金版学案届高考物理一轮习题第十章电磁反应第1课电磁感应现象楞次定律Word格式文档下载.docx

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（2）在匀强磁场中，磁通量Φ＝BS，S是跟磁场方向垂直的面积；

若不垂直，则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积，即Φ＝BSsinθ，θ是S与磁场方向的夹角，Ssinθ是有效面积．

2．磁通量的变化．

ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值，注意磁通量的正负．

3．磁通量变化率．

＝

.

注意：

单回路的磁通量变化率等于回路产生的感应电动势，

＝E.

1．产生感应电流的条件：

穿过闭合电路的磁通量发生变化．

2．产生感应电动势的条件：

无论电路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就会产生感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源．

1．右手定则．

伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；

让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．

2．楞次定律：

感应电流产生的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是（AB）

A．焦耳发现了电流热效应的规律

B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

解析：

焦耳发现了电流的热效应规律，并提出焦耳定律，A正确．库仑总结了点电荷间相互作用的规律，提出了库仑定律，B正确．奥斯特发现了电流的磁效应，C错．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，D错．

2．如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方（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，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（AC）

A．摩擦力方向一直向左

B．摩擦力方向先向左、后向右

C．感应电流的方向：

顺时针→逆时针→逆时针→顺时针

D．感应电流的方向：

顺时针→逆时针

本题考查电磁感应现象、楞次定律、平衡力的知识．当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈中的磁通量先变大后减小，再变大最后变小，从上向下看由楞次定律可以分析得到，感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针，选项C正确，选项D错误；

根据电磁驱动的知识可以知道，磁铁匀速向右运动时，线圈受安培力作用有向右运动的趋势，因为线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向始终向左，选项A正确，选项B错误．

3．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．则下列说法中正确的是（CD）

A．若保持电键闭合，则铝环不断升高

B．若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度

C．若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落

D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变

若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落，A、B错，C对；

正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律知，铝环向上跳起，现象不变，D正确．

课时作业

一、单项选择题

1．如图所示，闭合线圈abcd在磁场中运动到如图所示位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是（B）

A．向右进入磁场B．向左移出磁场

C．以ab为轴转动D．以cd为轴转动

ab边受磁场力竖直向上，由左手定则知，通过ab的电流方向是由a指向b，由右手定则可知当线圈向左移出磁场时，bc边切割磁感线可产生顺时针方向的电流．当然也可以用楞次定律判断当线圈向左移出磁场时，磁通量减小，产生顺时针的感应电流，故B正确．当以ab或cd为轴转动时，在图示位置，导线不切割磁感线，无感应电流产生，故C、D错．

2．如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有伏特表和安培表的两根金属棒，它们同时以相同的速度向右运动时，下列说法中正确的是（C）

A．电压表有读数，电流表有读数

B．电压表无读数，电流表有读数

C．电压表无读数，电流表无读数

D．电压表有读数，电流表无读数

此题考查对电磁感应现象的理解和对电压表、电流表示数的理解．两棒以相同的速度向右运动时，因穿过面abcd的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数．C项正确．

3．如右图所示，虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场区域，磁场方向竖直向下．矩形闭合金属线框abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如下图中所给出的是金属框的四个可能达到的位置，则金属框的速度不可能为零的位置是（C）

当线框完全处于磁场中时，线框中无感应电流产生，线框不受力，将做匀速直线运动，其速度不可能为零，故C对．

4．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．若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是（D）

A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，然后被推开

B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，然后随磁铁运动

C．用磁铁N极接近B环时，B环被排斥，远离磁铁运动

D．用磁铁的任意磁极接近A环时，A环均被排斥

接近A环，A环会后退；

从A环移开，A环会前进，移近或远离B环则无任何现象，因为在磁铁接近或远离A环时，由于A环闭合，环中产生了感应电流，阻碍磁铁和A环间的相对运动；

而B环不闭合，无感应电流产生．

5．现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动．经研究这种方法可以更有效地制动，它有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流．将这个电流经放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死．在齿a转过虚线位置的过程中，关于M中感应电流的说法正确的是（D）

A．M中的感应电流方向一直向左

B．M中的感应电流方向一直向右

C．M中先有自右向左、后有自左向右的感应电流

D．M中先有自左向右、后有自右向左的感应电流

由楞次定律知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”．由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，感应电流的磁场总要阻碍原磁场增强，由安培定则可知M中感应电流的方向为自左向右；

齿离开线圈时磁场减弱，由楞次定律知，M中感应电流方向为自右向左．D项正确．

二、不定项选择题

6．如图所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是（CD）

根据楞次定律可确定感应电流的方向：

对C选项，当磁铁向下运动时：

（1）闭合线圈原磁场的方向——向上；

（2）穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；

（3）感应电流产生的磁场方向——向下；

（4）利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．故C项正确．同理分析可知D项正确．

7．如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是（BD）

A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动

B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动

C．圆盘在磁场中向右匀速平移

D．匀强磁场均匀增加

圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平移，都不会使其磁通量发生变化，故不会有电磁感应现象，A、C错误；

圆盘绕水平轴转动或磁场均匀增加，都会使圆盘中的磁通量发生变化，故有感应电流产生，B、D正确．

8．如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是（A）

A．大于环重力mg，并逐渐减小

B．始终等于环重力mg

C．小于环重力mg，并保持恒定

D．大于环重力mg，并保持恒定

根据楞次定律，感应电流方向是顺时针的，再由左手定则判断，安培力应该竖直向下，环始终处于静止状态，表明线的拉力始终大于环的重力mg.由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律，电动势大小不变，根据闭合电路的欧姆定律，环中电流不变，所以安培力逐渐减小，选项A正确，其余选项均错误．

9．如图所示，通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（AD）

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知，A正确，B错误．由各线圈位置关系知，C错误，D正确．

10．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（BD）

A．感应电流的方向始终是由P→Q

B．感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P

C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左

D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右

在PQ杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形POQ内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断B项对；

再由PQ中电流方向及左手定则可判断D项对．

三、非选择题

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．

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：

B＝

12．如图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度ω做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，求：

（1）在金属环转过30°

角时，穿过环的磁通量；

（2）在金属环转过30°

角的过程中，穿过环的磁通量变化．

（1）转过30°

角的磁通量是：

Φ1＝BSsin30°

BS＝

Bπr2.

（2）转过30°

角的过程中的磁通量变化：

ΔΦ＝Φ1－Φ0＝BSsin30°

－0＝

Bπr2.

（1）

Bπr2　

（2）

Bπr2

13．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，以速度v沿垂直于磁感线方向匀速通过磁场，如图所示，从ab边进入磁场时开始计时．

（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，答出感应电流的方向．

（1）图象如图所示．

（2）线框进入磁场阶段，有逆时针方向电流；

线框在磁场运动阶段，无感应电流；

线框离开磁场阶段，有顺时针方向电流．

见解析