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1、第十章电磁感应第 1 课时电磁感应现象楞次定律1.(2018 沈阳校级模拟)(多选)如图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形.则该磁场(CD)A.逐渐增强,方向向外B.逐渐增强,方向向里C.逐渐减弱,方向向外D.逐渐减弱,方向向里解析:软导线回路变为圆形,线圈的面积变大,根据楞次定律可知,穿过回路平面向里或向外的磁感应强度在逐渐减弱,A,B错误,C,D 正确.2.(2018 北京模拟)纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具,它的制动能量回收系统通过能量回收再利用,可提高汽车对能量的利用效率.制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中转动,将车辆制动时的部分动能转化为其他形
2、式的能存储起来.关于制动能量回收,下列说法中正确的是(A)A.制动能量回收利用了电磁感应现象B.制动能量回收利用了电流的热效应C.制动能量回收时,将车辆制动时的部分动能转化为内能D.制动能量回收时,将车辆制动时的部分动能转化为重力势能解析:汽车在行驶刹车过程中,动能减小,减小的动能以电能的形式存储,因此制动能量回收一定利用了电磁感应现象,故 A正确,B,C,D 错误.3.(2017 临渭区一模)下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体 ab 上的感应电流方向为ab的是(A)解析:A 中 ab 棒顺时针转动,运用右手定则,可知导体 ab 上的感应电流方向为 a
3、b,故 A正确.B 中 ab 向纸外运动,则知导体 ab 上的感应电流方向为 ba,故 B错误.C 中穿过回路的磁通量减小,由楞次定律知,回路中感应电流方向由badc,则导体 ab上的感应电流方向为 ba,故 C错误.D 中 ab 棒沿导轨向下运动,知导体 ab 上的感应电流方向为 ba,故 D错误.4.(2016 海南卷,4)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(D)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
4、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: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,选项 A,B 错误;当金属圆环向左移动时,穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强,故根据楞次定律可知,产生的感应电流为顺时针,选项 C错误;当金属圆环向右移动时,穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,故根据楞次定律可知,产生的感应电流为逆时针,选项 D正确.5.(2017 嘉定区二模)某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定线圈时,通过电流表的感应电流的方向是(D)A.aG b B.
5、先 aG b,后 bG a C.bG a D.先 bG a,后 aG b 解析:当条形磁铁自上至下经过固定线圈时,穿过线圈的磁通量向下,且先增加后减小,根据楞次定律,感应电流的磁场先向上后向下,故感应电流先逆时针后顺时针(俯视),故 A,B,C 错误,D 正确.6.(2017 青岛二模)在光滑绝缘水平面上,固定一电流方向如图所示的通电直导线,其右侧有闭合圆形线圈,某时刻线圈获得一个如图所示的初速度 v0,若通电导线足够长,则下列说法正确的是(C)A.线圈中产生沿顺时针方向的恒定电流B.线圈中产生沿逆时针方向的恒定电流C.线圈最终会以某一速度做匀速直线运动D.线圈最终会停下来并保持静止解析:金属
6、环周围有环形的磁场,金属环向右运动,磁通量减小,由于速度减小,并且磁场减弱,故产生的电流不会为恒定电流,故 A,B 错误;根据“来拒去留”可知,所受的安培力与运动方向相反,使金属环在垂直导线方向做减速运动,当垂直导线方向的速度减为零,只有沿导线方向的速度,则磁通量不变,无感应电流,线圈做匀速直线运动.故 C正确,D 错误.7.(2018 武侯区校级模拟)如图所示是探究电磁感应现象的示意图,铁环上绕有 A,B两个线圈,线圈 A接直流电源,线圈 B接电流表和开关S.通过多次实验,即可归纳出产生感应电流的条件,分析这个实验,下列说法中正确的是(C)A.闭合开关 S的瞬间,电流表 G中有 ab 的感应
7、电流B.闭合开关 S的瞬间,电流表 G中有 ba 的感应电流C.闭合开关 S 后,在增大电阻 R的过程中,电流表 G中有 ba 的感应电流D.闭合开关 S后,向右滑动变阻器滑片,电流表 G指针不偏转解析:闭合开关 S的瞬间,穿过线圈 B的磁通量都不发生变化,电流表G中均无感应电流,故 A,B 错误.闭合开关 S后,在增大电阻 R的过程中,电流减小,则通过线圈 B的磁通量减小了,根据安培定则可确定穿过线圈 B 的磁场方向,再根据楞次定律可得:电流表 G中有 ba 的感应电流.故 C正确;闭合开关 S后,向右滑动变阻器滑片,导致穿过线圈B 的磁通量变化,则电流表中有电流,因而电流表G指针会偏转,故
8、 D错误.8.(2018 江苏校级一模)如图所示,两同心圆环 A,B 置于同一光滑水平桌面上,其中 A 为均匀带正电荷的绝缘环,B 为导体环,若 A 环以图示的顺时针方向转动,且转速逐渐增大,则(A)A.B 环将有沿半径向外方向扩张的趋势B.B 环中产生顺时针方向的电流C.B环对桌面的压力将增大D.B环对桌面的压力将减小解析:A 环以图示的顺时针方向绕圆心加速转动,因绝缘环 A 带正电,所以产生顺时针方向的电流,使得 B 环中的磁通量变大,由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的,两环的电流方向相反,则具有沿半径扩张趋势.故 A 正确,B 错误.因两同心圆环A,B 置于同一光滑水平桌面上,相互作用
