当前位置:首页>文档>第23讲 电磁感应现象楞次定律(解析版)_04高考物理_通用版(老高考)复习资料_2024年复习资料_完2024年高考物理一轮考点复习精讲精练(全国通用)

第23讲 电磁感应现象楞次定律(解析版)_04高考物理_通用版(老高考)复习资料_2024年复习资料_完2024年高考物理一轮考点复习精讲精练(全国通用)

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第23讲 电磁感应现象楞次定律(解析版)_04高考物理_通用版(老高考)复习资料_2024年复习资料_完2024年高考物理一轮考点复习精讲精练(全国通用)
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第 23 讲 电磁感应现象 楞次定律 目录 考点一 电磁感应现象的判断.......................................................................................................1 考点二 楞次定律的应用...............................................................................................................1 考点三 三定则一定律的综合应用...............................................................................................6 练出高分.........................................................................................................................................10 考点一 电磁感应现象的判断 1.磁通量 (1)定义:在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积. (2)公式:Φ=BS. 适用条件:①匀强磁场. ②S为垂直磁场的有效面积. (3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”). (4)磁通量的意义: ①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数. ②同一线圈平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量最大;当它跟磁场方向平行时,磁通量 为零;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为零. 2.电磁感应现象 (1)电磁感应现象:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流 产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应. (2)产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化. 产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线圈 中就有感应电动势产生. (3)电磁感应现象中的能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能, 该过程遵循能量守恒定律. [例题1] (2023•丰台区二模)某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现 象,软铁环上绕有M、N两个线圈,M线圈与电源和滑动变阻器相连,N线圈与电流 表相连,闭合开关 S 的瞬间,观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分1 百】( ) A.闭合S后,滑片P匀速向上滑动的过程中,电流表指针不偏转 B.闭合S后,滑片P加速向上滑动的过程中,电流表指针向左偏转 C.断开S的瞬间,电流表指针不发生偏转 D.断开S的瞬间,电流表指针向右偏转 【解答】解:AB、闭合开关S的瞬间,电流突然增大,通过N的磁通量增大,观察到 电流表指针向右偏转,开关闭合S后,滑片P匀速或加速向上滑动的过程中,电流减小, 穿过N的磁通量减小,电流表指针向左偏,故A错误,B正确; CD、断开开关的瞬间,流过线圈M的电流减小,则线圈N的磁通量减小,电流表向左 偏转,故CD错误。 故选:B。 [例题2] (2023•湖北二模)兴趣小组利用多匝线圈和灵敏电流计制作了一个简易 的电流探测仪,用于检测埋在地下的通电导线,如图(a)所示。地面表层有两根有绝 缘皮包裹的垂直长导线AB、CD,如图(b)所示。当线圈水平放置沿A B 快速移动, 1 1 电流计指针不偏转。