2020届高三物理一轮复习第十章第1讲电磁感应现象楞次定律课时作业(含解析)
2020高考物理一轮总复习 第十章 电磁感应 能力课1 电磁感应中的电路和图象问题练习(含解析)新人教版
第十章 能力课1 电磁感应中的电路和图象问题一、选择题1．(多选)很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示，自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O 转动．已知磁感应强度B ＝0.5 T ，圆盘半径l ＝0.3 m ，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O 相连，导线两端a 、b 间接一阻值R ＝10 Ω的小灯泡．后轮匀速转动时，用电压表测得a 、b 间电压U ＝0.6 V ．则( )A ．电压表的正接线柱应与a 相接B ．电压表的正接线柱应与b 相接C ．圆盘匀速转动20 min 产生的电能为426 JD ．该自行车后轮边缘的线速度大小为8 m/s解析：选BD 根据右手定则可判断轮子边缘的点等效为电源的负极，电压表的正接线柱应与b 相接，B 正确，A 错误；根据焦耳定律得Q ＝I 2Rt ，由欧姆定律得I ＝UR，代入数据解得Q ＝43.2 J ，C 错误；由U ＝E ＝12Bl 2ω，v ＝ωl ＝8 m/s ，D 正确．2．如图所示，两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点间的电势差为( )A.12EB.13EC.23E D ．E解析：选 B a 、b 间的电势差等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的13，故a 、b间电势差为U ＝13E ，选项B 正确．3．(多选)如图所示，水平放置的粗糙U 形框架上接一个阻值为R 0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一个半径为L 、质量为m 的半圆形硬导体AC 在水平向右的恒定拉力F 作用下，由静止开始运动距离d 后速度达到v ，半圆形硬导体AC 的电阻为r ，其余电阻不计．下列说法正确的是( )A ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BLvB ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BLvR 0R 0＋rC ．此过程中电路产生的电热为Q ＝Fd －12mv 2D ．此过程中通过电阻R 0的电荷量为q ＝2BLdR 0＋r解析：选BD AC 的感应电动势为E ＝2BLv ，两端电压为U AC ＝ER 0R 0＋r ＝2BLvR 0R 0＋r，A 错误，B正确；由功能关系得Fd ＝12mv 2＋Q ＋Q f ，C 错误；此过程中平均感应电流为I －＝2BLdR 0＋r Δt，通过电阻R 0的电荷量为q ＝I －Δt ＝2BLd R 0＋r，D 正确．4．(2019届石家庄毕业班教学质量检测)如图甲所示，导体棒MN 置于水平导轨上，P 、Q 之间有阻值为R 的电阻，PQNM 所围的面积为S ，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t 0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN 始终处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．在0～t 0和t 0～2t 0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同B ．在t 0～2t 0内，通过电阻R 的电流方向为P 到QC ．在0～t 0内，通过电阻R 的电流大小为2B 0SRt 0D ．在0～2t 0内，通过电阻R 的电荷量为B 0SR解析：选D 由楞次定律和右手定则，结合题图可知，0～t 0时间内，通过电阻R 的电流方向为P →Q ，t 0～2t 0时间内，电流方向为Q →P ，B 项错误；由左手定则可知，两段时间内安培力方向相反，故导体棒所受静摩擦力方向相反，A 项错误；由法拉第电磁感应定律可知，0～t 0时间内，E 1＝B 0S t 0，所以通过R 的电流I 1＝B 0SRt 0，C 项错误；在0～2t 0时间内，PQNM 范围内磁通量变化量为ΔΦ＝B 0S ，则通过电阻R 的电荷量q ＝I －·2t 0＝E－R·2t 0＝ΔΦR ·2t 0·2t 0＝B 0SR，D 项正确． 5．(2018年全国卷Ⅱ)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l ，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是( )解析：选D 由右手定则判定，线框向左移动0～l2过程，回路中电流方向为顺时针，由E ＝2BLv 可知，电流i 为定值；线框向左移动l2～l 过程，线框左、右两边产生的感应电动势相抵消，回路中电流为零．线框向左移动l ～32l 过程，回路中感应电流方向为逆时针．由上述分析可见，选项D 正确．6．(多选)如图所示，两根等高光滑的14圆弧轨道，半径为r 、间距为L ，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B .现有一根长度稍大于L 、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始，在拉力作用下以初速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中( )A ．通过R 的电流方向由外向内B ．通过R 的电流方向由内向外C ．R 上产生的热量为πrB 2L 2v 04RD ．流过R 的电荷量为πBLr2R解析：选AC cd 棒在拉力作用下运动至ab 处的过程中，闭合回路中的磁通量减小，再由楞次定律及安培定则可知，回路中电流方向为逆时针方向(从上向下看)，则通过R 的电流方向由外向内，故A 对，B 错；通过R 的电荷量为q ＝ΔΦR ＝BrLR，D 错；R 上产生的热量为Q ＝U 2R t ＝BLv 0/22R·πr 2v 0＝πrB 2L 2v 04R，C 对． 7．(多选)(2017年全国卷Ⅱ)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m 、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于t ＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是( )A ．磁感应强度的大小为0.5 TB ．导线框运动速度的大小为0.5 m/sC ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D ．在t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N解析：选BC 导线框匀速进入磁场时速度v ＝L t ＝0.10.2 m/s ＝0.5 m/s ，选项B 正确；由E ＝BLv ，得B ＝E Lv ＝0.010.1×0.5 T ＝0.2 T ，选项A 错误；由右手定则可确定磁感应强度方向垂直于纸面向外，选项C 正确；导线框所受安培力F ＝BLI ＝BL E R ＝0.2×0.1×0.010.005N ＝0.04N ，选项D 错误．8．如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R 的金属条制成的矩形线框abcd ，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B 中．一接入电路电阻为R 的导体棒PQ ，在水平拉力作用下沿ab 、dc 以速度v 匀速滑动，滑动过程PQ 始终与ab 垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中( )A ．PQ 中电流先增大后减小B ．PQ 两端电压先减小后增大C ．PQ 上拉力的功率先减小后增大D ．线框消耗的电功率先减小后增大解析：选C 导体棒产生的电动势E ＝BLv ，画出其等效电路如图，总电阻R 总＝R ＋R 左·R 右R 左＋R 右＝R ＋R 左3R －R 左3R，在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，故A 错误；PQ 两端的电压为路端电压U ＝E －IR ，即先增大后减小，故B 错误；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P 安＝IE ，先减小后增大，故C 正确；线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为34R ，小于内阻R ；根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内电阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，故D 错误．