1、课后限时作业39电磁感应现象楞次定律时间：45分钟1物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(D)A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同解析：无论实验用的是交流电还是直流电，闭合开关S的瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起如果套环是用
2、塑料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起选项D正确2.如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，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(B)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通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引D通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引解析：当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据安培定则，通过电阻的电流方向为ba.根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁
3、与线圈相互排斥综上所述：线圈中感应电流通过电阻的电流方向为ba，磁铁与线圈相互排斥B正确3.如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁感应强度均匀增加，ab棒仍静止在磁感应强度均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是(B)A摩擦力大小不变，方向向右B摩擦力变大，方向向右C摩擦力变大，方向向左D摩擦力变小，方向向左解析：磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流恒定不变ab棒所受的安培力FBIL，可知安培力F均匀增大，金属
4、棒ab始终保持静止，则摩擦力也均匀增大根据楞次定律，结合左手定则，可知ab棒受到的安培力向左，则ab棒所受的摩擦力方向向右故选B.4如图所示，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(B)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：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中电流的方向也向下，则P1带正电，说明正
5、离子向上偏转，根据左手定则可知P1、P2两极板间磁场的方向垂直于纸面向里，B正确5.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(B)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逆时针减速旋转解析：由楞次定律知，欲使b中产生顺时针方向的电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故B正确6.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分为面积相等的两部分，以图甲中A环电流沿
6、顺时针方向为正，当圆环A中的电流如图乙所示变化时，下列说法正确的是(B)AB中始终没有感应电流BB中有顺时针方向的感应电流CB中有逆时针方向的感应电流DB中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向解析：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7.如图，在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体，在强磁体沿着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中，不计空气阻力，那么(C)A由于铜是非磁性材料，故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度B由于铜是金属材料，能够被磁化，使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度，离开铜管时加
7、速度小于重力加速度C由于铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管中都有感应电流，加速度始终小于重力加速度D由于铜是金属材料，铜管可视为闭合回路，强磁体进入 和离开铜管时产生感应电流，在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度，但在铜管内部时加速度等于重力加速度解析：铜是非磁性材料，不能够被磁化，B错误；铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管始终切割磁感线，铜管中都有感应电流，强磁体受到向上的磁场力，加速度始终小于重力加速度，C正确，A、D错误8(多选)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
8、匀速运动在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek.则(BCD)AW1Q BW2W1QCW1Ek DWFWGEkQ解析：由能量守恒定律可知：磁铁克服磁场力做功W2，等于回路的电能，电能一部分转化为内能，另一部分转化为导体棒的机械能，所以W2W1Q，故A错误，B正确；以导体棒为对象，由动能定理可知，磁场力对导体棒做功W1Ek，故C正确；外力对磁铁做功与重力对磁铁做功之和为回路中的电能，也等于焦耳热和导体棒的动能，故D正确9(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
9、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(AD)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解析：据题意，在t1t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增大，则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项A正确；在t2t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出
10、稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，故选项B、C错误；在t3t4时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向里减小的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，选项D正确10(多选)如图所示，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B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上在cd左下方的无磁场区域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，则下列说法正确的是(AC)A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
11、应电流变小D圆环内产生的感应电流不变解析：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磁通量的增加；又由于金属棒向下运动的加速度减小，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11.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
12、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，小磁块落到底部时在P中的速度比在Q中的速度小，D项错误12(多选)如图所示，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
13、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(AD)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：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；根据左手定则，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如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在
14、垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是(D)A当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点C当金属棒向右加速运动时，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：金属棒匀速向右运动切割磁感线，产生恒定感应电动势，由右手定则判断出电流由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A、B错金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次
15、定律可判断电流从d通过电阻到c，在外电路中，d点电势高于c点，故C错误，D正确14(多选)如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是(BD)A01 s内，ab、cd导线互相排斥B12 s内，ab、cd导线互相吸引C23 s内，ab、cd导线互相吸引D34 s内，ab、cd导线互相排斥解析：根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的在第1 s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，A错误；在第2 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，根据电流的流向关系可知两导线相互吸引，B正确；同理可以判断C错误，D正确