【物理】2018届一轮复习人教版 电磁感应现象 楞次定律 学案 21页

‎1．知道电磁感应现象产生的条件。‎ ‎2．理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算。‎ ‎3．掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向。‎ 热点题型一 电磁感应现象的判断 例1、 (多选)(线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向外转动角度θ≤90°)，D向上平动(D线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是 (　　)‎ 答案：BC ‎【提分秘籍】‎ ‎1.磁通量的计算 ‎ ‎(1)公式Φ＝BS。‎ 此式的适用条件是：匀强磁场，磁感线与平面垂直。如图所示。‎ ‎(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积；公式Φ＝B·Scosθ中的Scosθ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”。‎ ‎(3)磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值。‎ 若磁感线沿相反的方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2。‎ ‎(4)如右图所示，若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1>S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。‎ ‎(5)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响。所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n。‎ ‎2．磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值。分析磁通量变化的方法有： ‎ 方法一：据磁通量的定义Φ＝B·S(S为回路在垂直于磁场的平面内的投影面积)。‎ 一般存在以下几种情形：‎ ‎(1)投影面积不变，磁感应强度变化，即ΔΦ＝ΔB·S。‎ ‎(2)磁感应强度不变，投影面积发生变化，即ΔΦ＝B·ΔS。其中投影面积的变化又有两种形式：a.处在磁场的闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化；b.闭合回路面积不变，但与磁场方向的夹角发生变化，从而引起投影面积变化。‎ ‎(3)磁感应强度和投影面积均发生变化。这种情况较少见，此时不能简单地认为ΔΦ＝ΔB·ΔS。‎ 方法二：根据磁通量的物理意义，通过分析穿过回路的磁感线条数的变化来定性分析磁通量的变化。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图所示，一个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方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是 (　　)‎ A．使匀强磁场均匀增大 B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°‎ C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°‎ D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动 答案：A 热点题型二 感应电流方向的判断 例2、【2017·天津卷】如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是 A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小 ‎【答案】D ‎【解析】导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（为一定值），则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向由a到b，故A 错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势，回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律，所以ab中的电流大小不变，故B错误；安培力，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故C错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确。‎ ‎【变式探究】为判断线线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。 ‎ ‎(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。‎ ‎(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“逆时针”)。 ‎ 答案：(1)顺　(2)逆 ‎【提分秘籍】楞次定律和右手定则的关系 ‎ ‎(1)从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动的情况。‎ ‎(2)从适用范围上说，楞次定律适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体做切割磁感线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况。因此，右手定则是楞次定律的一种特殊情况。一般来说，若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则；若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判断也可以，但较为麻烦。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 (　　)‎ A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b 答案：B 解析：→→‎ →→‎ →。‎ 热点题型三 楞次定律的推论 ‎ 例3．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q 平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时 (　　)‎ A．P、Q将相互靠拢 B．P、Q将相互远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g 方法二：根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，根据“增缩减扩”和“来拒去留”，可知P、Q将相互靠近且磁铁的加速度小于g。‎ 答案：AD ‎【提分秘籍】‎ 对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果，总是阻碍产生感应电流的原因概括如下：‎ ‎(1)当回路的磁通量发生变化时，感应电流的效果就阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。‎ ‎(2)当出现引起磁通量变化的相对运动时，感应电流的效果就阻碍(导体间的)相对运动，即“来拒去留”。‎ ‎(3)当回路可以形变时，感应电流可以使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。‎ ‎(4)当回路磁通量变化由自身电流变化引起时，感应电流的效果是阻碍原电流的变化(自感现象)，即“增反减同”。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是 (　　)‎ A．N先小于mg，后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg，后小于mg，运动趋势向左 C．N先大于mg，后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg，后小于mg，运动趋势向右 答案：D ‎ 解析：条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势(或从安培力的角度分析)，所以线圈受到的支持力大于其重力；在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右，D选项正确，其他选项错误。‎ 热点题型四 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用 例4、如图所示，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 (　　)‎ A．