9、力在水平面上,对桌面的压力不变,故 C,D错误.9.(2017 海南校级一模)1931 年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子即“磁单极子”.1982 年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,仪器的主要部分是一个由超导体组成的线圈,超导体的电阻为零,一个微弱的电动势就可以在超导线圈中引起感应电流,而且这个电流将长期维持下去,并不减弱,他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么从上向下看,超导线圈上将出现(D)A.先是逆时针方向的感应电流,然后是顺时针方向的感应电流B.先是顺时针方向的感应电流,然后是逆时针方向的感应电流C.顺时针方向持续流
10、动的感应电流D.逆时针方向持续流动的感应电流解析:若 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,穿过线圈中磁通量增加,且磁场方向从上向下,所以由楞次定律可知,从上向下看,可确定感应电流方向沿逆时针方向;当磁单极子远离线圈时,穿过线圈中磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定律可知,从上向下看线圈中产生的感应电流方向不变,D 正确.10.(2018 铜仁模拟)(多选)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,与导轨接触良好的导体棒AB和 CD可以在导轨上自由滑动,当 AB 在外力F 作用下向右运动时,下列说法正确的是(BD)A.导体棒 CD内有电流通过,方向是 D
11、C B.导体棒 CD内有电流通过,方向是 CD C.磁场对导体棒 CD的作用力向左D.磁场对导体棒 CD的作用力向右解析:AB 切割磁感线产生感应电流,根据右手定则判断可知,AB 中感应电流的方向为BA,则导体棒 CD中有电流通过,方向是 CD,故 A错误,B 正确.感应电流通过 CD棒,CD 棒受到安培力作用,由左手定则判断可知磁场对导体棒CD的安培力向右,故 C错误,D 正确.11.导学号 58826206(2018 湖北校级模拟)(多选)如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨 M和 N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直
12、于纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是(BD)A.当金属棒 ab向右匀速运动时,a 点电势高于 b 点,c 点电势高于 d 点B.当金属棒 ab向右匀速运动时,b 点电势高于 a 点,c 点与 d 点等电势C.当金属棒 ab向右加速运动时,b 点电势高于 a 点,c 点电势高于 d 点D.当金属棒 ab向右加速运动时,b 点电势高于 a 点,d 点电势高于 c 点解析:ab 棒向右匀速运动时,根据右手定则判断得知,ab 棒中感应电流方向从 ab,ab 相当于电源,所以 b点电势高于 a点.线圈中产生的感应电流是恒定的,原线圈中的磁场是恒定的,穿过副线圈的磁通量不变,没有感应电动势产生,cd
13、 中没有电流流过,所以 c 点与 d 点等电势.故 A 错误,B 正确;ab 棒向右加速运动时,根据右手定则判断得知,ab 棒中感应电流方向从ab,ab 相当于电源,所以 b 点电势高于 a点.根据安培定则判断可知,原线圈中向下的磁场,而且在增强,副线圈中有向上的磁场在增强,根据楞次定律可知,副线圈中感应电流从d通过电阻到 c,d 点电势高于 c 点,故 C错误,D 正确.12.导学号 58826207(2018 启东模拟)汽车自动控制刹车系统(ABS)的原理如图所示.铁质齿轮P 与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁体(极性如图),M 是一个电流检测器.当车轮带动齿轮P 转动时,靠近线圈的铁
14、齿被磁化,使通过线圈的磁通量增大,铁齿离开线圈时又使通过线圈的磁通量减小,从而能使线圈中产生感应电流,感应电流经电子装置放大后即能实现自动控制刹车.齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中,通过 M的感应电流的方向(C)A.总是从左向右的B.总是从右向左的C.先从右向左,然后从左向右D.先从左向右,然后从右向左解析:因为穿过线圈的磁通量方向与条形磁铁内部的磁场方向相同,均从右指向左,铁齿靠近线圈时,使穿过线圈的磁通量增加,即铁齿的右端是S 极,铁齿单独产生的磁场方向指向铁齿即与原磁场同向,所以在图示时刻,穿过线圈的磁通量最大,随着齿轮的转动磁通量先减小后增大,当下一个铁齿正对线圈时,磁
15、通量又达到最大,由楞次定律可知,该过程中,通过 M的感应电流的方向先从右向左,然后从左向右,选项 C正确.13.导学号 58826208(2018 景德镇模拟)(多选)如图所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流电I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流 I增大的过程中,下列判断正确的是(BC)A.金属环中无感应电流产生B.金属环中有逆时针方向的感应电流C.悬挂金属环 C的竖直线的拉力大于环的重力D.悬挂金属环 C的竖直线的拉力小于环的重力解析:根据安培定则,金属环左、右及上方电流在环处产生的磁场方向垂直低面向里,当电流 I 增大,B 增大,所以有感应电流产生,A 错
16、误.由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,且有向下运动的趋势,即拉力大于重力,选项 B,C正确,D 错误.14.导学号 58826209(2017 揭阳二模)如图所示,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(C)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中的大解析:小磁块从铜管 P中下落时,P 中的磁通量发生变化,P 中产生感应电流,给小磁块一个向上的磁场力,阻碍小磁块向下运动,因此小磁块在 P 中不是做自由落体运动,而塑料管 Q中不会产生电磁感应现象,因此 Q中小磁块做自由落体运动,A 项错误;P 中的小磁块受到的磁场力对小磁块做负功,机械能不守恒,B 项错误;由于在 P 中小磁块下落的加速度小于 g,而 Q中小磁块做自由落体运动,因此从静止开始下落相同高度,在 P 中下落的时间比在Q中下落的时间长,C 项正确;根据动能定理可知,落到底部时在 P中的速度比在 Q中的速度小,D项错误.