1、课时分层集训(二十八)电磁感应现象楞次定律(限时:40分钟) 基础对点练感应电流的产生判断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D选项A、B电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B不能观察到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条
2、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C也不能观察到电流表的变化;选项D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D.2.如图10117所示,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,以下说法正确的是()图10117A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,则线圈中不会产生感应电流,故只有C正确图101183法拉第在183
3、1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() 【导学号:84370435】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C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连接电池多少,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
4、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错误判断感应电流的方向4(多选)在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下北京平安大街上,如图10119所示,某人骑车从东往西行驶,则下列说法正确的是()图10119A自行车左车把的电势比右车把的电势高B自行车左车把的电势比右车把的电势低C图中辐条AB此时A端比B端的电势高D图中辐条AB此时A端比B端的电势低AD从东往西,车把切割地磁场的竖直分量,由右手定则知左车把电势高,而辐条切割水平分量,B端电势高,即A、D正确5(2017南京高三质检)如图10120所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂
5、直桌面竖直向下,过线圈上A点做切线OO,OO与线圈在同一平面上在线圈以OO为轴翻转180的过程中,线圈中电流流向()图10120A始终由ABCAB始终由ACBAC先由ACBA再由ABCAD先由ABCA再由ACBAA在线圈以OO为轴翻转090的过程中,穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直桌面向下,由右手定则可知感应电流方向为ABCA;线圈以OO为轴翻转90180的过程中,穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直桌面向上,由右手定则可知感应电流方向仍然为ABCA,A正确6如图10121所示,一金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生如箭头所示
6、方向的感应电流,下列方法可行的是() 【导学号:84370436】图10121A使匀强磁场均匀增大B使圆环绕水平轴ab如图转动30C使圆环绕水平轴cd如图转动30D保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动A由安培定则可知感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,由楞次定律可知通过圆环的磁通量一定是增加的,由BScos 可知,A项正确7(2017全国卷)如图10122所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流
7、的方向,下列说法正确的是()图10122APQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向D金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里,磁通量增大,由楞次定律可判断,闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可判断感应电流方向为逆时针;由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,与原磁场方向相反,则T中磁通量减小,由楞次定律可判断,T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针
8、,选项D正确(2017汕头一模)如图所示,插有铁芯的螺线管固定在水平面上,管右端的铁芯上套着一个可以自由移动的闭合铜环,螺线管与电源、开关组成电路,不计铜环与铁芯之间摩擦阻力,下面说法正确的是()A闭合开关,螺线管右端为N极B闭合开关瞬间,铜环会向右运动C闭合开关瞬间,铜环会向左运动D闭合开关瞬间,铜环仍保持不动B闭合开关,根据右手螺旋定则可知,螺线管右端为S极,故A错误;开关闭合瞬间,线圈产生的磁场变化,使穿过铜环的磁通量变大,根据楞次定律,铜环会向右运动,从而阻碍磁通量的增大,故B正确,C、D错误“三定则、一定律”的应用8.如图10123所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠
9、近ab且相互绝缘当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向()图10123A向左B向右C垂直纸面向外 D垂直纸面向里B解法1:当MN中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减少,根据楞次定律,线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可知ab边与cd边所受安培力方向均向右,所以线圈所受安培力的合力方向向右,B正确解法2:由对楞次定律中“阻碍”的理解可知,当MN中电流突然减小而导致线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减少时,线圈abcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减少,所以其所受安培力的合力方向向右,B正确9.如图10124所示,在两个沿竖直方向的
10、匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连当圆盘a转动时() 【导学号:84370437】图10124A圆盘b总是与a沿相同方向转动B圆盘b总是与a沿相反方向转动C若B1、B2同向,则a、b转向相同D若B1、B2反向,则a、b转向相同D当圆盘a转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b盘中,在磁场中由于受安培力b盘会转动但若不知B1、B2的方向关系,则b盘与a盘的转向关系将无法确定,故A、B错设B1、B2同向且向上,a盘逆时针转动,则由右手定则可知a盘中的感应电流由aa,b盘受力将顺时针转动,故C错同理可判定D项正确10如图