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 答案：D ‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎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 ‎ 电磁感应 ‎ 部分导体做切割磁感线运动 ‎ 右手定则 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。‎ ‎【举一反三】 ‎ ‎(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是 (　　)‎ A．向右加速运动　 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 答案：BC ‎ ‎ ‎1.【2017·天津卷】如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是 A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小 ‎【答案】D ‎2.【2017·新课标Ⅲ卷】如图，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，关于感应电流的方向，下列说法正确的是 A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 ‎【答案】D ‎【解析】因为PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，穿过T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，D正确，ABC错误。‎ ‎1．【2016·北京卷】如图1所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 ‎【答案】B【解析】由法拉第电磁感应定律可知E＝n，则E＝nπR2.由于Ra∶Rb＝2∶1，则Ea∶Eb ‎＝4∶1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流．选项B正确．‎ ‎2．【2016·江苏卷】电吉他中电拾音器的基本结构如图1所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有(　　)‎ 图1‎ A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．取走磁体，电吉他将不能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 答案：BCD ‎1.【2015·上海·24】1．如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能。‎ ‎【答案】匀速直线运动；0.03‎ ‎2.【2015·海南·2】3．如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为，则等于（）‎ A．1/2 B． C．1 D．‎ ‎【答案】B ‎【解析】设折弯前导体切割磁感线的长度为，折弯后，导体切割磁场的有效长度为，故产生的感应电动势为，所以，B正确。‎ ‎3.【2015·上海·20】5．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功，磁场力对导体棒做功，磁铁克服磁场力做功，重力对磁铁做功，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为。则 A． B． C． D．‎ ‎【答案】BCD ‎4.【2015·全国新课标Ⅱ·15】7．如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是 A．Ua> Uc，金属框中无电流 B．Ub >Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a C．Ubc=-1/2Bl²ω，金属框中无电流 D．Ubc=1/2Bl²w，金属框中电流方向沿a-c-b-a ‎【答案】C ‎【解析】当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，穿过直角三角形金属框abc的磁通量恒为0，所以没有感应电流，由右手定则可知，c点电势高，，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎5.【2015·全国新课标Ⅰ·19】8．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是 A．圆盘上产生了感应电动势 B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 ‎【答案】AB ‎6.【2015·福建·18】9．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 ‎【答案】 C ‎【解析】设PQ左侧电路的电阻为Rx，则右侧电路的电阻为3R-Rx，所以外电路的总电阻为 ‎，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ中的电流：先较小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即F=BIL，拉力的功率P=BILv，先减小后增大，所以C正确；外电路的总电阻最大为3R/4，小于电源内阻R，又外电阻先增大后减小，所以外电路消耗的功率先增大后减小，故D错误。‎ ‎7.【2015·北京·20】10．利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路。公交卡上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）‎ A． IC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池 B．仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，在线圈L中不会产生感应电流 D．IC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 ‎【答案】B ‎8.【2015·安徽·19】11．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则 A．电路中感应电动势的大小为 B．电路中感应电流的大小为 C．金属杆所受安培力的大小为 D．金属杆的热功率为 ‎【答案】B ‎，故D错误。‎ ‎1.(2014·新课标全国卷Ⅰ，14)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是：穿过闭合回路中的磁通量发生变化，引起磁通量变化的原因有①闭合回路中的磁场变化；②在磁场不变的条件下，闭合回路中的有效面积变化；③闭合回路的面积、磁场均变化。选项A、B、C中的闭合回路的面积及回路中的磁场均不变，故选项A、B、C均错误。在选项D中线圈通电或断电的瞬间改变了电流的大小，使另一个闭合回路中的磁场发生变化，故有感应电流产生，选项D正确。‎ 答案　D ‎2.(2014·海南卷，1)如图5，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)，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．总是顺时针 B．总是逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针 解析　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，并且先增加后减少，由楞次定律可判断出，从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针，C正确。‎ 答案　C ‎3.(2014·全国大纲卷，20)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率(　　)‎ A．均匀增大 B．先增大，后减小 C．逐渐增大，趋于不变 D．先增大， 再减小，最后不变 答案　C ‎2．（2014·广东卷）如图8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(　　)‎ A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 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 ‎4．（2014·重庆卷）某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问 题8图 ‎(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？‎ ‎(2)供电电流I是从C端还是D端流入？