9．(多选)如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字形金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路．已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好，关于回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t的变化关系，下列四个图象中可能正确的是( )解析：选AD 设框架和导体棒的电阻率为ρ，横截面积为S ，当导体棒运动的时间为t 时，由几何知识可得，此时接在闭合回路中切割磁感线导体棒的长度为l ＝2vt tan θ2，此时整个回路的电阻为R ＝ρ2vt tanθ2S ＋2vtcosθ2S，由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律可得E ＝BLv ＝IR ，可求得I ＝2Bv tanθ2ρ⎝⎛⎭⎪⎫2tan θ2S ＋2S cosθ2，可见电流为定值，A 正确，B 错误；整个回路消耗的电功率P ＝I 2R ，由于电流为定值，整个回路的R 与t 成正比，故P 与t 成正比，C 错误，D 正确．10．如图所示，两根足够长的平行直导轨AB 、CD 与水平面成θ角放置，两导轨间距为L ，A 、C 两点间接有阻值为R 的定值电阻．一根质量均匀分布的直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆的阻值为r ，其余部分电阻不计，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现将外力F 沿与导轨平行的方向作用在金属杆上，让其由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，则下列外力F 与作用时间t 的图象中正确的是( )解析：选B 分析金属杆在运动过程中的受力情况可知，金属杆受重力mg 、导轨的支持力N 、外力F 、摩擦力f 和安培力F 安的共同作用，金属杆沿导轨方向向上运动，由牛顿第二定律有F －mg sin θ－F 安－f ＝ma ，又F 安＝B 0IL ，I ＝ER ＋r ＝B 0Lv R ＋r ，所以F 安＝B 0IL ＝B 02L 2vR ＋r，f＝μmg cos θ，所以有F －mg sin θ－B 02L 2vR ＋r －μmg cos θ＝ma ，又因为v ＝at ，将其代入上式可得F ＝B 02L 2aR ＋rt ＋mg sin θ＋μmg cos θ＋ma ，由此表达式可知，选项B 正确．二、非选择题11．如图，在水平面内有两条电阻不计的平行金属导轨AB 、CD ，导轨间距为L ；一根电阻为R 的金属棒ab 可在导轨上无摩擦地滑动，棒与导轨垂直，并接触良好，导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ，导轨右端与电路连接，电路中的两个定值电阻阻值分别为2R 和R ，现用力拉ab 以速度v 0匀速向左运动．求：(1)感应电动势的大小；(2)棒ab 中感应电流的大小和方向； (3)ab 两端的电势差U ab ； (4)电阻R 上的电功率．解析：(1)ab 棒产生的感应电动势E ＝BLv 0.(2)棒匀速向左运动，根据右手定则判断可知，感应电流方向为b →a ，感应电流的大小为I ＝E 4R ＝BLv 04R.(3)ab 两端的电势差U ab ＝I ·3R ＝3BLv 04.(4)P R ＝I 2·R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫BLv 04R 2·R ＝B 2L 2v 0216R .答案：(1)BLv 0 (2)BLv 04R b →a (3)3BLv 04 (4)B 2L 2v 0216R12．(2018届广东湛江高三调研)如图所示，倾角为θ＝37°的光滑斜面上存在宽度为h 的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直斜面向下，一个粗细均匀质量为m 、电阻为R 、边长为l 的正方形金属线框abcd ，开始时线框abcd 的ab 边到磁场的上边缘距离为l ，将线框由静止释放，已知h >l ，ab 边刚离开磁场的下边缘时线框做匀速直线运动，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小为g .(1)ab 边刚离开磁场的下边缘时，线框中的电流和cd 边两端的电势差各是多大？ (2)求线框abcd 从开始至ab 边刚离开磁场的下边缘过程中产生的热量．解析：(1)ab 边刚离开磁场的下边缘时，设线框中的电流为I ，cd 两端的电势差为U cd ，由于线框做匀速直线运动，由平衡条件有mg sin37°＝BIl解得I ＝3mg5Bl根据欧姆定律有U cd ＝I ·34R联立解得U cd ＝9mgR20Bl.(2)设线框abcd 从开始至ab 边刚离开磁场的下边缘过程中产生的热量为Q ，根据法拉第电磁感应定律有E ＝BLv由闭合电路欧姆定律有I ＝E R联立解得v ＝3mgR5B 2l2根据能量守恒定律得mg (h ＋l )sin37°＝Q ＋12mv 2联立解得Q ＝35mg (h ＋l )－9m 3g 2R250B 4l4.答案：(1)3mg 5Bl 9mgR 20Bl (2)35mg (h ＋l )－9m 3g 2R250B 4l4|学霸作业|——自选一、选择题1．如下图甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为B的正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( )解析：选D 在0～t1时间内，由楞次定律及安培定则可判定回路中的电流方向始终为b→a，由法拉第电磁感应定律可判定回路中的电流大小恒定，故A、B两项错误；由F安＝BIL 可得F安随B的变化而变化，在0～t0时间内，F安方向水平向右，故外力F与F安等值反向，方向水平向左为负值；在t0～t1时间内，F安方向改变，故外力F方向也改变为正值，综上所述，D 项正确．2．如图所示，匝数n ＝100匝、横截面积S ＝0.2 m 2、电阻r ＝0.5 Ω的圆形线圈处于垂直纸面向里的匀强磁场中．磁感应强度随时间按B ＝0.6＋0.02t (T)的规律变化．处于磁场外的电阻R 1＝3.5 Ω，R 2＝6 Ω，电容器的电容C ＝30 μF，闭合开关S ，则下列说法中正确的是( )A ．线圈中产生顺时针方向的感应电流B ．线圈两端M 、N 两点间的电压为0.4 VC ．电阻R 1消耗的电功率为9.6×10－3WD ．电路稳定后，断开开关S ，则通过电阻R 2的电荷量为7.2×10－6C解析：选D 闭合开关S ，由楞次定律可知，圆形线圈内产生逆时针方向的电流，选项A 错误；100匝的圆形线圈产生感应电动势，相当于电源，其等效电路图如图所示，线圈中的感应电动势E ＝nΔΦΔt ＝n ΔBΔtS ＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V ，所以通过电源的电流I ＝E R 1＋R 2＋r ＝0.43.5＋6＋0.5A ＝0.04 A ，线圈两端M 、N 两点间的电压为路端电压，即U ＝E －Ir ＝0.4 V －0.04×0.5 V＝0.38 V ，选项B 错误；电阻R 1消耗的电功率P 1＝I 2R 1＝0.042×3.5W ＝5.6×10－3W ，选项C 错误；闭合开关S 一段时间后，电路达到稳定状态，电容器相当于开路，其两端电压U ′等于电阻R 2两端的电压，即U ′＝IR 2＝0.04×6 V＝0.24 V ，电容器充电后所带电荷量为Q ＝CU ′＝30×10－6×0.24 C＝7.2×10－6C ，当开关S 断开后，电容器通过电阻R 2放电，即通过电阻R 2的电荷量为7.2×10－6C ，选项D 正确．3．(2019届河南八市质检)如图所示，导体杆OP 在作用于OP 中点且垂直于OP 的力作用下，绕O 轴沿半径为r 的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B ，AO 间接有电阻R ，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P ，则( )A ．外力的大小为2BrPRB ．外力的大小为Br PRC ．导体杆旋转的角速度为2PRBr2D ．导体杆旋转的角速度为1Br2P R解析：选C 设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E ＝12Br 2ω，I ＝ER，根据题述回路中的电功率为P ，则P ＝EI ；设维持导体杆匀速转动的外力为F ，则有P ＝Fv2，v ＝rω，联立解得F ＝BrP R ，ω＝2PRBr2，选项C 正确，A 、B 、D 错误． 4．(多选)(2019届广东佛山质检)水平放置足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为L ，左端连接的电源电动势为E ，内阻为r ，质量为m 的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间的部分电阻为R .