当线圈水平放置沿C D 方向快速移动,电流计指针偏转。下列说 1 1 法正确的是( ) A.两根导线中都有电流 B.两根导线中都无电流 C.AB中无电流,CD中有电流 D.AB中有电流,CD中无电流 【解答】解:当线圈水平放置沿A B 快速移动时,AB中即使有电流,其在线圈中产生 1 1 的磁通量也是不变的;电流计指针不偏转,说明线圈中磁通量不变,直导线 CD中无电 流; 当线圈沿C D 方向快速移动,电流计指针偏转,说明线圈中磁通量有变化,则直导线 1 1 AB中有电流,故D正确,ABC错误。 故选:D。 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分2 百】[例题3] (2023•海淀区校级模拟)某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验 中,将直流电源、滑动变阻器、线圈 A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按图 连接成电路。在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏。由 此可以判断,在保持开关闭合的状态下,下列说法错误的是( ) A.当线圈A中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向右偏 B.当滑动变阻器的滑片向M匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转 C.当滑动变阻器的滑片减速向N端滑动时,电流计指针向左偏 D.让线圈A(有铁芯)、线圈B处于相对静止,它们一起向上运动,电流计指针不偏 转 【解答】解:在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,可知通过线圈B的磁通量增加, 灵敏电流计的指针向左偏。 A、当线圈A中的铁芯拔出时,通过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计的指针向右偏, 故A正确; B、当滑动变阻器的滑片向M匀速滑动时,线圈A的电流减小,通过线圈B的磁通量减 小,灵敏电流计的指针向右偏,故B错误; C、当滑动变阻器的滑片减速向N端滑动时,线圈A的电流增大,通过线圈B的磁通量 增加,灵敏电流计的指针向左偏,故C正确; D、让线圈A(有铁芯)、线圈B处于相对静止,它们一起向上运动,通过线圈 B的磁 通量不变,电流计指针不偏转,故D正确。 本题选错误的, 故选:B。 [例题4] (2023•嘉兴一模)如图所示为一地下电缆探测装置,圆形金属线圈可沿 水平面不同方向运动,若水平Oxy地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导 线,P、M和N为地面上的三点,线圈圆心P点位于导线正上方,MN平行于y轴, PN平行于x轴、PQ关于导线上下对称。则( ) A.电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同 B.电流I在M、N两点产生磁感应强度大小B =B M N 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分3 百】C.线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变 D.线圈沿y方向匀加速运动时,产生恒定的感应电流 【解答】解:A、根据安培定则,电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴负方向,在Q 处产生的磁感应强度沿x轴正方向,故A错误; B、由于MN平行y轴,电流I也平行y轴,且M、N到长直导线的距离相等,所以电流 I在M、N两点产生磁感应强度大小相等,故B正确; C、电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴负方向,故线圈在P点的磁通量为零,电流I 在N处产生的磁感应强度斜向左下方,故线圈在N点的磁通量不为零,故线圈从P点到 N点的过程中的磁通量发生了变化,故C错误; D、线圈沿y方向运动,线圈始终在长直导线的正上方,直导线正上方的磁感应强度方 向始终沿x轴负方向,线圈所在位置磁场关于x轴对称,所以线圈中磁通量始终为零, 故线圈匀加速运动中不会产生感应电流,故D错误。 故选B。 [例题5] (2021•江苏模拟)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个 模具,模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合,如图所示。另取一个柔软的弹 性导体线圈套在模具上方某位置,线圈贴着模具上下移动的过程中,下列说法正确的 是(地磁场很弱,可以忽略)( ) A.线圈切割磁感线,线圈中出现感应电流 B.