2013高考物理二輪專題訓(xùn)練 9-1電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律（含解析）

1、9-1電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、選擇題1如圖所示是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是()答案CD解析根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向：對C選項，當(dāng)磁鐵向下運動時：(1)閉合線圈原磁場的方向向上；(2)穿過閉合線圈的磁通量的變化增加；(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下；(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同。故C項正確。同理分析可知D項正確。2.兩個大小不同的絕緣金屬圓環(huán)如圖所示疊放在一起，小圓環(huán)

2、有一半面積在大圓環(huán)內(nèi)，當(dāng)大圓環(huán)通上順時針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()A順時針方向1 / 15B逆時針方向C左半圓順時針 ，右半圓逆時針D無感應(yīng)電流答案B解析根據(jù)安培定則，當(dāng)大圓環(huán)中電流為順時針方向時，圓環(huán)所在平面內(nèi)的磁場是垂直于紙面向里的，而環(huán)外的磁場方向垂直于紙面向外，雖然小圓環(huán)在大圓環(huán)里外的面積一樣，但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強，凈磁通量還是垂直于紙面向里。由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場阻礙“×”方向的磁通量的增強，應(yīng)垂直于紙面向外 ，再由安培定則得出小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，B選項正確。3如圖所示，閉合線圈abcd在磁場中運動到如圖位置時，ab邊受到的磁場力

3、豎直向上，此線圈的運動情況可能是()A向右進入磁場B向左移出磁場C以ab為軸轉(zhuǎn)動D以ad為軸轉(zhuǎn)動答案B解析ab邊受磁場力豎直向上，由左手定則知，通過ab的電流方向是由a指向b，由右手定則可知當(dāng)線圈向左移出磁場時，bc邊切割磁感線可產(chǎn)生順時針方向的電流，當(dāng)然也可以用楞次定律判斷當(dāng)線圈向左移出磁場時，磁通量減小，產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，故B正確，當(dāng)以ab或ad為軸轉(zhuǎn)動時，在圖示位置，導(dǎo)線不切割磁感線無電流產(chǎn)生，故C、D錯。4(2012·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

4、的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則()AT1>mg，T2>mgBT1<mg，T2<mgCT1>mg，T2<mgDT1<mg，T2>mg答案A解析當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵上端時，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上推，根據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)要給磁鐵一個向下的磁場力，因此有T1>mg，當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵下端時，磁通量減小。根據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上吸，根據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)要給磁鐵一個向下的磁場力，因此有T2>mg，所以只有A正確。5(2012·廣東四校聯(lián)考)如圖所示，兩個完全相同的矩形導(dǎo)線框A、B在靠得很近的豎

5、直平面內(nèi)，線框的對應(yīng)邊相互平行。線框A固定且通有電流I，線框B從圖示位置由靜止釋放，在運動到A下方的過程中()A穿過線框B的磁通量先變小后變大B線框B中感應(yīng)電流的方向先順時針后逆時針C線框B所受安培力的合力為零D線框B的機械能一直減小答案D解析在運動到A下方的過程中，穿過線框B的磁通量先向外增大，后減小，然后再向里增大，后減小，最后又向外增大后減小，A項錯誤；根據(jù)安培定則可知，線框B中感應(yīng)電流的方向為順時針逆時針順時針逆時針順時針逆時針，B項錯誤；安培力對線框有阻礙作用，安培力的合力不為零，且做負(fù)功，線框的機械能減小，C項錯誤。D項正確。6如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩

6、形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將()A靜止不動B逆時針轉(zhuǎn)動C順時針轉(zhuǎn)動D發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向答案C解析當(dāng)P向右滑動時，電路中電阻減小，電流增大，線圈ab的磁通量增加，根據(jù)楞次定律判斷，線圈ab將順時針轉(zhuǎn)動。7(2012·長沙名校?？?如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運動。為了檢測出個別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶，根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈，通過觀察圖形。判斷下列說法正確的是()A若線圈閉合，進入磁

7、場時，線圈相對傳送帶向后滑動B若線圈不閉合，進入磁場時，線圈相對傳送帶向后滑動C從圖中可以看出，第3個線圈是不合格線圈D從圖中可以看出，第4個線圈是不合格線圈答案AC解析若線圈閉合進入磁場時，由于產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可判斷閉合線圈相對傳送帶向后滑動，故A對、B錯；從圖中可以看出，2、3兩線圈間距小，3、4兩線圈間距大，其余各線圈間距相同，說明第3個線圈相對傳送帶沒有滑動，第3個線圈是不合格線圈，C對、D錯。8(2012·廈門質(zhì)檢)如圖所示，一帶鐵芯線圈置于豎直懸掛的閉合鋁框右側(cè)，與線圈相連的導(dǎo)線abcd內(nèi)有水平向里變化的磁場。下列哪種變化磁場可使鋁框向左偏離()答案A解析鋁

