人教版高中物理 电磁感应现象和楞次定律名师精编单元测试.docx

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人教版高中物理电磁感应现象和楞次定律名师精编单元测试

（四十七）　电磁感应现象和楞次定律

1．（2018·黑龙江大庆实验中模拟）如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1>S2＝S3,1、2在同一位置，且3线圈在磁铁的正中间．设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3，则它们的大小关系是（　　）

A．Φ1>Φ2>Φ3B．Φ1>Φ2＝Φ3]

C．Φ1<Φ2<Φ3D．Φ1<Φ2＝Φ3

答案：

C　解析：

在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通量为内部向左的磁通量减去外部向右的磁通量，而内部向左的磁通量相同，外部向右的磁通量越大，总磁通量越小，1、2在同一位置，1的外部面积大，则向右的磁通量大，故Φ2>Φ1,2、3面积一样，3位置外部向右磁通量小，则Φ3>Φ2，可知Φ1<Φ2<Φ3，选项C正确．

2．（多选）闭合的铝环竖直放置，在其右侧的轴线上水平放置一小磁针，小磁针可在水平方向上自由运动，下列说法正确的是（　　）

A．如果铝环向右运动，则小磁针沿水平方向向右运动

B．如果铝环向右运动，则小磁针沿水平方向向左运动]

C．如果铝环垂直轴线向上运动，则小磁针沿水平方向向右运动

D．如果铝环垂直轴线向上运动，则小磁针沿水平方向向左运动

答案：

AD　解析：

如果铝环向右运动，则穿过铝环的磁通量向左增加，则感应电流的磁场向右，从左向右看铝环中的感应电流沿顺时针方向，则铝环的右侧相当于N极，则小磁针沿水平方向向右运动，A正确，B错误；如果铝环垂直轴线向上运动，则穿过铝环的磁通量向左减少，则感应电流的磁场向左，从左向右看铝环中的感应电流沿逆时针方向，则铝环的左侧相当于N极，则小磁针沿水平方向向左运动，C错误，D正确．

3．（2018·福建质检）法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是（　　）

A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转]

B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转

C．线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转

D．线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转

答案：

C　解析：

根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流，因此无论线圈B匝数多少，线圈A中电池多少，都不能在线圈B中产生感应电流，选项A、B错误．只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间，线圈B中才能产生感应电流，电流产生磁场，使导线下面平行放置的小磁针发生偏转，选项C正确，D错误．

4．（2018·甘肃天水一中月考）如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是（　　）

A．线圈中通以恒定的电流]

B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动

C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动

D．将开关突然断开的瞬间

答案：

A　解析：

线圈中通以恒定的电流时，线圈中产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，选项A正确；通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈中产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流，选项B错误；通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，则回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流，选项C错误；将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，选项D错误．

5．（2018·山东烟台期末）如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当矩形线圈突然向右运动时，线圈所受安培力的合力方向（　　）

A．向左B．向右

C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里

答案：

A　解析：

当矩形线圈突然向右运动时，线圈中会产生逆时针方向的电流，根据左手定则可知，ab边受的安培力向左，cd边受的安培力向左，合力的方向向左，A正确．或根据楞次定律规律“来拒去留”，感应电流的效果总是阻碍相对运动，所以线圈向右运动则所受安培力向左．

6.（2018·江苏苏北四市联考）如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是（　　）

A．电流计中的电流先由a到b，后由b到a

B．a点的电势始终低于b点的电势

C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量]

D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度

答案：

D　解析：

电流计中的电流先由b到a，后由a到b，A错误；a点的电势先比b点低，后比b点高，B错误；磁铁减少的机械能等于回路中产生的热量与磁铁的动能之和，C错误；根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁铁与闭合回路间的相对运动，磁铁刚离开螺线管时，受到向上的磁场力，加速度小于重力加速度，D正确．

7．（2018·辽宁省实验中月考）（多选）如图所示，一根长导线弯成“n”形，通以直流电流I，正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流I增大的过程中，下列叙述正确的是（　　）

A．金属环C中无感应电流产生

B．金属环C中有沿逆时针方向的感应电流

C．悬挂金属环C的竖直线拉力变大

D．金属环C仍能保持静止状态

答案：

BCD　解析：

根据右手螺旋定则可以判断出导线之间的区域磁场方向垂直纸面向里，即金属环中的磁场方向垂直纸面向里，当电流I增大时，通过金属环的磁通量增大，根据楞次定律可知金属环中有感应电流产生，方向为逆时针方向，选项A错误，B正确；因为金属环靠近导线上部，所以金属环上部的磁感应强度大于金属环下部的磁感应强度，根据左手定则可以判断出金属环受到的安培力的合力方向向下，根据共点力的平衡条件可得悬挂金属环C的竖直线拉力变大，选项C正确；金属环C不会旋转，仍能保持静止状态，选项D正确．