线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流 C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的,故而不能判断线圈中是否有电流产生 D.若线圈平面放置不水平,则移动过程中会产生感应电流 【解答】解:由题,模具的形状与磁感线的形状是相同的,则线圈贴着模具上下移动的 过程中穿过线圈的磁感线的条数不会发生变化,即穿过线圈的磁通量不变,所以线圈紧 密套在模具上移动过程中不出现感应电流。故B正确,ACD错误 故选:B。 考点二 楞次定律的应用 1.楞次定律 (1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. (2)适用情况:所有的电磁感应现象. 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分4 百】2.楞次定律中“阻碍”的含义 → → →当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电 流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同” → 3.楞次定律的使用步骤 图5 [例题6] (2023•梅河口市校级三模)如图所示的是某教学楼西面墙上的一扇钢窗, 将钢窗右侧向外匀速打开,推窗人正好看见夕阳落下。以推窗人的视角来看,在钢窗 中地磁场磁通量增大的过程中( ) A.钢窗中产生了顺时针电流,感应电动势的大小不变 B.钢窗中产生了逆时针电流,感应电动势的大小是变化的 C.钢窗竖直边框受到地磁场的安培力的方向是不变的 D.钢窗中磁通量最大时,感应电动势也达到最大值 【解答】解:AB.在地球表面,磁场方向由南指向北,地磁场在水平方向上可看作匀 强磁场,将钢窗右侧向外匀速打开,磁通量逐渐增大,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈 的磁通量 =BS;当线圈与磁场平行时,磁通量 =0.当窗框转过90°时,磁感线与 线框平面垂直,穿过环面的磁通量最大,根据楞次定律,钢窗中产生了顺时针电流,感 Φ Φ 应电动势e=BS cos t不断变化,故AB错误; ω ω 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分5 百】C.钢窗竖直边框电流方向不变,根据左手定则可知受到地磁场的安培力的方向不变, 故C正确; D.钢窗中磁通量最大时,磁通量变化率为0,感应电动势为0,故D错误。 故选:C。 [例题7] (2023•徐汇区二模)一水平固定的长直导线中通以图示方向的恒定电流。 导线下方一水平放置的闭合导线框abcd,沿图示方向从远处匀速靠近直导线后又匀速 远离。整个过程中,线框ad边中的感应电流方向( ) A.始终d→a B.先d→a,再a→d,再d→a C.先d→a,再a→d D.先d→a,再a→d,再d→a,再a→d,再d→a 【解答】解:根据右手螺旋定则可知长直导线左侧磁场方向斜向下,右侧磁场方向斜向 上,且左右对称分布。 导线框靠近长直导线到达其正下方的过程,穿过导线框的磁通量先增大后减小,根据楞 次定律可知,感应电流方向先由d到a,后由a到d。 线框从长直导线正下方向右远离的过程,磁通量向增大后减小,感应电流方向先由 a→d,后由d→a。 综上分析,整个过程中,线框 ad边中的感应电流方向先d→a,再a→d,再d→a,故 ACD错误,B正确; 故选:B。 [例题8] (2023•广州一模)如图,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相 反、大小相等的恒定电流,a、b、p三个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面 内,a在导线cd的左侧,b在导线ef的右侧,p在导线cd与ef之间,则( ) 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分6 百】A.穿过p的磁通量为零 B.a、b圆心处的磁场方向相反 C.cd、ef所受到的安培力方向相反 D.a向左平动时产生逆时针方向的感应电流 【解答】解:A、由右手螺旋定则可知,cd导线和ef导线在p处产生的磁场都垂直于纸 面向外,由矢量合成法则可知p处的磁场方向垂直于纸面向外,则穿过p的磁通量不为 零,故A错误; B、由右手螺旋定则可知,cd导线在a处产生的磁场垂直纸面向里,ef导线在a处产生 的磁场垂直纸面向外,a离导线cd更近,cd导线在a处产生的磁场更强,则a处磁场方 向垂直纸面向里;由右手螺旋定则可知,cd导线在b处产生的磁场垂直纸面向外,ef导 线在a处产生的磁场垂直纸面向里,b离导线ef更近,ef导线在b处产生的磁场更强, 则b处磁场方向垂直纸面向里,则a、b圆心处的磁场方向相同,故B错误; C、反向电流相互排斥,则cd所受安培力水平向左,ef所受安培力水平向右,方向相反, 故C正确; D、根据右手螺旋定则,ef导线在cd处产生的磁场垂直纸面向外,a向左平动时,切割 磁感线,根据右手定则得,导线中产生逆时针方向的感应电流,故D错误。 