整个装置处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中，闭合开关，金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法正确的是( )A ．金属杆的最大速度大小为EBLB ．此过程中通过金属杆的电荷量为mE2B 2L2C ．此过程中电源提供的电能为mE 2B 2L 2D ．此过程中金属杆产生的热量为mE 22B 2L2解析：选AC 闭合开关后电路中有电流，金属杆在安培力的作用下向右运动，金属杆切割磁感线产生感应电动势，方向与电源电动势方向相反，当两者相等时，电流为0，金属杆达到最大速度，此时E ＝BLv m ，得v m ＝E BL，A 项正确；对杆应用动量定理有BL I t ＝mv m ，又q ＝I t ，得q ＝mE B 2L 2，B 项错误；电源提供的电能E 电＝qE ＝mE 2B 2L2，C 项正确；据能量守恒定律，E 电＝E k ＋Q 热，E k ＝12mv m 2，可得Q 热＝E 电－E k ＝mE22B 2L 2，Q 热为电源内阻和金属杆上产生的总热量，D 项错误．5．(2018届福州四校联考)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直，一正方形单匝导线框abcd 位于纸面内，如图(a)所示，t ＝0时cd 边与磁场边界重合，导线框在水平外力F 的作用下从静止开始做变速直线运动通过该磁场，规定逆时针方向为感应电流的正方向，回路中感应电流随时间变化的关系如图(b)所示；规定水平向左为力的正方向，下列给出的关于回路中感应电动势E 、线框所受安培力F 安、外力F 随时间变化的图象中，一定错误的是( )解析：选B 根据闭合电路欧姆定律，可知回路中感应电动势与感应电流成正比，A 正确；根据安培力公式F 安＝BIL ，安培力与电流成正比，但是安培力与线框的运动方向相反，在线框进入磁场过程中，所受安培力向左，为正值，出磁场时所受安培力方向也是向左，为正值，所以B 错误，C 正确；由I ＝BLvR结合题图，可知线框始终做匀变速直线运动，力F 的方向始终向右且与安培力的合力始终不变，D 正确．6．(多选)(2018届广东惠州高三第三次调研)如图甲所示，光滑平行金属导轨MN 、PQ 所在平面与水平面成θ角，M 、P 两端接一电阻R ，整个装置处于方向垂直导轨平面向上、大小为B 的匀强磁场中，两导轨间的距离为l .t ＝0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F ，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r ，导轨电阻忽略不计．已知通过电阻R 的感应电流I 随时间t 变化的关系如图乙所示．下列关于棒运动的速度v 、外力F 、流过R的电荷量q 以及闭合回路中磁通量的变化率ΔΦΔt随时间变化的图象正确的是( )解析：选AB 根据题图乙所示的I t 图象可知I ＝kt ，其中k 为比例系数，由闭合电路欧姆定律可得I ＝ER ＋r＝kt ，又E ＝Blv ，整理得v ＝k R ＋rBlt ，v t 图象是一条过原点的斜率大于零的直线，说明金属棒做的是初速度为零的匀加速直线运动，即v ＝at ，A 正确；由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ，则得ΔΦΔt ＝k (R ＋r )t ，ΔΦΔtt 的图象是一条过原点的斜率大于零的直线，B 正确；对金属棒在沿导轨方向列出动力学方程，F －BIl －mg sin θ＝ma ，而I ＝Blv R ＋r ，v ＝at ，整理得F ＝B 2l 2at R ＋r＋ma ＋mg sin θ，可见F t 图象是一条斜率大于零且纵截距大于零的直线，C 错误；q ＝I ·Δt ＝ΔΦR ＋r ＝Bl ·12at 2R ＋r ＝Bla2R ＋rt 2，则q t 图象应是一条开口向上的抛物线，D 错误．7．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1 500匝，横截面积S ＝20 cm 2.螺线管导线电阻r ＝1.0 Ω，R 1＝4.0 Ω，R 2＝5.0 Ω，C ＝30 μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是( )A ．螺线管中产生的感应电动势为1 VB ．闭合S ，电路中的电流稳定后，螺线管两端电压为1.08 VC ．电路中的电流稳定后电容器下极板带负电D ．S 断开后，流经R 2的电荷量为1.8×10－6C解析：选B 由法拉第电磁感应定律可知E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔBΔt，其中n ＝1 500匝，S ＝20×10－4m 2，ΔB Δt 等于乙图中图线斜率，为1.0－0.22T/s ＝0.4 T/s ，代入得E ＝1.2 V ，A 错误；感应电流I ＝Er ＋R 1＋R 2＝0.12 A ，螺线管两端的电压U ＝I (R 1＋R 2)＝1.08 V ，B 正确；由楞次定律及安培定则可得，螺线管下端电势高，所以电容器下极板带正电，C 错误；S 断开后，电容器把储存的电量都通过R 2释放出来，Q ＝CU R 2，其中U R 2＝IR 2，得Q ＝1.8×10－5C ，D 错误．8．如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a 、b 与长直金属杆导通，图中a 、b 间距离为L ，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d .右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于弯曲导线所在平面的匀强磁场，磁场区域的宽度为3L4，现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v 向右运动，t ＝0时刻a 环刚从O 点进入磁场区域，则下列说法正确的是( )A ．在t ＝L2v 时刻，回路中的感应电动势为BdvB ．在t ＝3L4v 时刻，回路中的感应电动势为2BdvC ．在t ＝L 4v 时刻，回路中的感应电流第一次改变方向D ．在t ＝L2v时刻，回路中的感应电流第一次改变方向解析：选D 当t ＝L2v 时，闭合回路的位置如图1，此时的有效长度为零，感应电动势也为零，此时的感应电流也为零，电流为零是电流方向改变的时刻，A 选项错误，D 选项正确；当t ＝3L4v 时，闭合回路的位置如图2，有效长度为d ，感应电动势E ＝Bdv ，B 选项错误；在t ＝L 4v 时刻，闭合回路的位置如图3，有效长度为d ，电流大小I ＝BdvR ，电流不为零，电流方向不变，C 选项错误．二、非选择题9.匀强磁场磁感应强度B＝0.2 T，磁场宽度L＝3 m，一正方形金属框边长ab＝l＝1 m，其每条边电阻r＝0.2 Ω，金属框以v＝10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的It图线；(2)画出ab两端电压的Ut图线．解析：(1)线框进入磁场区时，有E1＝Blv＝2 V，I1＝E14r＝2.5 A方向沿逆时针，如图实线abcd所示，感应电流持续的时间t 1＝lv＝0.1 s线框在磁场中运动时，有E 2＝0，I 2＝0 无电流的持续时间，t 2＝L －l v＝0.2 s线框穿出磁场区时，有E 3＝Blv ＝2 VI 3＝E 34r＝2.5 A此电流的方向为顺时针，如上图虚线adcb 所示． 规定电流方向逆时针为正，得I t 图线见答案图甲． (2)线框进入磁场区ab 两端电压为U 1＝I 1r ＝2.5×0.2 V＝0.5 V线框在磁场中运动时，ab 两端电压等于感应电动势，即U 2＝Blv ＝2 V线框出磁场时ab 两端电压为U 3＝E 3－I 3r ＝1.5 V由此得U t 图线如答案图乙所示． 答案：(1)如图甲所示 (2)如图乙所示10．如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.解析：(1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡有mg sinθ＝μmg cosθ解得μ＝tanθ.(2)在光滑导轨上感应电动势E ＝BLv 感应电流I ＝E R安培力F 安＝BIL导体棒受力平衡有F 安＝mg sin θ 解得v ＝mgR sin θB 2L 2. (3)摩擦生热Q T ＝μmgd cos θ由能量守恒定律有3mgd sin θ＝Q ＋Q T ＋12mv 2解得Q ＝2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L4. 答案：(1)tan θ (2)mgR sin θB 2L 2(3)2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L411．