8．（2018·浙江联考）如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定（　　）

A．v1

C．v3

答案：

D　解析：

由能量守恒定律可知，线框从进入磁场到离开磁场的过程中，有部分机械能转化为焦耳热，即机械能减小，则v4v2，A错误；线框离开磁场时受到的安培力方向竖直向上，重力方向竖直向下，二者大小关系不能确定，故v3、v4大小关系也不能确定，C错误．

9.（多选）如图所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与“U”形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（　　）

]

甲

乙

A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大

B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大

C．在t1t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流

D．在t1t2时间内，金属圆环L有收缩的超势

答案：

BD　解析：

当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流．在t1时刻，感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，A项错误；在t2时刻，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，B项正确；由楞次定律知在t1t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向的感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内的磁通量增大，根据楞次定律知金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，C项错误；在t1t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势，D项正确．

10．（2018·贵州贵阳一模）（多选）如图所示，两根固定的硬质平行直导线及虚线AB在同一平面内，两导线关于AB对称，导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，将与两平行直导线位于同一平面内的硬质矩形金属线框，从图中实线位置向右平移到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．线框中的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向

B．线框中的感应电流一直沿顺时针方向

C．线框受到的安培力方向先向左后向右

D．线框受到的安培力方向一直向左

答案：

BD　解析：

根据安培定则和磁场的叠加原理判断得知，在AB右侧磁场方向垂直纸面向外，左侧磁场方向垂直纸面向里．当导线框位于AB左侧向右运动时，导线框中的磁场方向垂直纸面向里，磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向；当导线框经过AB时，导线框中的磁场方向先垂直纸面向里，后垂直纸面向外，磁通量先减小，后增大，根据楞次定律，可知感应电流方向为顺时针方向；当导线框在AB右侧并向右运动时，导线框中的磁场方向垂直纸面向外，磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，则可知电流方向一直为顺时针方向，B正确，A错误；根据楞次定律可知，线框受到的安培力的方向一定与线框的运动方向相反，故安培力一直向左，C错误，D正确．

11．（2018·安徽合肥巢湖模拟）如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过导轨平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在导轨与导体棒构成的回路里产生感应电流的是（　　）

A．ab向右运动，同时使θ减小

B．使磁感应强度B减小，θ同时也减小

C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B

D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ（0°<θ<90°）

答案：

A　解析：

设回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，若要使回路中产生感应电流，则需使磁通量Φ发生变化．对A选项，S增大，θ减小，cosθ增大，则Φ增大，A正确．对B选项，B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错误．对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误．对D选项，S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变，D错误．故只有A正确．

12．如图所示，通电导线MN与单匝圆形线圈a共面，位置靠近圆形线圈a左侧且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，下列说法正确的是（　　）

A．线圈a中产生的感应电流方向为顺时针方向]

B．线圈a中产生的感应电流方向为逆时针方向

C．线圈a所受安培力的合力方向垂直纸面向里

D．线圈a所受安培力的合力方向水平向左

答案：

A　解析：

根据安培定则，MN中电流产生的磁场在导线左侧垂直纸面向外，在导线右侧垂直纸面向里．由于导线MN位置靠近圆形线圈a左侧，所以单匝圆形线圈a中合磁场方向为垂直纸面向里．当MN中电流突然减小时，垂直纸面向里的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈a中产生的感应电流方向为顺时针方向，选项A正确，B错误．由左手定则可知，导线左侧圆弧所受安培力方向水平向右，导线右侧圆弧所受安培力方向水平向右，所以线圈a所受安培力的合力方向水平向右，选项C、D错误．

13．（2018·山东省实验中一诊）（多选）匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示．磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示金属环产生对应感应电流时其中很小段受到的安培力．则（　　）

甲

乙]

A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向

B．I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向

C．F1方向指向圆心，F2方向指向圆心

D．F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心

答案：

AD　解析：

由题图可知，在Oa段磁场方向垂直于纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I1沿逆时针方向，在ab段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流I2沿顺时针方向，选项A正确；在bc段磁场垂直纸面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I3沿顺时针方向，选项B错误；由左手定则可知，Oa段电流受到的安培力F1方向指向圆心，ab段电流受到的安培力F2方向背离圆心向外，选项C错误；bc段电流受到的安培力F3方向指向圆心，选项D正确．

14．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．

答案：

B＝

　解析：

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＝

.