故选:C。 [例题9] (2023•温州模拟)如图甲所示为某一电磁炮原理示意图,图中有直流电 源、电容器,线圈套在中空并内侧光滑的绝缘管上,将直径略小于管内径的金属小球 静置于管内。开关S接1使电容器完全充电,开关接2时开始计时,通过线圈的电流 随时间的变化规律如图乙所示,金属小球在0﹣t 时间内被加速发射出去(t 时刻刚好 1 1 运动到右侧管口)。在0﹣t 时间内,下列说法正确的是( ) 1 A.小球的加速度一直增大 B.线圈中产生的磁场方向向左 C.小球中产生的涡流一直减小 D.电容器储存的电能全部转化为小球的动能 【解答】解:A.磁场强弱程度与通过线圈的电流成正比,则在0﹣t 时间内,电流在增 1 大,但变化率在减小,所以线圈的磁通量在增大,但磁通量的变化率逐渐减小,由法拉 ΔΦ 第电磁感应定律E=n ,可知感应电动势减小,所以小球受到的感应电场的电场力 Δt 不是逐渐增大,由牛顿第二定律可知加速度也不是逐渐增大,故A错误; B.由图甲可知0﹣t 时间内,电容器上极板为正极板,所以线圈中左侧电流向下,根据 1 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分7 百】安培定则可知线圈中产生的磁场方向向右,故B错误; C.0﹣t 时间内,电流的变化率减小,则小球内磁通量的变化率减小,根据法拉第感应 1 定律可知,小球内的涡流减小,故C正确; D.小球射出后电路中仍然有电流,说明电路中还有一部分能量,所以电容器储存的电 能不能全部转化为小球的动能,故D错误。 故选:C。 [例题10](2023•东乡区校级一模)电磁感应式车速传感器的结构如图甲所示。当 车轮转动时,轮轴上的铁质感应转子随其一起转动,转子上的轮齿不断靠近和远离感 应线圈,在线圈AB端输出如图乙所示周期变化的感应电压,电控单元ECU根据该电 压变化的周期测出车速。下列相关说法正确的是( ) A.车速越高,感应电压的周期越大 B.车速越高,感应电压的峰值越小 C.车轮转动时感应转子中不会产生涡流 D.凸齿靠近线圈的过程中,感应电流从B端流入ECU 【解答】解:A、车速越高,转子转速越大,转动的周期越小,所以感应电压的周期越 小,故A错误; B、车速越高,磁通量的变化越快,根据法拉第电磁感应定律可知感应电压的峰值越大, 故B错误; C、车轮转动时感应转子中各部分的磁通量不断发生变化,会产生涡流,故C错误; D、转子被磁化后凸齿为S极,凸齿靠近线圈的过程中,线圈中向左的磁通量增加,由 楞次定律可知线圈中产生向右的感应电流,即从B端流入ECU,故D正确。 故选:D。 考点三 三定则一定律的综合应用 1.三定则一定律的比较 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分8 百】电磁感应 部分导体做切割磁感 右手定则 线运动 闭合回路磁通量变化 楞次定律 2.应用技巧 无论是“安培力”还是“洛伦兹力”,只要是“力”都用左手判断. “电生磁”或“磁生电”均用右手判断. [例题11] (2022秋•石家庄期末)国庆阅兵时,我国的JH﹣7型歼击轰炸机在天 安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m,机长为22.3m,北京地 区地磁场的竖直分量为4.7×10﹣5T,该机水平飞过天安门时的速度为238m/s。下列说 法正确的是( ) A.该机两翼端的电势差约为0.25V,南面机翼端(飞行员左侧)电势较高 B.该机两翼端的电势差约为0.25V,北面机翼端(飞行员右侧)电势较高 C.该机两翼端的电势差约为0.14V,南面机翼端(飞行员左侧)电势较高 D.该机两翼端的电势差约为0.14V,北面机翼端(飞行员右侧)电势较高 【解答】解:歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西飞行时,只有机翼切割地磁 场的竖直分量,故感应电动势大小为E=BL v=4.7×10−5×12.7×238V ≈0.14V 机翼 根据右手定则可知南面机翼端(飞行员左侧)电势较高。故C正确,ABD错误; 故选:C。 [例题12](多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面 内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现在将垂直于 导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN 中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( ) A.感应电流方向是N→M B.感应电流方向是M→N C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 【解答】解:根据右手定则判断可知:导体棒MN中感应电流方向N→M,根据左手定 则判断可知MN所受的安培力方向水平向左,故AC正确,BD错误。 故选:AC。 [例题13]如图,边长为d的正方形线圈,从位置A开始向右运动,并穿过宽为L (L>d)匀强磁场区域到达位置B,则( ) 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分9 百】A.整个过程,线圈中始终有感应电流 B.整个过程,线圈中始终没有感应电流 C.线圈进入磁场和离开磁场的过程中,线圈中有感应电流,方向都是逆时针方向 D.线圈进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针方向;穿出磁场的过程中,感应电 流的方向为顺时针方向 【解答】解:在线圈进入或离开磁场的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电 流产生,线圈完全在磁场中时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生; 由右手定则可知,线圈进入磁场过程中,线圈中感应电流沿逆时针方向,线圈离开磁场 时,电流沿顺时针方向,由以上分析可知,D正确,ABC错误; 故选:D。 [例题14]如图所示,垂直平面向里的匀强磁场右边界为直线,左边界为折线,折 线与水平线的夹角均为45°,一个正方形导线框的边长与磁场最小宽度MN均为l,线 框从图示位置沿水平线向右匀速穿过磁场过程中,规定线框中逆时针方向为感应电流 的正方向,则感应电流随运动距离的变化图像为( ) A. B. C. D. 【解答】解:线框穿过磁场的过程如图所示, l 线框运动距离满足x≤ 时,线框右边切割磁感线的有效长度增大,一直到 l,根据E= 2 BL有效v可知感应电动势增大,结合欧姆定律可知感应电流增大,根据右手定则可知感 应电流的方向沿逆时针方向; l 线框运动距离满足 <x≤l时,线框右边切割磁感线的有效长度不变,感应电流大小恒 2 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分10百】定,感应电流的方向仍然沿逆时针方向; 3l 线框运动距离满足l<x≤ 时,线框右边全部和左边部分切割磁感线,总的有效切割 2 3l 长度变小,感应电流变小,仍然沿逆时针方向,当x= 时感应电流为零; 2 3l 5l 线框运动距离满足 <x≤ 时,线框左边切割磁感线的有效长度不变,感应电流大 2 2 小恒定,根据右手定则可知感应电流的方向沿顺时针方向,故ACD错误,B正确。 故选:B。 [例题15]2018珠海航展已于2018年11月6﹣11日在珠海国际航展中心举行,其 中我国歼10﹣B眼镜蛇飞行表演让飞行爱好者赚足了眼球。如图所示是某飞机在珠海 从北往南飞行过程中的一个镜头,当飞机从水平位置飞到竖直位置时,相对于飞行员 来说,关于飞机的左右机翼电势高低的说法中正确的是( ) A.不管水平飞行还是竖直向上飞行,都是飞机的左侧机翼电势高 B.不管水平飞行还是竖直向上飞行,都是飞行的右侧机翼电势高 C.水平飞行时,飞机的左侧机翼电势高,竖直向上飞行时机翼右侧电势高 D.水平飞行时,飞机的左侧机翼电势低,竖直向上飞行时机翼的左侧电势高。 【解答】解:地磁场在北半球有竖直向下和由南向北的水平分量,水平飞行时,飞机的 两翼切割竖直向下的磁感线,根据右手定则可知,左侧机翼电势高;竖直向上飞行时, 两翼切割水平方向的磁感线,根据右手定则可知,机翼右侧电势高;故 C正确,ABD 错误; 故选:C。 练出高分 一.选择题(共10小题) 1.如图,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,磁铁的N极位于下端。在磁铁下端放一个 固定的闭合金属圆环,将磁铁托起到某一高度后放开,发现磁铁很快地停下( ) 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分11百】A.磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒 B.该实验现象不符合能量守恒定律 C.若磁铁的S极向下,磁铁振动时间会变长 D.磁铁很快停下伴随着圆环中产生感应电流 【解答】解:AB.释放磁铁后,磁铁下落,穿过线圈的磁通量发生变化,根据楞次定 律可知,线圈中产生感应电流,磁铁和线圈的机械能转化为线圈的电能,线圈发热转化 为内能;磁铁下落过程中感应电流的磁场与条形磁铁的磁场方向相反,根据“来拒去 留”,磁铁受到向上的作用力,磁铁速度变为零后开始上升,一部分磁场能转化为机械 能,经过多次反复,磁铁最终停下落,磁铁和弹簧损失的机械能全部转化为内能,该过 程机械能不守恒,但符合能量的转化和守恒定律,即能的总量保持不变,故AB错误; C.根据楞次定律下面的线圈会阻碍磁铁运动,所以当磁铁向下靠近金属线圈时,线圈 中产生了逆时针的感应电流(俯视),两者之间表现为相互排斥,同理当磁铁向上远离 金属线圈时,根据楞次定律,可得线圈中产生了顺时针的感应电流(俯视),两者之间 表现为相互吸引,因此与磁铁的磁极无关,故C错误; D.磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流,阻碍原磁通量的变化,线圈 起着电磁阻尼作用,故D正确。 