(2019届新余高三期末质检)如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d ＝0.5 m ，电阻不计，左端通过导线与阻值R ＝2 Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值R L ＝4 Ω的小灯泡L 连接．在CDFE 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE 长l ＝2 m ，有一阻值r ＝2 Ω的金属棒PQ 放置在靠近磁场边界CD 处(恰好不在磁场中)．CDFE 区域内磁场的磁感应强度B 随时间变化如图乙所示．在t ＝0至t ＝4 s 内，金属棒PQ 保持静止，在t ＝4 s 时使金属棒PQ 以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t ＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF 处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化．求：(1)通过小灯泡的电流；(2)金属棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小．解析：(1)在t ＝0至t ＝4 s 内，金属棒PQ 保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势．电路为r 与R 并联，再与R L 串联，电路的总电阻R 总＝R L ＋RrR ＋r＝5 Ω 此时感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝dl ΔB Δt ＝0.5×2×0.5 V＝0.5 V通过小灯泡的电流为I ＝ER 总＝0.1 A. (2)当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为R 与R L 并联，再与r 串联，此时电路的总电阻R 总′＝r ＋RR L R ＋R L ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋4×24＋2Ω＝103Ω 由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流I L ＝I ＝0.1 A ，则流过金属棒的电流为I ′＝I L＋I R ＝I L ＋R L I LR＝0.3 A 电动势E ′＝I ′R 总′＝Bdv解得棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小v ＝1 m/s. 答案：(1)0.1 A (2)1 m/s。
高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第1节 电磁感应现象、楞次定律练习 新人教版-新人教版高三全册物
第十章第一节电磁感应现象、楞次定律[A级—根底练]1．(08786989)如下列图，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的答案是( )A．线圈中产生顺时针方向的感应电流B．线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈中不会产生感应电流D．线圈面积有缩小的倾向解析：C [由于线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为0.当磁感应强度增大时，穿过线圈的磁通量仍然为0，如此线圈中不会产生感应电流，故只有C正确．] 2．(08786990)(2018·福建质检)法拉第在1831年发现了“磁生电〞现象．如图，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，小磁针不偏转解析：C [小磁针能否发生偏转，要看B中能不能产生感应电流，与A连接的电源电动势的大小无关，A错误；只要穿过B的磁通量发生变化，B中就可产生感应电流，小磁针就可以发生偏转，如果磁通量不变，匝数再多也没有用，B错误；线圈A与电池连接的瞬间，B中的磁场从无到有，磁通量发生变化，B中会产生感应电流，小磁针会发生偏转，C正确；线圈A与电池断开瞬间，穿过B的磁场从有到无，B中会产生感应电流，小磁针会发生偏转，D错误．]3．(08786991)(2018·山东烟台期末)如下列图，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．垂直纸面向里解析：A [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，根据左手定如此可知，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，“来拒去留〞，感应电流的效果总是阻碍相对运动，所以线圈向右运动如此所受安培力向左．]4．(08786993)(2018·辽宁葫芦岛期末)如下列图，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向右运动时，cd金属棒受到向下的安培力．如下说法正确的答案是( )A．由此可知d端电势高于c端电势B．由此可知Ⅰ是S极C．由此可知Ⅰ是N极D．当cd棒向下运动时，ab导线受到向左的安培力解析：C [根据题意可知：cd中电流的方向由c→d，c端电势高于d端，A错误；ab 中电流的方向由b→a，对ab应用右手定如此可知Ⅰ是N极，Ⅱ是S极，B错误，C正确．当cd棒向下运动时，回路中会产生由d→c的电流，如此ab中电流的方向由a→b，根据左手定如此可知，AB受的安培力向右，D错误．]5．(08786994)(2018·浙江宁波期末)如图甲所示，在同一平面内有两个圆环A、B，圆环A将圆环B分为面积相等的两局部，以图甲中A环电流沿顺时针方向为正，当圆环A中的电流如图乙所示变化时，如下说法正确的答案是( )A．B中始终没有感应电流B．B中有顺时针方向的感应电流C．B中有逆时针方向的感应电流D．B中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向解析：B [由于圆环A中的电流发生了变化，故圆环B中一定有感应电流产生，由楞次定律判定B中有顺时针方向的感应电流，故B选项正确．]6．(08786995)(2018·山东潍坊一模)如下列图，线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大；等离子气流(由高温高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中．发现两直导线a、b互相吸引，由此可以判断P1、P2两极板间的匀强磁场的方向为( )A．垂直纸面向外B．垂直纸面向里C．水平向左D．水平向右解析：B [线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大；根据楞次定律可知a中电流的方向向下，a、b相互吸引，说明b中电流的方向也是向下，如此P1带正电，说明正离子向上偏转，根据左手定如此可知P1、P2间磁场的方向垂直于纸面向里，B正确．] 7．(08786996)(2018·湖南长沙一模)自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在确实凿证据．近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子困难的探索之路出现了一丝曙光．如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如下列图的闭合超导线圈，如此从上向下看，这个线圈中将出现( )A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流C．逆时针方向的持续流动的感应电流D．顺时针方向的持续流动的感应电流解析：C [N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针．因此线圈中产生的感应电流方向不变．由于超导线圈中没有电阻，因此感应电流将长期维持下去，故A、B、D错误，C正确．]8．(08786997)(2018·河南许昌三模)如下列图，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中( )A．线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCAB．线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C．线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D．线框做自由落体运动解析：B [根据右手定如此，通电直导线的磁场在上方垂直纸面向外，下方垂直纸面向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小．线框从上向下靠近导线的过程，垂直纸面向外的磁通量增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方垂直纸面向外的磁场和下方垂直纸面向里的磁场叠加，先是垂直纸面向外的磁通量减小，之后变成垂直纸面向里的磁通量增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流．