高考物理人教版全国II一轮复习习题第9章 基础课时24电磁感应现象 楞次定律.docx

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高考物理人教版全国II一轮复习习题第9章基础课时24电磁感应现象楞次定律

基础课时24　电磁感应现象　楞次定律

一、单项选择题

1.如图1所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（　　）

图1

A.

B.

C．BL2D．NBL2

解析　穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝B·

L2＝

，选项A正确。

答案　A

2．（2016·河北正定模拟）如图2所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。

现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是（　　）

图2

A．将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置

B．将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置

C．将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置

D．将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置

解析　当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，M、N分别连接电源的两个极即可，故可知只有B项正确。

答案　B

3．（2016·河南开封名校联考）奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。

图3中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接。

实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是（　　）

图3

A．线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强

B．线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了

C．线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场

D．线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场

解析　电流表与线圈B构成闭合电路，当线圈中磁通量发生变化时，线圈中产生感应电动势，从而可出现感应电流。

由于线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场，所以线圈B中磁通量没有变化，电流表指针不偏转，D正确。

答案　D

4．如图4所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同。

一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行。

线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间。

则下列说法中正确的是（　　）

图4

A．在位置2时，穿过线圈的磁通量为零

B．在位置2时，穿过线圈的磁通量的变化率为零

C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化

D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向先向右后向左

解析　磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数，故在位置2，磁通量为0，但磁通量的变化率不为0，A正确，B错误；1→2，磁通量减小，感应电流为逆时针方向，2→3，磁通量反向增大，感应电流仍为逆时针方向，C错误；由楞次定律知，线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动，方向总是向右，D错误。

答案　A

5．如图5所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（　　）

图5

A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置

B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大

C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流

D．圆环最终将静止在平衡位置

解析　当圆环进出磁场时，由于圆环内磁通量发生变化，所以有感应电流产生，同时金属圆环本身有内阻，部分机械能会转化成热能而损失，因此圆环不会摆到释放位置，A错误，C正确；随着圆环进出磁场，其机械能逐渐减少，圆环摆动的幅度越来越小，当圆环只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，圆环将在A、B间来回摆动，B、D错误。

答案　C

6．如图6所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。

在将磁铁的S极插入线圈的过程中（　　）

图6

A．通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互排斥

B．通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥

C．通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互吸引

D．通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互吸引

解析　磁铁的S极朝下，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过线圈的磁场方向向上，且增强，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加，则感应电流方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥，选项B正确。

答案　B

7．如图7所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小为（　　）

图7

A.

BSB.

NBS

C.

BSD.

NBS

解析　Φ是标量，但有正负之分，在计算ΔΦ＝Φ2－Φ1时必须注意Φ2、Φ1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进。

若取转到末位置时穿过线框方向为正方向，则Φ2＝

BS，Φ1＝－

BS，因穿过多匝线圈的磁通量的大小与匝数无关，故ΔΦ＝

BS。

答案　C

8．（2016·陕西西安市高三模拟）如图8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，关于线拉力的大小下列说法中正确的是（　　）

图8

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

解析　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F＝I·2RB逐渐减小，选项A正确。

答案　A

9．两块水平放置的金属板，板间距离为d，用导线将两块金属板与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，如图9所示。

两板间有一带正电的油滴恰好静止，则磁场的磁感应强度B随时间变化的图象是（　　）

图9

解析　带正电的油滴静止，即所受重力与电场力平衡，两板间为匀强电场，因此线圈中产生的感应电动势为恒定值，由法拉第电磁感应定律可知，通过线圈的磁通量一定是均匀变化的，A、D两项错误；油滴带正电，故下极板电势高于上极板电势，感应电流产生磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，通过线圈的磁通量均匀减小，故C项正确，B项错误。

答案　C

二、多项选择题

10.如图10所示，闭合导体环水平固定。

条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直轴线下落，穿过导体环的过程中，关于导体环中的感应电流及条形磁铁的加速度，下列说法正确的是（　　）

图10

A．从上向下看，导体环中的感应电流的方向先顺时针后逆时针

B．从上向下看，导体环中的感应电流的方向先逆时针后顺时针

C．条形磁铁的加速度一直小于重力加速度

D．条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度

解析　当条形磁铁的中心恰好位于导体环所在的水平面时，条形磁铁内部向上的磁感线都穿过了导体环，而条形磁铁外部向下穿过导体环的磁通量最少，所以此时刻穿过导体环的磁通量最大，因此全过程导体环中磁通量方向向上，先增大后减小，从上向下看，感应电流方向先顺时针后逆时针，A正确，B错误；导体环中的感应电流产生的磁场始终阻碍条形磁铁运动，所以条形磁铁的加速度一直小于重力加速度，C正确，D错误。

答案　AC

11．如图11所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引的是（　　）

图11

A．向右做匀速运动B．向左做减速运动

C．向右做减速运动D．向右做加速运动

解析　当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B正确；同理可判定C正确，D错误。

答案　BC

12．（2016·上海建平中学月考）如图12闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过匀强磁场，磁场区域竖直方向的长度大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则（　　）

图12

A．从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场整个过程，线圈中始终有感应电流

B．从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场整个过程，必有一个阶段其加速度等于g

C．dc边刚进入磁场时感应电流方向与dc边刚穿出磁场时感应电流方向相反

D．dc边刚进入磁场时感应电流大小与dc边刚穿出磁场时感应电流大小可能相等

解析　当整个线圈都进入磁场时，线圈中磁通量不变，没有感应电流，此时线圈受重力，加速度为g，选项A错误，B正确；线圈进磁场时，磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流是逆时针方向，线圈出磁场时，磁通量减小，感应电流是顺时针方向，选项C正确；若dc边进磁场时是减速进的，则经过在磁场中一段加速过程，dc边出磁场时的速度可能与dc边进磁场时的速度相同，则感应电流大小可能相等，选项D正确。

答案　BCD

13．（2016·江苏泰州一中期末）如图13所示，固定的水平长直导线中通有向右的恒定电流I，闭合的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（　　）

图13

A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框的机械能不断减小

C．线框中产生顺时针方向的感应电流

D．线框所受安培力的合力为零

解析　电流在导线下方产生的磁场方向垂直于纸面向里，线框由静止释放，在下落过程中，穿过线圈的磁通量逐渐减小，线圈中产生顺时针方向的电流，选项A错误，C正确；两水平边中电流大小相等、方向相反，但所处的磁场大小不同，所以整个线圈受的安培力的合力向上，对线圈做负功，线圈的机械能减小，选项B正确，D错误。

答案　BC

14．如图14甲所示为放在同一水平面内的两个闭合同心圆形线圈A、B，线圈A中通入如图乙所示的电流，t＝0时电流方向为顺时针（如图中箭头所示），则下列说法中正确的是（　　）

图14

A．在t1～t2时间段内，线圈B内有顺时针方向的电流，线圈B有扩张的趋势

B．在t1～t2时间段内，线圈B内感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里

C．在0～t1时间段内，线圈B内有逆时针方向的电流

D．在0～t1时间段内，线圈B有收缩的趋势

解析　在t1～t2时间段内，线圈A中的电流为逆时针方向，产生的磁场垂直纸面向外且是增大的，由此可判定线圈B中的电流为顺时针方向，产生的磁场方向垂直纸面向里，线圈A、B中电流方向相反，相互排斥，线圈B有扩张趋势，故A、B正确；在0～t1时间段内，线圈A中的电流为顺时针方向，产生的磁场垂直纸面向里且是减小的，线圈B内有顺时针方向的感应电流，线圈A、B相互吸引，线圈B有收缩的趋势，C错误，D正确。

答案　ABD