8、框向左運動，是為了阻礙本身磁通量的增加，由楞次定律可知：帶鐵芯線圈產(chǎn)生的電流增加，其產(chǎn)生的磁場增強。為使線圈產(chǎn)生的電流變大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：線框abcd中的磁場的逐漸增加，選項A正確，B、C、D錯誤。9(2012·浙江溫州八校聯(lián)考)電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器。如圖甲為電吉他的拾音器的原理圖，在金屬弦的下方放置有一個連接到放大器的螺線管。一條形磁鐵固定在管內(nèi)，當(dāng)撥動金屬弦后，螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號。若由于金屬弦的振動，螺線管內(nèi)的磁通量隨時間的變化如圖乙所示，則對應(yīng)感應(yīng)電流的變化為()答案B解析由感應(yīng)電流公式In，感應(yīng)電流大小

9、與磁通量的變化率有關(guān)，在t圖象上各點切線的斜率的絕對值表示感應(yīng)電流的大小，斜率的正、負(fù)號表示電流的方向；根據(jù)圖乙，在0t0時間內(nèi)，感應(yīng)電流I的大小先減小到零，然后再逐漸增大，電流的方向改變一次，選項B符合要求。10.如圖所示是一種延時開關(guān)。S2閉合，當(dāng)S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，將C線路接通。當(dāng)S1斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時間才被釋放，則()A由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時作用D如果斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長答案BC解析 S1斷開時，A線圈中電流消失，磁通量減少，B線

10、圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻礙線圈中磁通量的減少，A錯，B對；若斷開S2，B線圈無感應(yīng)電流，磁通量立即減為零，不會有延時作用，C對，D錯。二、非選擇題11.如圖所示，勻強磁場區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長為l，且l>d，線框以速度v通過磁場區(qū)域，從線框進入到完全離開磁場的時間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時間是多少？答案解析從線框進入到完全離開磁場的過程中，當(dāng)線框bc邊運動至磁場右邊緣至ad邊運動至磁場左邊緣過程中無感應(yīng)電流。此過程位移為：ld故t。12如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t0時，磁感應(yīng)強度為B0，此時MN到

11、達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流。從t0開始，求磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系式。答案B解析要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化，在t0時刻，穿過線圈平面的磁通量1B0SB0l2設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強度為B，此時磁通量為2Bl(lvt)由12得B。13磁感應(yīng)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(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab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(yīng)電流。若有，請判斷出感應(yīng)電流的方向；

12、若無，請說明理由。答案(1)如圖所示(2)線框進入磁場階段，感應(yīng)電流方向逆時針；線框在磁場中運動階段，無感應(yīng)電流；線框離開磁場階段，感應(yīng)電流方向為順時針方向。解析線框穿過磁場的過程可分為三個階段：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)線框進入磁場階段：t為0，線框進入磁場中的面積與時間成正比，Slvt，最后為BSBl2線框在磁場中運動階段：t為線框磁通量為Bl2，保持不變。線框離開磁場階段：t為，線框磁通量線性減小，最后為零。(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(yīng)電流。由右手定則可知，

13、感應(yīng)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(yīng)電流產(chǎn)生。線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減小，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。由右手定則可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向。14我國的“嫦娥二號”探月衛(wèi)星在發(fā)射1533秒后進入近地點高度為200km的地月轉(zhuǎn)移軌道。假設(shè)衛(wèi)星中有一邊長為50cm的正方形導(dǎo)線框，由于衛(wèi)星的調(diào)姿由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時地磁場磁感應(yīng)強度B4×105T，方向如圖所示。問：(1)該過程中磁通量的改變量是多少？(2)該過程線框中有無感應(yīng)電流？ 設(shè)線框電阻為R0.1，若有電流則通過線框的電量是多少？(sin37°0.6，cos37°0.8)答案(1)1.4×105Wb(2)1.4×104C解析 (1)設(shè)線框在水平位置時法線n方向豎直向上，穿過線框的磁通量1BScos53°6.0&