垂直纸面向里的磁通量变成最大后，线框继续向下运动，垂直纸面向里的磁通量减小，这时的电流方向又变成了顺时针，即感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，故A错误；根据A中的分析，线框穿越导线时，始终有感应电流存在，故B正确；根据楞次定律，安培力始终阻碍线框相对磁场的运动，故安培力的方向始终向上，线框不可能做自由落体运动，故C、D错误．][B级—能力练]9．(08786998)(多项选择)(2018·安徽“学普〞开学联考)如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中，如此( )A．将B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失B．将B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在C．如A的N极朝上，B中感应电流为顺时针方向(俯视)D．如A的N极朝上，B中感应电流为逆时针方向(俯视)解析：BC [当将B环靠近A时，由于越靠近磁铁A，磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中穿过B环的磁通量发生改变，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即B环没有电阻，所以稳定后B环中的电流不会变小，且永远存在，故A错误，B正确；此时B环水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁A的上方空中，即其相互排斥，说明B环的下面是N 极，故感应电流为顺时针方向(俯视)，故C正确，D错误．]10．(08786999)(多项选择)(2018·广东珠海摸底)矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，导线MN中通入电流方向如下列图，当MN中的电流增大时，如下说法正确的答案是( )A．导线框abcd有逆时针的感应电流B．bc、ad两边均不受安培力的作用C．导线框所受的安培力的合力向右D．MN所受线框给它的作用力向左解析：ACD [直导线中通有M→N均匀增大的电流，根据安培定如此，知通过线框的磁场垂直纸面向里，且均匀增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为逆时针方向，故A正确．根据A选项分析可知，依据左手定如此，bc、ad两边均受安培力的作用，故B错误．根据左手定如此，知，ab边所受安培力方向水平向右cd边所受安培力方向水平向左，离导线越近，磁感应强度越大，所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力，如此线框所受安培力的合力方向向右，因此MN所受线框给它的作用力向左，故C、D正确．]11．(08787000)(多项选择)(2018·某某虹口区一模)如下列图，水平放置的光滑绝缘直杆上套有A、B、C三个金属铝环，B环连接在图示的电路中．闭合开关S的瞬间( )A．A环向左滑动B．C环向左滑动C．A环有向外扩展的趋势D．C环有向内收缩的趋势解析：AD [闭合开关S的瞬间，通过A、C环的磁通量增大，根据楞次定律和左手定如此可知：A环向左运动，且有收缩的趋势；C环向右运动，有收缩的趋势，故A、D正确，B、C错误．]12．(08787001)(多项选择)如下列图，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度大小在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用绝缘细线悬挂于O点．将圆环拉至位置a 后无初速度释放，圆环摆到右侧最高点b，不计空气阻力．在圆环从a摆向b的过程中( )A．感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向解析：AD [由楞次定律知，感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向，A正确，B错误，根据左手定如此，因等效导线是沿竖直方向的，且两边的磁感应强度不同，故合力方向始终沿水平方向，和速度方向会有一定夹角，C错误，D正确．] 13．(08787002)(多项选择)如下列图，线圈A、B同心置于光滑水平桌面上，线圈A中通有逐渐增大的逆时针方向的电流，如此 ( )A．线圈B将顺时针转动起来B．线圈B中有顺时针方向的电流C．线圈B将有沿半径方向扩张的趋势D．线圈B对桌面的压力将增大解析：BC [当线圈A中通有逐渐增大的逆时针方向的电流时，穿过线圈B的磁通量竖直向上且增大，根据楞次定律，线圈B产生顺时针方向的电流；根据楞次定律的另一种表述，线圈B有扩张的趋势，阻碍磁通量的增加，故B、C正确，A错误．线圈B受到的安培力在水平方向上，线圈B对桌面的压力将不变，故D错误．]14．(08787003)如下列图，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，求磁感应强度B随时间t变化的关系式．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＝B0ll＋vt.答案：B＝B0ll＋vt。
2020版高考物理大一轮复习第十章电磁感应第一节电磁感应现象楞次定律检测
第一节电磁感应现象楞次定律(建议用时：分钟)一、单项选择题.美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现．一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示．为圆柱形合金材料，为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对进行加热，则( )．中将产生逆时针方向的电流．中将产生顺时针方向的电流．线圈有收缩的趋势．线圈有扩张的趋势解析：选.合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈的磁通量增大，由于线圈内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，错误，正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，、错误．．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析：选.产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化．选项、电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项、不能观察到电流表的变化；选项满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项也不能观察到电流表的变化；选项满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选. .如图所示，两个同心圆形线圈、在同一平面内，其半径大小关系为>，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φ、Φ间的大小关系为( )．Φ＝Φ．Φ>Φ．条件不足，无法判断．Φ<Φ解析：选.条形磁铁内部的磁感线全部穿过、两个线圈，而外部穿过线圈的磁感线比穿过线圈的磁感线要多，线圈中磁感线条数的代数和要小，故选项正确．.如图，一质量为的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为和，重力加速度大小为，则( )．＞，＞．＜，＜．＞，＜．＜，＞解析：选.金属环从位置Ⅰ靠近磁铁上端，因产生感应电流，故“阻碍”相对运动，知金属环与条形磁铁相互排斥，故绳的拉力>.同理，当金属环离开磁铁下端时，金属环与磁铁相互吸引，因而绳的拉力>，故正确．．近来，无线充电成为应用于我们日常生活中的一项新科技，其中利用电磁感应原理来实现无线充电是比较成熟的一种方式，电动汽车无线充电方式的基本原理如图所示：路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电．在汽车匀速行驶的过程中，下列说法正确的是( )．感应线圈中电流的磁场方向一定与路面线圈中电流的磁场方向相反．感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流．感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，会阻碍汽车运动。
高考物理一轮辅导：第十章 第1讲 电磁感应定律 楞次定律 Word版含解析