求重物质量与电流的关系．‎ ‎(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？‎ ‎【答案】(1)从C端流出　(2)从D端流入　 ‎(3) 本题借助安培力来考查力的平衡，同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态．‎ ‎【解析】(1)感应电流从C端流出．‎ ‎(2)设线圈受到的安培力为FA，外加电流从D端流入．‎ 由FA＝mg和FA＝2nBIL 得m＝I ‎(3)设称量最大质量为 m0.‎ 由m＝I和P＝I2R 得m0＝ ‎1．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是 (　　)‎ 答案：B ‎2．如图所示，有两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量Φa、Φb，则 (　　)‎ A．Φa>Φb　　　　　 B．Φa<Φb C．Φa＝Φb D．不能确定 答案：A 解析：由于磁感线是闭合曲线，在磁体内部是由S极指向N极，在磁体外部是由N极指向S极，且在磁体外部的磁感线分布在磁体的周围较大的空间。又由于穿过圆环a、b的磁通量均为Φ＝Φ内－Φ外，因此线圈面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小。A项正确。‎ ‎3．如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内，当发现闭合线圈向右摆动时 (　　)‎ A．AB中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 B．AB中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 C．AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 D．AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流 答案：C ‎4．中国第二艘航母于2015年交付使用，在中国南海担负巡航护卫。由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势 (　　)‎ A．低 B．高 C．相等 D．以上情况都有可能 答案：B 解析：北半球的地磁场的竖直分量向下，由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行，由飞行员的角度看均为左侧机翼电势较高。‎ ‎5.如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，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 (　　)‎ A．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 答案：D 解析：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a→a′，b盘受力将顺时针转动，故C错，同理可判定D项正确。‎ ‎6.如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a (　　)‎ A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转 答案：B ‎7．如图所示，线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中 (　　)‎ A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥 B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥 C．电容器的B极板带正电，线圈与磁铁相互吸引 D．电容器的B极板带负电，线圈与磁铁相互排斥 答案：B 解析：由楞次定律可知，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，线圈中产生的感应电流形成的磁场阻碍磁铁的插入，通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥，选项B项正确，A、C错误；电容器的B极板带正电，选项D错误。‎ ‎8．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是 (　　)‎ A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 答案：ABD ‎9.如图所示，线圈与电源、开关相连，直立在水平桌面上。铁芯插在线圈中，质量较小的铝环套在铁芯上。闭合开关的瞬间，铝环向上跳起来。下列说法中正确的是 (　　)‎ A．若保持开关闭合，则铝环不断升高 B．开关闭合后，铝环上升到某一高度后回落 C．若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度停留 D．如果将电源的正、负极对调，还会观察到同样的现象 答案：BD 解析：闭合开关的瞬间，线圈中电流增大，产生的磁场增强，则通过铝环的磁通量增大，根据楞次定律可知，铝环跳起以阻碍磁通量的增大，电流稳定后，铝环中磁通量恒定不变，铝环中不再产生感应电流，在重力作用下，铝环回落，A、C错误，B正确。闭合开关的瞬间，铝环向上跳起的目的是阻碍磁通量的增大，与磁场的方向、线圈中电流的方向无关，D正确。‎ ‎10.如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定有一根与导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，释放导线框，它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动，在此过程中 (　　)‎ A．导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA B．导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零 C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动 答案：AB 线框逐渐远离导线，导线框内垂直纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，A选项正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B选项正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零。C、D选项错误。‎ ‎11.如图所示，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。‎ 答案：B＝ 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＝。‎ ‎12.如图所示，边长为100cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO′的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.6T，B2＝0.40T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？‎ 答案：－0.1Wb　－1.0Wb Φ2＝B1×cos37°＋B2×cos37°‎ ‎＝0.6××0.8Wb＋0.4××0.8Wb＝0.4Wb ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.4Wb－0.5Wb＝－0.1Wb 绕圈绕OO′轴逆时针转过180°时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180°后，穿过线圈平面的磁通量为负。‎ Φ3＝－B1×－B2×＝－0.5Wb ΔΦ′＝Φ3－Φ1＝－0.5Wb－0.5Wb＝－1.0Wb。‎ ‎13．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示，从ab边进入磁场时开始计时。‎ ‎(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；‎ ‎(2)判断线框中有无感应电流。若有，请判断出感应电流的方向。‎ 答案：(1)如题图所示(2)有，顺时针方向 所以磁通随时间变化的图象为：‎ ‎(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流。由右手定则可知，ab边切割磁感线时产生感应电流的方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生；线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流。由右手定则可知，dc边切割磁感线时感应电流方向为顺时针方向。‎ ‎ ‎