故选:D。 2.下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图,其中判断正确的是( ) A.图甲水平放置的圆形线圈正上方通有逐渐减小的电流,圆线圈中没有感应电流 B.图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中,正方形线圈中不会有感应电流 C.图丙中的闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转,都可以产生感应电流 D.图丁金属杆在F作用下向右运动过程中,若磁场减弱,回路一定会产生感应电流 【解答】解:A、图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方,则直线电流产生 的磁场穿过线圈的磁通量为零,即使减小通过导线电流,圆线圈中的磁通量也不会发生 变化,不会有感应电流产生,故A正确; 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分12百】B、图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中,线圈在磁场中运动过程中磁通量会 发生变化,会产生感应电流,故B错误; C、图丙闭合导线框以左边或右边为轴在匀强磁场中旋转时,线圈中的磁通量始终为零 保持不变,闭合导线框中不会有感应电流,故C错误; D、图丁金属杆在F作用下向右运动过程中,闭合线圈面积增大,若磁场减弱,则穿过 闭合线圈的磁通量不一定改变,回路中不一定会产生感应电流,故D错误。 故选:A。 3.某实验装置如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈A中电流i随时间t 的关系如图所示的A、B、C、D四种情况,那么在t 到t 这段时间内,四种情况中线圈 1 2 B中没有感应电流的是( ) A. B. C. D. 【解答】解:由图示选项中可知,ABC三个选项对应的通过A的电流发生变化,电流 产生的磁感应强度发生变化,穿过B的磁通量发生变化,才能产生感应电流,由图示可 知,在t 到t 这段时间内,D图中线圈A中的电流不发生变化,线圈B中不会产生感应 1 2 电流,故ABC正确,D错误; 本题让选不产生感应电流的, 故选:D。 4.如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况下导线中无电流的是( ) 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分13百】A.开关S闭合或断开的瞬间 B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑 C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑 D.开关S始终闭合,不滑动触头 【解答】解:ABC、如果导线中无电流产生,则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有 发生变化,也就是说通过导线ab段的电流没有发生变化.显然,A、B、C三种情况的 过程通过导线ab中的电流都发生变化,都能在cd导线中产生感应电流. D、开关S始终闭合,不滑动触头,ab中电流不变,穿过上面回路的磁通量不变,cd中 不产生感应电流, 本题选无电流的,故选:D. 5.航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上 左右突然通过直流电流时,线圈左端的金属环被光滑绝缘杆弹射出去。现在固定线圈左 侧同一位置,先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭 合环,且电阻率 铜 ≤ 铝 。闭合开关S的瞬间( ) ρ ρ A.从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 C.若将环放置在线圈右方,环将向左运动 D.电池正负极调换后,金属环仍能向左弹射 【解答】解:A、线圈中电流为右侧流入,磁场方向为向左,在闭合开关的过程中,磁 场变强,则由楞次定律可知,感应电流电流由左侧看为顺时针,故A错误; B、铜的电阻率小于铝的电阻率,所以横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同 L 的两个闭合环,由R= 可知,铜环的电阻值小于铝环的电阻值;根据法拉第电磁感 S 应定律可知,两个环内产ρ 生的感应电动势是相等的;根据欧姆定律可知,铜环内的电流 值大于铝环内的电流,由F=BIL可知,铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力,故 B错误; C、若环放在线圈右方,根据“来拒去留”可得,环将向右运动,故C错误; 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分14百】D、电池正负极调换后,根据“来拒去留”可得,金属环受力向左,故仍将向左弹出, 故D正确。 