配餐作业 电磁感应定律 楞次定律►►见学生用书P367A 组·基础巩固题1.如图所示，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是( )A.3－12BS B.3＋12NBS C.3＋12BS D.3－12NBS 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＝32BS ，Φ1＝－12BS ，因穿过多匝线圈的磁通量的大小与匝数无关，故ΔΦ＝3＋12BS 。
答案 C2.(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一，如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。
下列说法中正确的是()A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率C．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力D．待测工件可以是塑料或橡胶制品解析由楞次定律可知，涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，A项正确；类似于变压器，涡流的频率等于通入线圈的交流电频率，B项正确；由于电流在磁场中受安培力作用，故通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力，C项正确；涡流必须是在导体中产生，故待测工件不能是塑料或橡胶制品，D项错误。
答案ABC3.如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。
当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻()A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零解析当金属杆ab顺时针方向转动时，切割磁感线，由法拉第电磁感应定律知产生感应电动势，由右手定则可知将产生由a到b 的感应电流，电流表的d端与a端相连，c端通过金属环与b端相连，则通过电流表的电流是由c到d，而金属杆在磁场中会受到安培力的作用，由左手定则可判断出安培力的方向为水平向右，阻碍金属杆的运动，所以A项正确。
2020版高考物理一轮复习第十章课时作业33电磁感应现象楞次定律课件新人教版
A．磁通量最大，磁通量变化率最大 B．磁通量最大，磁通量变化率最小 C．磁通量最小，磁通量变化率最大 D．磁通量最小，磁通量变化率最小
解析：根据磁极的转动可知线圈中的磁通量发生变化，当磁 极与 O 点在同一条直线上时，穿过线圈的磁通量最大，此时磁通 量的变化率最小，感应电动势最小，故 B 项正确，A、C、D 项 错误．
ab 边沿东西方向，下列说法正确的是( AC )
A．若使线框向东平移，则 a 点电势比 d 点电势低 B．若使线框向北平移，则 a 点电势等于 b 点电势 C．若以 ad 边为轴，将线框向上翻转 90°，则翻转过程线框 中电流方向始终为 adcba 方向 D．若以 ab 边为轴，将线框向上翻转 90°，则翻转过程线框 中电流方向始终为 adcba 方向
9．如图所示，ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合 矩形导体线圈，当滑动变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动的过程中，
线圈 ab 将( B )
A．静止不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动方向
解析：题图中的两个通电的电磁铁之间的磁场方向总是水平 的，当滑动变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动的过程中，电路的电 流是增大的，两个电磁铁之间的磁场的磁感应强度也是增大的， 穿过闭合导体线圈的磁通量是增大的，线圈在原磁场中所受的磁 场力肯定使线圈向磁通量减小的方向运动，显然只有顺时针方向 的运动才能使线圈中的磁通量减小．
课时作业33 电磁感应现象 楞次定律
时间：45 分钟
1．如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁 (N 极朝上，S 极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆 环接触．关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的
【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应定律 楞次定律课时作业
2020届一轮复习人教版 电磁感应定律 楞次定律 课时作业一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分。
其中1～7为单选，8～11为多选)1．如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化。
下列说法中正确的是( )A ．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定减小B ．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大C ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变答案 D解析 由法拉第电磁感应定律可知：E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt，当磁感应强度均匀变化时，产生恒定的电动势，线框中的感应电流就不变，D 选项正确；当磁感应强度的变化率逐渐增大时，线框中产生的感应电流增大，当磁感应强度的变化率逐渐减小时，线框中产生的感应电流减小，所以A 、B 、C 选项都是错误的。
2. 如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2。
则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比分别为( )A ．c →a,2∶1B ．a →c,2∶1C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2答案 C解析MN切割磁感线产生的感生电动势E＝Bl v，其中的l、v保持不变，所以E1∶E2＝B1∶B2＝1∶2；由右手定则可知通过R的电流方向为a→c，C正确。
3．[2017·唐山模拟]如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0～t2时间内()A．电容器C的电荷量大小始终不变B．电容器C的a板先带正电后带负电C．MN所受安培力的大小始终不变D．MN所受安培力的方向先向左后向右答案 A解析磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，则电容器C的电荷量大小始终不变，选项A正确，B错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，选项C、D错误。
2020届高考物理一轮复习鲁科版第十章第1讲电磁感应现象楞次定律PPT课件(126张)
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A．AB 中电流 I 逐渐增大 B．AB 中电流 I 先增大后减小 C．以 AB 为轴，线圈绕 AB 顺时针转 90° D．线圈绕 OO′轴逆时针转动 90°(俯视)
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3．电磁感应现象的两种典型情况
(1)闭合电路中部分导体做 □05 切割磁感线
(2)穿过闭合回路的磁通量 □06 发生变化
运动。 。
4．电磁感应现象的实质
电磁感应现象的实质是产生 □07 感应电动势 □08 感应电流 ；如果回路不闭合，则只产生 生□10 感应电流 。
，如果回路闭合则产生
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考点 1 电磁感应现象的判断 1．感应电流能否产生的判断 (1)
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(2)
以上两种判断方法中，有的题目只能用其中一种方法，或只有一种方法 判断简便，有的题目两种方法均可快速判断。
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A.B2L2，B4L2 C．BL2，B2L2
B.NB2L2，NB4L2 D．NBL2，NB2L2
答案 A
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答案
解析 由公式 Φ＝BS 可知，S 应为有效面积，且磁通量与线圈匝数无关。 初态 S1＝L22，所以 Φ＝B2L2。转过 60°，有效面积 S2＝L22·cos60°＝L42，Φ′＝ B4L2，所以 ΔΦ＝Φ′－Φ＝－B4L2，所以 A 选项是正确的。
2020年高考物理一轮复习课件10.1 第1节 电磁感应现象 楞次定律
