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1、课时规范练32电磁感应现象楞次定律基础对点练1.(楞次定律的应用)如图所示,长直导线中通有向右的电流I,线圈与直导线垂直放置于其正下方,线圈中心轴线与直导线重合,线圈直径与直导线重合,线圈与直导线共面放置于其正下方。在电流I均匀增大的过程中()A.从左向右看,线圈中产生顺时针方向的电流B.从左向右看,线圈中产生逆时针方向的电流C.正视线圈中产生逆时针方向的电流D.正视线圈中产生逆时针方向的电流2.(磁感应强度与磁通量)(2023山东模拟)磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极(N极或S极)的粒子,它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布,目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁
2、单极子,以其为球心画出两个球面1和2,如图所示,a点位于球面1上,b点位于球面2上,则下列说法正确的是()A.a点比b点的磁感应强度大B.a点比b点的磁感应强度小C.球面1比球面2的磁通量大D.球面1比球面2的磁通量小3.(电磁感应现象)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,用灵敏电流计和线圈组成闭合回路,通过“插入”和“拔出”磁铁,使线圈中产生感应电流,记录实验过程中的相关信息,就可以分析得出感应电流方向遵循的规律。下图为某同学的部分实验记录,在图甲中,电流计指针向左偏转。以下说法正确的是()A.在图乙所示实验过程中,电流计指针应该向左偏转B.在图丙所示实验过程中,电流计指针应该向左偏转C
3、.这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与线圈的绕向有关D.这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向有关4.(电磁感应现象)如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有()A.使通电螺线管中的电流发生变化B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C.使线圈a以MN为轴转动D.使线圈绕垂直于MN的直径转动5.(楞次定律的理解和应用)两根互相垂直的绝缘通电长直导线放在水平面上,两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上,两线圈的圆心到两导线的距离都相等。设两直导线中的电流强度相等,方向如图所示。
4、若两直导线中的电流以相同的变化率均匀减小,下列说法正确的是()A.a中无感应电流,b中有顺时针方向的感应电流B.a中无感应电流,b中有逆时针方向的感应电流C.a中有顺时针方向的感应电流,b中无感应电流D.a中有逆时针方向的感应电流,b中无感应电流6.(楞次定律的理解及应用)右图为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则()A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发
5、生变化7.(多选)(电磁感应中的图像分析)(2022山东德州模拟)如图甲所示,等离子气流(由高温高压的等电量的正、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,ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd相连接,线圈A内存在如图乙所示的变化磁场,且磁感应强度B的正方向规定为向左,则下列叙述正确的是()A.01 s内ab、cd导线互相排斥B.12 s内ab、cd导线互相吸引C.23 s内ab、cd导线互相排斥D.34 s内ab、cd导线互相吸引8.(楞次定律的应用)安培曾做过如图所示的实验:把绝缘导线绕制成线圈,在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环,圆环所在平面与
6、线圈轴线垂直,取一条形磁体置于铜环的右侧,条形磁体的右端为N极。闭合开关,电路稳定后,发现铜环静止不动,安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上,在电路闭合的瞬间()A.从右侧看,铜环中有逆时针的感应电流B.从右侧看,铜环中有顺时针的感应电流C.铜环仍保持不动D.铜环会远离磁铁9.(楞次定律的应用)(2022吉林长春期末)如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁体,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上。磁体下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触。若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.磁体在整个下落过程中,它的机械能不变
7、B.磁体落地时的速率一定等于2gC.磁体在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下D.在磁体下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)素养综合练10.航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通入直流电流时,靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去,如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝导线制成的形状完全相同的两个闭合导线环,且电阻率铜铝,闭合开关S瞬间,下列判断正确的是()A.从左侧看环中感应电流沿逆时针方向B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.电池正负极调换后,导线环将不能向左弹射D.若将铜环放在线
8、圈右侧,铜环将向左运动11.(多选)如图甲所示,水平地面上边长为L的正方形ABCD区域,埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测,如图乙所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端。这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线BD上的不同位置保持静止时(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。将线圈P静置于A处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流,当线圈平面与射线AC成37角且保持静止时,线圈中感应电流消失。下列说法正确的是(已知sin 37
9、=0.6,cos 37=0.8)()A.金属管线沿AC走向B.图乙中的电源为电压恒定并且较大的直流电源C.金属管线的埋覆深度为223LD.线圈P在A处,当它与地面的夹角为53时,P中的感应电流可能最大12.(多选)如图甲,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时( )A.在t1t2时间内,L有收缩趋势B.在t2t3时间内,L有扩张趋势C.在t2t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流答案：课时规