11、10125所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中()图10125A有感应电流,且B被A吸引B无感应电流C可能有,也可能没有感应电流D有感应电流,且B被A排斥DMN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从NM,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的左端为N极,且磁感应强度逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右,B被A排斥故D正确楞次定律推论的应用11(2017全国卷)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫
12、铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图10126所示无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()图10126A底盘上的紫铜薄板出现扰动时,其扰动方向不确定,在选项C这种情况下,紫铜薄板出现上下或左右扰动时,穿过薄板的磁通量难以改变,不能发生电磁感应现象,没有阻尼效应;在选项B、D这两种情况下,紫铜薄板出现上下扰动时,也没有发生电磁阻尼现象;选项A这种情况下,不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时,都发生电磁感应现象,产生电磁阻尼效应,选项A正确12(多选)(2018南京模拟)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图10127所示
13、当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去则下列说法正确的是()图10127A合上开关S的瞬间,从右侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流B金属环向左运动过程中将有收缩趋势C若将金属环置于线圈的右侧,环将向右弹射D若将电池正、负极调换后,金属环不能向左弹射BC根据安培定则和楞次定律可以判断,当合上开关S的瞬间,从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流,选项A错误;线圈上突然通过直流电流,穿过金属环的磁通量增大,由楞次定律的推论知,金属环向左运动且有收缩趋势,选项B正确;从楞次定律的反抗效果的角度来看,若将金属环置于线圈的右侧,环将向右弹射,选项C正确;若将电池正、负极调换后,金属环仍
14、能向左弹射,选项D错误13如图10128所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO重合现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,则() 【导学号:84370438】图10128A金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大B使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,金属环B内磁通量增大,根据楞次定律,金属环B的
15、面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小,选项B正确(多选)如图所示,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 ()AA环向左滑动BC环向左滑动CA环有向外扩展的趋势DC环有向内收缩的趋势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则可知: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错误考点综合练14如图10129所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()图10129A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机
16、械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大C小磁块下落过程中,在铜管P中产生感应电流,小磁块受到向上的磁场力,不做自由落体运动,而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落体运动,故选项A错误;根据功能关系知,在P中下落时,小磁块机械能减少,在Q中下落时,小磁块机械能守恒,故选项B错误;在P中加速度较小,在P中下落时间较长,选项C正确;由于在P中下落时要克服磁场力做功,机械能有损失,故知,落至底部时在P中的速度比在Q中的小,选项D错误15. (多选)如图10130所示,倾角为的斜面上放置着光滑导轨,金属棒KN置于导轨上,在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为
17、B的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后(一直加速),则下列说法正确的是() 【导学号:84370439】图10130A圆环L有收缩趋势B圆环L有扩张趋势C圆环内产生的感应电流变小D圆环内产生的感应电流不变AC由于金属棒KN在重力的作用下向下运动,则KNMP回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场,随着金属棒向下加速运动,圆环的磁通量将增加,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环内磁通量的增加;又由于金属棒向下运动的加
18、速度减小,磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小故A、C正确16(多选)图10131中T是绕有两组线圈的闭合铁芯,线圈的绕向如图10131所示,D是理想的二极管,金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行,磁场方向垂直纸面向里若电流计G中有电流通过,则ab棒的运动可能是()图10131A向左匀速运动 B向右匀速运动C向左匀加速运动 D向右匀减速运动CD当电流计中有电流通过时,说明左边的电流是从上向下流的,由右手螺旋定则可得出此感应电流的磁场方向为从上向下,若ab匀速运动,右边线圈中产生的感应电流是恒定的,则左边线圈中不会产生感应电流,所以A、B错误若ab向右匀减速运动,右边线圈中的电流产生的磁通量在从下向上减小,故穿过左边线圈的磁通量在从上向下减小,该线圈中会产生一个从上向下的磁场,D正确当ab向左匀加速运动,同样会在左边的线圈中产生一个从上向下的磁场,故C正确9