关闭
由条形磁铁的磁场分布可知,磁铁下落的过程,闭合圆环中的磁通量始终
向上A.,总并是且先顺增时加针后减少,由楞次B.定总律是可逆判时断针出,从上向下看时,闭合圆环中
的感C.应先电顺流时方针向后先逆顺时时针针后逆D时.先针逆,C正时确针。后顺时针
关闭
C
解析 答案
第十章
第1节 电磁感应现象 楞次定律
考点要求
第十章
第1节 电磁感应现象 楞次定律
考点要求
基础夯实
多维课堂
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基础夯实 自我诊断
二、电磁感应现象 1.电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化 时,电路中产生感应电流 的现象。 2.产生感应电流的条件 (1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化 。 (2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线 运 动。 3.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 。
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规律总结判断能否产生电磁感应现象,关键是看回路的磁通量是 否发生了变化。磁通量的变化量ΔΦ =Φ 2-Φ 1主要有下列四种形式:
1.S、θ不变,B改变,则ΔΦ =ΔB·Ssin θ。 2.B、θ不变,S改变,则ΔΦ =ΔS·Bsin θ。 3.B、S不变,θ改变,则ΔΦ =BS(sin θ2-sin θ1)。 4.B、S、θ中的两个或三个量同时变化引起的磁通量变化。
变化滑,动产,生会感使应电电流流计,故指A针正静确;止开在关中闭合央和零断刻开度均能引起线圈B中磁通量的
变化D.而开产关生闭感合应后电,只流有,故滑B错动误变;开阻关器闭的合滑后片,只P要移动滑片P,线圈B中磁通
量变加化速而滑产动生,电感流应计电指流,针故才C、能D偏错转误。
关闭
A
解析 答案
(精品人教)2020年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学案
第1讲电磁感应现象楞次定律板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】磁通量Ⅰ1.磁通量(1)定义：匀强磁场中，磁感应强度(B)与垂直磁场方向的面积(S)的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
(2)公式：Φ＝BS。
(3)适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场方向的有效面积。
(4)单位：韦伯(Wb)，1 Wb＝1_T·ｍ2。
(5)标量性：磁通量是标量，但有正负之分。
磁通量的正负是这样规定的，即任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。
2.磁通量的变化量在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。
3.磁通量的变化率(磁通量的变化快慢)磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值，即ΔΦΔt。
【知识点2】电磁感应现象Ⅰ1.电磁感应现象：当闭合电路的磁通量发生改变时，电路中有感应电流产生的现象。
2.产生感应电流的条件(1)电路闭合。
(2)磁通量变化。
3.电磁感应现象的两种情况(1)闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。
(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化。
4.电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。
5.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。
【知识点3】楞次定律Ⅱ1.楞次定律(1)内容：感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围：适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.右手定则(1)内容：①磁感线穿入右手手心。
(从掌心入，手背穿出)②大拇指指向导体运动的方向。
③其余四指指向感应电流的方向。
(2)适用范围：适用于部分导体切割磁感线。
板块二考点细研·悟法培优考点1电磁感应现象的判断[解题技巧]1.磁通量变化的常见情况2.感应电流能否产生的判断例1 (多选)如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。
2020物理高考新素养大一轮复习讲练(课件+精练)：第十章 电磁感应 (1)
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【自主练 4】(2019·深圳调考)如图所示，轻质弹簧一端 固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，一个铜盘放在条形
磁铁的正下方的绝缘水平桌面上，控制磁铁使弹簧处于原
长，然后由静止释放磁铁，不计磁铁与弹簧之间的磁力作用，
且磁铁运动过程中未与铜盘接触，下列说法正确的是( )
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A．磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度为 零
B．磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生顺时针方 向的涡旋电流
C．磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中， 磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能
D．磁铁从静止释放到最终静止的过程中，磁铁减少的 重力势能大于铜盘产生的焦耳热
答案 D
1．楞次定律中“阻碍”的含义
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2．楞次定律推论的应用技巧 (1)线圈(回路)中磁通量变化时，阻碍原磁通量的变化 ——应用“增反减同”的规律； (2)导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动——应用 “来拒去留”的规律； (3)当回路可以形变时，感应电流可使线圈面积有扩大或 缩小的趋势——应用“增缩减扩”的规律； (4)自感现象中，感应电动势阻碍原电流的变化——应用 “增反减同”的规律．
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A．如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铜管中，永 远不落下来
B．如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铜管中运动时间更 长，但一定会落下来
C．磁铁在铜管中运动的过程中，由于不计空气阻力， 所以机械能守恒
D．如果将铜管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会 用较长时间
答案 B
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电磁感应现象 楞次定律 一、单项选择题 1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( ) A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 解析：产生感应电流的条件为：闭合回路内磁通量发生变化．线圈绕在磁铁上，磁通量未变，不会产生感应电流，A、B错误．往线圈中插入条形磁铁的瞬间，线圈中磁通量发生变化，此时线圈中将产生感应电流，但插入后磁通量不再变化，无感应电流，故到相邻房间观察时无示数，C错误．在线圈通电或断电的瞬间，磁通量发生变化，产生感应电流，D正确． 答案：D 2．(2017·高考江苏卷)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1 解析：两个线圈的半径虽然不同，但是线圈内的匀强磁场区域的半径一样，则穿过两线圈的磁通量相同，故选项A正确． 答案：A 3．如图所示装置，在cdef区域内存在垂直纸面向里的变化的匀强磁场，要求线圈a对桌面的压力大于本身重力，则cdef内的磁感应强度随时间变化的关系可能是( ) 解析：若a对桌面的压力大于本身重力，则b中的感应电流应增加，由I＝NΔBΔtSR知ΔBΔt