10、范练32电磁感应现象楞次定律1.D解析:本题考查楞次定律的应用。穿过线圈的磁通量始终为零,则在电流I均匀增大的过程中,线圈中无感应电流产生,A、B、C错误;在电流I均匀增大的过程中,穿过线圈的磁通量向里增加,根据楞次定律可知,正视线圈中产生逆时针方向的电流,D正确。2.A解析:由于磁感线的分布类似于点电荷的电场线分布,磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,A正确,B错误;结合点电荷的电场特点可知,从点电荷发出的电场线条数与到点电荷的距离无关,由于单一磁极的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布,可知穿过曲面a的磁通量与穿过曲面b的磁通量相等,C、D错误。3.D解析:如题图甲所示,当磁铁的N极向下运动
11、时,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下,此时电流从下向上流过灵敏电流计,发现灵敏电流计指针向左偏转,可知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向间的关系:电流从下向上流过灵敏电流计,灵敏电流计指针向左偏转,电流从上向下流过灵敏电流计,则灵敏电流计指针向右偏转;在题图乙所示实验过程中,磁铁的S极向下运动时,穿过螺线管向上的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上,此时电流从上向下流过灵敏电流计,灵敏电流计指针应该向右偏转,故A错误;在题图丙所示实验过程中,磁铁的N极向上运动时,穿过螺线管向下的磁通量减小,根
12、据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上,此时电流从上向下流过灵敏电流计,灵敏电流计指针应该向右偏转,故B错误;同理可知题图丁穿过螺线管向上的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下,此时电流从下向上流过灵敏电流计,灵敏电流计指针应该向左偏转,所以这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向、磁铁运动的方向有关,而实验中线圈缠绕方向一致,所以不能研究感应电流的磁场方向与线圈的绕向的关系,故C错误,D正确。4.D解析:在A、B、C三种情况下,穿过线圈a的磁通量始终为零,因此不产生感应电流,故A、B、
13、C错误;选项D中,当线圈绕垂直于MN的直径转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故D正确。5.B解析:由安培定则可知通电导线产生的磁场方向,并根据叠加原理可知a所在区域的两个磁场方向相反,穿过a环的磁通量为0且保持不变,所以a中无感应电流;b所在区域两个磁场方向相同,合磁场不为零,当电流减小时,b中磁通量减小,根据楞次定律可知b中有逆时针方向的感应电流。故选B。6.D解析:当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时,穿过右侧线圈的磁通量向右,且增大,根据楞次定律,右侧线圈中产生逆时针方向的电流,即使有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针,故A、C错误;通电线圈中存在
14、顺时针方向均匀增大的电流,则通电线圈中的磁通量均匀增大,所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,则磁通量的变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈中的感应电流不变,故B错误;有金属片通过时,穿过金属片中的磁通量发生变化,金属片中也会产生感应电流,感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同,所以会将该空间中的磁场的变化削弱一些,引起接收线圈中的感应电流大小发生变化,故D正确。7.BC解析:左侧实际上为等离子体发电机,将在ab中形成从a到b的电流,由题图乙可知,02s内线圈A中磁场均匀变化,根据楞次定律可知将形成从c到d的电流,同理24s形成从d到c的电流,且电流大小不变,故02s内电流同
15、向,相互吸引,24s内电流反向,相互排斥,A、D错误,B、C正确。8.A解析:根据楞次定律,接通开关瞬间,穿过线圈的磁通量向左增大,则从右侧看,线圈的感应电流为逆时针方向,故A正确,B错误;当线圈中有逆时针方向的电流时,根据左手定则可知感应电流产生的磁场的方向向右,铜环会靠近磁铁,故C、D错误。9.D解析:磁体在整个下落过程中,由于受到磁场力的作用,机械能不守恒,故A错误;若磁体从高度h处做自由落体运动,其落地时的速度v=2g,但磁体穿过圆环的过程中要产生电流,根据能量守恒定律可知,其落地速度一定小于2g,故B错误;根据楞次定律可判断磁体在整个下落过程中,受圆环对它的作用力始终竖直向上,故C错
16、误;当条形磁体靠近圆环时,向下穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环),当条形磁体远离圆环时,向下穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环),故D正确。10.B解析:由固定线圈的绕线方向和电流方向可以判断出螺线管的左端是N极,当闭合开关S瞬间,磁场增大,穿过左侧导线环的磁通量在增大,根据楞次定律,导线环中产生与原磁场方向相反的感应磁场,再由右手定则可以判断出左侧导线环中产生从左侧看顺时针方向的感应电流,选项A错误;由于电阻率铜铝,则铜环的电阻要小一些,在感应电压相同的情况下,产生的感应电流大一些,故安培力
17、也会大一些,选项B正确;当电池正负极调换后,固定线圈左端变成了S极,根据楞次定律可知,闭合开关,磁场增大,会产生排斥力,所以也可以向左弹射,选项C错误;同理,若将铜环放在线圈右侧,铜环与线圈间也会产生排斥力,所以铜环将向右运动,选项D错误,故选B。11.CD解析:由题意可知,当线圈静止时存在感应电流,则说明线圈产生的磁场为变化的,故电流一定是变化的,故B错误;由题意可知,线圈P在直线BD上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流,说明穿过线圈的磁通量不变,则金属管线沿BD走向,故A错误;线圈平面与射线AC成37角且保持静止时,线圈中感应电流消失,说明A点的磁场方向与AC成3
18、7角,则由几何关系可知,埋覆深度d与OA长度的关系为d=OAtan53,解得深度d=223L,故C正确;P在A处,与地面夹角成53时,线圈P与磁场方向相互垂直,则此时的磁通量最大,磁通量的变化率与电源有关,故感应电流可能最大,故D正确。12.AD解析:L收缩还是扩张取决于螺线管中产生感应电流的变化情况,t1t2磁通量的变化率增大,感应电流变大,abcd线框内磁通量变大,L有收缩的趋势,A选项正确;t2t3时间内磁通量的变化率为常数,产生的感应电流恒定不变,abcd线框内磁感应强度不变,L没有电流,也就没有扩张趋势,B、C选项错误;根据楞次定律,t3t4时间内由于螺线管内磁通量变化引起的感应电流在线框中为dcba方向并减小,L线圈中原磁场的方向垂直于纸面向里且磁感应强度大小减小,根据楞次定律得L中的感应电流方向为顺时针方向,D选项正确。