2016届高三物理一轮复习9.1电磁感应现象楞次定律开卷速查

开卷速查(三十一) 电磁感应现象 楞次定律1．处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定( )A ．线圈没有在磁场中运动B ．线圈没有做切割磁感线运动C ．磁场没有发生变化D ．穿过线圈的磁通量没有发生变化解析：要发生电磁感应现象，产生电流，必须是穿过线圈的磁通量发生变化，否则无感应电流．只有D 项正确．答案：D图31－1 如图31－1，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内，直导线中电流i 发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．设电流i 正方向与图中箭头所示方向相同，则i 随时间t 变化的图线可能是图31－2中的()A B C D图31－2解析：依题意，线框中感应电流方向总是沿顺时针方向，由于线框受到安培力中左边框受力较大，故以左边框受力为主，由左手定则可知直线电流方向向上时，线框受到向左的安培力，直线电流方向向下时，线框受到向右的安培力，故A 对．答案：A3．如图31－3所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab 的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab 由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab 棒中的感应电流情况，正确的是( )图31－3A ．先有从a 到b 的电流，后有从b 到a 的电流B ．先有从b 到a 的电流，后有从a 到b 的电流C ．始终有从b 到a 的电流D ．始终没有电流产生解析：ab 与被其分割开的两个圆环构成的回路，在ab 棒运动过程中，磁通量都保持不变，无感应电流产生．答案：D4．如图31－4所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为B y ＝B 0y ＋c，y 为该点到地面的距离，c 为常数，B 0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab 水平，(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( )图31－4A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为零B．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为零C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g解析：由题意知，y越小，B y越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但U ab≠0，B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧ab的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，故C正确，D错误．答案：C图31－55．如图31－5所示，闭合线圈abcd在磁场中运动到如图位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是( )A．向右进入磁场B．向左移出磁场C．以ab为轴转动D．以cd为轴转动解析：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，无电流产生，故C、D错．答案：B6.图31－6如图31－6所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是( ) A．若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向C．若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势D．若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势解析：若圆环向右平动，由右手定则知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A选项正确；若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B选项错误；若圆环以ab为轴转动，在0～90°内，由右手定则知b点的电势高于a点的电势，在90°～180°内，由右手定则知a点的电势高于b点的电势，以后a、b两点电势按此规律周期性变化，C、D选项错误．答案：A图31－77．某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图31－7所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是( )A．开关S由断开到闭合的瞬间B．开关S由闭合到断开的瞬间C．保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动D．保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动解析：若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律，可能是开关S由断开到闭合的瞬间，选项A正确．答案：AB组能力提升8．如图31－8所示，四根等长的铝管和铁管(其中C中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是( )图31－8A．t A>t B＝t C＝t D B．t C＝t A＝t B＝t DC．t C>t A＝t B＝t D D．t C＝t A>t B＝t D解析：当磁铁穿过闭合的金属管时，会因穿过闭合的金属管的磁通量发生变化而产生感应电流，根据楞次定律可知感应电流又阻碍引起感应电流的磁通量的变化，从而阻碍了磁铁的通过，而铁块或不闭合的金属管，无感应电流产生，也就没有这种阻碍作用，从而可知，选项A正确．答案：A图31－99．两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时(如图31－9)，两圆环的运动是( )A．边向左移边分开 B．边向左移边靠拢C．边向右移边分开 D．边向右移边靠拢解析：当磁铁向两个圆环运动时，两个圆环的磁场方向相同并且都是增加的，所以两个圆环中产生的感应电流方向相同，由于两个圆环中磁通量增大，所以圆环将远离磁场，由于感应电流的方向相同，所以应该相互靠拢，故B正确．答案：B图31－1010．(多选题)如图31－10所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab和cd，假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2，且v1＜v2，现在要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab、cd的运动情况应该为( )A．ab和cd都向右运动B．ab和cd都向左运动C．ab向右、cd向左做相向运动D．ab向左、cd向右做背向运动解析：要使电路中产生的感应电流最大，应该使电路中的感应电动势最大，应该使线圈平面内的磁通量变化最快，本题中磁感应强度的大小不变，根据公式可知当线圈平面的磁通量的变化率最大时产生的感应电流最大，C选项和D选项都可以．答案：CD图31－1111．(多选题)如图31－11所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则( )A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速滚动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变解析：铝板不会被磁化，条形磁铁周围所存在的磁场与没有铝板时是一样的，当铝环移近磁铁时，穿过它的磁通量逐渐增大，从而产生感应电流，使铝环的机械能减少，速率也减小．又由于铝环沿中心线运动，铝环所在处磁场垂直于铝环平面，根据左手定则判定安培力水平向左，其运动方向不会发生偏转，故A、D正确．答案：AD图31－1212．如图31－12所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环．导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图31－13中哪一图象所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力( )A BC D图31－13解析：A图中磁感应强度随时间增加，导线中电流是b→a→螺线管→d→c方向．又磁场的变化率不断减小，在螺线管中电流减小，因此，螺线管产生的磁场穿过圆环的磁感线变少．根据楞次定律，为阻碍这种变化，圆环将靠近螺线管，即受到向上的磁场力的作用．B图磁场变化率变大，螺线管产生的电流变大，穿过圆环的磁感线变多，要排斥圆环；C、D图磁场是均匀变化的，螺线管中感应电流是稳恒的，它产生的磁场是不变的，穿过圆环的磁通量不变，无感应电流产生，与螺线管磁场无相互作用．因此本题正确选项是A.答案：A13．如图31－14所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器．Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q 接在铁芯另一侧副线圈的两端a 、b 之间，当a 、b 间没有电压时，Q 使得脱扣开关闭合，当a 、b 间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电．图31－14(1)用户正常用电时，a 、b 之间有没有电压？(2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？答案：(1)用户正常用电时，a 、b 之间没有电压，因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的，穿过铁芯的磁通量总为零，副线圈中不会有感应电动势产生．(2)人站在地面上手误触火线，电流通过火线和人体而流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化，从而产生感应电动势，脱扣开关就会断开．C 组 难点突破14．长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图31－15所示．在0～T 2时间内，直导线中电流向上．则在T 2～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )图31－15A ．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B ．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右C ．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右D ．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左解析：在T 2～T 时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确．答案：B。