增大，所以只有B图正确． 答案：B 4．一个面积为S＝4×10－2m2、匝数为n＝100的正方形线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，t＝0时刻磁场的方向垂直线圈平面向里，则下列判断正确的是( )
A．t＝1 s时线圈中的电流方向发生变化 B．0～2 s内线圈中磁通量的变化量为零 C．1～2 s内线圈中电流方向为顺时针方向 D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零 解析：根据楞次定律可知，在0～2 s内，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，在2～
4 s内产生的感应电流方向为逆时针方向，感应电动势大小均为E＝nΔΦΔt＝nSΔBΔt，所以选项A、D错误，C正确；0～2 s内线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝2B0S＝0.16 Wb，所以选项B错误． 答案：C 5．如图所示，两个闭合正方形线框A、B的中心重合，放在同一水平面内．当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B，下列说法中正确的是( )
A．有顺时针方向的电流且有收缩的趋势 B．有顺时针方向的电流且有扩张的趋势 C．有逆时针方向的电流且有收缩的趋势 D．有逆时针方向的电流且有扩张的趋势 解析：根据右手定则可得，线框A中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，线框B中感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，线框A外侧与线框B 内侧处产生的磁场方向向外，由左手定则可知线框B有扩张的趋势，故D正确． 答案：D 二、多项选择题 6．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D C．磁场对导体棒CD的作用力向左 D．磁场对导体棒AB的作用力向左 解析：导体棒AB切割磁感线，由右手定则可知回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B，由左手定则知，磁场对导体棒CD的作用力向右，磁场对导体棒AB的作用力向左，故B、D正确． 答案：BD 7．如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若使线框中产生感应电流，则线框的运动情况应该是( )
A．向右平动(ad边还没有进入磁场) B．向上平动(ab边还没有离开磁场) C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场) D．以ab边为轴转动(转角不超过90°) 解析：选项A和D所描述的情况中，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A情况下S增大，D情况下S减小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流的条件知线框中会产生感应电流．而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，不会产生感应电流，故A、D正确． 答案：AD 8．(2019·山东聊城模拟)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，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去．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ρ铜A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B．铜环受到的安培力大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，金属环不能向左弹射 解析：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，环中感应电流由左侧看为顺时针，选项A正确；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环的，选项B正确；若将环放在线圈右方，根据楞次定律可得，环将向右运动，选项C错误；电池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出，选项D错误． 答案：AB
[能力题组] 选择题 9．如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环．当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是( )
A．顺时针加速转动 B．顺时针减速转动 C．逆时针加速转动 D．逆时针减速转动 解析：由题可知，A中感应电流为顺时针，由楞次定律可知，感应电流的内部磁场向里，由右手螺旋定则可知，引起感应电流的磁场可能为：向外增大或向里减小．若原磁场向外，则B中电流应为逆时针，由于B带负电，故B应顺时针转动且转速增大；若原磁场向里，则B中电流应为顺时针，则B应逆时针转动且转速减小；又因为导体环A具有扩展趋势，则B中电流应与A方向相反，即B应顺时针转动且转速增大，A正确． 答案：A 10．如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若( ) A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 解析：根据楞次定律，当金属圆环上、下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项A、B错误；当金属圆环向左移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，根据楞次定律可以知道，产生的感应电流方向为顺时针，故选项C错误；当金属圆环向右移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，根据楞次定律可以知道，产生的感应电流方向为逆时针，故选项D正确． 答案：D 11．(2019·湖南长沙模拟)自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据．近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝曙光．如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现( )
A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流 C．逆时针方向的持续流动的感应电流 D．顺时针方向的持续流动的感应电流 解析：N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针．因此线圈中产生的感应电流方向不变．由于超导线圈中没有电阻，因此感应电流将长期维持下去，故A、B、D错误，C正确． 答案：C 12．如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab和cd用导线连成 一个闭合回路．当ab棒向右运动时，cd金属棒受到向下的安培力．下列说法正确的是( ) A．由此可知d端电势高于c端电势 B．由此可知Ⅰ是S极 C．由此可知Ⅰ是N极 D．当cd棒向下运动时，ab导线受到向左的安培力 解析：根据题意及左手定则可知，cd中电流的方向由c→d，c端电势高于d端，A错误；ab中电流的方向由b→a，对ab应用右手定则可知Ⅰ是N极，Ⅱ是S极，B错误，C正确．当
cd棒向下运动时，回路中会产生由d→c的电流，则ab中电流的方向由a→b，根据左手定
则可知，ab受的安培力向右，D错误． 答案：C 13．(多选)如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B(构成电磁铁)，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路．下列说法正确的是( )
A．闭合开关S时，B中产生与图示方向相同的感应电流 B．闭合开关S时，B中产生与图示方向相反的感应电流 C．断开开关S时，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间 D．断开开关S时，弹簧K立即将衔铁D拉起 解析：由题意可知，闭合S后，线圈A中产生磁场，穿过线圈B的磁通量要增加，根据楞次定律及右手螺旋定则可知，B中产生与图示方向相反的感应电流，故A错误，B正确；断开S，回路电流减小，铁芯中磁场减小，由楞次定律及右手螺旋定则可知，线圈B产生图示方向的电流，减缓磁场减小的趋势，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间，故C正确，D错误． 答案：BC 14．(多选)如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是( )