原磁場的變化，所以線圈面積有變小的趨勢，正確答案是A. 二、非選擇題(共46分) 10．(12分)如圖所示，金屬圓盤可繞O軸轉(zhuǎn)動，電阻R用電刷接于圓盤中心和邊緣之間．當圓盤做順時針方向的轉(zhuǎn)動時(從上向下看)，通過R的電流方向是________． 　解析　將圓盤看成由很多根從圓心到邊緣的導線組成，這些導線就像自行車的輻條．圓盤轉(zhuǎn)動時，這些輻條切割磁感線．由右手定則知：輻條中感應電流從O流向圓盤邊緣，然后通過電刷沿導線從b通過電阻R到a.所以，通過R的電流方向是b→a. 【答案】　b→a 11.(16分)如圖所示，一矩形線圈沿條形磁鐵的一端(稍偏上方)水平下落，則穿過線圈的磁通量如何變化？ 　解析　取線圈水平落至條形磁鐵的中央水平面和下方無窮遠處這兩個特殊位置，可見其磁通量先減少至中央為零，隨后又增大再減少至無窮遠處為零． 【答案】　磁通量先減少，后增加，再減少． 12.(18分)磁感應強度為B的勻強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的正方形導線框abcd，以速度v沿垂直于磁感線的方向勻速通過磁場，如圖所示．從ab邊進入磁場時開始計時． (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電流．若有，判斷出感應電流的方向． 　解析　線框穿過磁場的過程可分為3個階段：進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)． (1)①線框進入磁場階段：t為0→時，線框進入磁場中的面積線性增加，S＝lvt，最后為Φ＝BS＝Bl2. ②線框在磁場中運動階段：t為→時，線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變． ③線框離開磁場階段：t為→時，線框磁通量線性減少，最后為零．Φ t圖象如圖所示． (2)線框進入磁場階段，穿過線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應電流．由右手定則可知，感應電流方向為逆時針方向．線框在磁場中運動階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應電流產(chǎn)生．線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減少，線框中產(chǎn)生感應電流．由右手定則可知，感應電流方向為順時針方向． 【答案】　見解析 - 5 -