故选:D。 6.如图(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中 通以如图(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图箭头所示),在t ~t 1 2 时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是( ) A.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 B.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 C.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 D.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 【解答】解:由图可知,t=0时电流方向为顺时针,在t ~t 时间内,电流方向与开始 1 2 时方向相反,故可知电流为逆时针方向; 对于线圈A的逆时针方向电流增大,导致线圈B磁通量增大,感应电流的磁场与它相反, 根据安培定则可知,线圈A在线圈B内部产生磁场方向垂直纸面向外,则线圈B内有顺 时针方向的电流。此时线圈B的电流方向与线圈A电流方向相反,由异向电流相互排斥, 可知线圈间有相互排斥,所以线圈B有的扩张的趋势。故D正确,ABC错误。 故选:D。 7.如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上 形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时(重力加速度为g)( ) A.P、Q将相互远离 B.磁铁的加速度小于g C.磁铁的加速度等于g D.磁铁下落时势能的减少量等于其动能的增加量 【解答】解:A、当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据 楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知,P、Q将互相靠拢,回路的 面积减小,起到阻碍原磁通量增加的作用,故A错误; BC、由于电磁感应的过程中阻碍相对运动,则磁铁受到向上的安培力作用,所以合力 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分15百】小于重力,磁铁的加速度一定小于g,故B正确,C错误; D、由于电磁感应,磁铁的一部分机械能转化为电能,所以磁铁的动能的增加量小于其 势能的减少量,故D错误。 故选:B。 8.一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心,圆环轴线与螺线管轴线重合,如 图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流,下列说法正确的是( ) T A.t= 时刻,圆环有收缩的趋势 8 T B.t= 时刻,圆环中感应电流最大 4 3T C.t= 时刻,圆环有收缩的趋势 8 T 3T D.t= 和t= 时刻,圆环内有相同的感应电流 8 8 T 【解答】解:A、由图可知在t= 时刻,通过螺线管N的电流增大,则螺线管产生的磁 8 场增大,所以穿过金属圆环M的磁通量变大,结合M与N的位置关系,当M的面积越 大时,则抵消的磁感线越多,导致穿过圆环M的磁通量越小,根据楞次定律可知,圆 环为了阻碍穿过其磁通量变大,则有扩张的趋势,故A错误; T B、在t= 时刻,螺线管N中电流最大,但穿过金属圆环M的磁通量的变化率为零, 4 因此圆环中感应电动势为零,则感应电流也为零,故B错误; T C、由图可知在t= 时刻,通过螺线管N的电流减小,则螺线管产生的磁场减小,所以 8 穿过金属圆环M的磁通量变小,同理可知,圆环有收缩的趋势,故C正确; T 3T D、由图可知在t= 时刻的电流增大,在t= 时刻的电流减小,根据楞次定律可知圆 8 8 环内产生的感应电流方向相反,但电流变化率是大小相等的,则线圈产生的磁场的变化 率也相等,根据法拉第电磁感应定律可知,圆环内的感应电动势大小是相等的,所以感 应电流大小也相等,故D错误。 故选:C。 9. 2020年9月1日消息,广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试,运行试验如图 1。 图2是磁悬浮的原理图,图中甲是圆柱形磁铁,乙是用高温超导材料制成的超导圆环, 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分16百】将超导圆环乙水平放在磁铁甲上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中,若 甲的N极朝上,在乙放入磁场向下运动的过程中( ) A.俯视,乙中感应电流的方向为顺时针方向;当乙稳定后,感应电流消失 B.俯视,乙中感应电流的方向为顺时针方向;当乙稳定后,感应电流仍存在 C.俯视,乙中感应电流的方向为逆时针方向;当乙稳定后,感应电流消失 D.俯视,乙中感应电流的方向为逆时针方向;当乙稳定后,感应电流仍存在 【解答】解:在乙放入磁场的过程中,根据楞次定律可知,如磁铁甲的 N极朝上,放入 线圈乙时,线圈中的磁通量向上增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场应向下,乙中 感应电流方向从上向下看应为顺时针;因为乙是超导体,没有电阻,故即使乙稳定后电 磁感应现象消失,乙中的电流也不会消失,故ACD错误,B正确。 故选:B。 10.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动,如图甲所示。长直导线中通以大 小和方向都随时间做周期性变化的电流,i﹣t图象如图乙所示。规定沿长直导线方向上 的电流为正方向。关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是 ( ) A.由顺时针方向变为逆时针方向 B.由逆时针方向变为顺时针方向 C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向 D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向 【解答】解:据图乙可知,在四分之一周期内,电流变大,据右手螺旋定则可知,矩形 线圈所处的磁场垂直面向里变大,即导致穿过线圈中的磁通量减大,由楞次定律可知, T 3 产生的感应电流方向逆时针;同理分析可知,在 − T时间内,矩形线圈产生的电流 4 4 3 方向为顺时针;在 T−T时间内矩形线圈产生的感应电流方向逆时针;故ABC错误, 4 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分17百】D正确。 故选:D。 二.多选题(共2小题) 11.如图甲所示,某同学在研究电磁感应现象时,将一线圈两端与电流传感器相连,强磁 铁从长玻璃管上端由静止下落,电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变 化的图像,t 时刻电流为0,如图乙所示。下列说法正确的是( ) 2 A.在t 时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为0 2 B.在t 到t 时间内,强磁铁的加速度大于重力加速度 1 2 C.强磁铁穿过线圈的过程中,受到线圈的作用力先向上后向下 D.在t 到t 的时间内,强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量 1 3 ΔΦ 【解答】解:A、t 时刻电流为0,说明感应电动势为零,由E=n 可知穿过线圈的 2 Δt 磁通量的变化率为0,故A正确; C、由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中,受到线圈的作用力始终向上,故C 错误; B、由“来拒去留”可知在t 到t 时间内,强磁铁受到线圈向上的作用力F,且初始阶 1 2 mg−F 段有F小于重力,由a= ,可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度,故B m 错误; D、在t 到t 的时间内,强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈产生的 1 3 内能,故D正确。 故选:AD。 12.下图中能产生感应电流的是( ) A.甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动 B.乙图中导体框以一定的速度水平向右运动 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分18百】C.丙图中环形导线正上方通入逐渐增大的电流 D.丁图中条形磁铁水平向右靠近环形导体 【解答】解:产生感应电流的条件:当闭合回路中磁通量发生变化时,回路中就会产生 感应电流。 A、甲图中两导体棒以相反方向的速度在导轨上向两侧运动时,两导体棒之间的距离增 大,则穿过两导体棒与导轨围成的面积上的磁通量增大,能产生感应电流,故A正确; B、乙图中导体框以一定的速度水平向右运动,垂直于磁场运动的过程中穿过线框的磁 通量不变,在闭合回路中不能产生感应电流,故B错误; C、丙图中导线在水平放置的闭合导体圆环正上方,根据直导线产生的磁场的特点可知, 穿过水平放置的闭合导体圆环的总磁通量为零;当导线内的电流最大时,闭合回路磁通 量不变仍为零,不会产生感应电流,故C错误; D、丁图中形磁铁水平向右靠近环形导体时,穿过环形导体的磁通量增大,能产生感应 电流,故D正确。 故选:AD。 资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分19百】