1、重点回顾专练：楞次定律和法拉第电磁感应定律的综合应用一、选择题1(2015绵阳二诊)法拉第在同一软铁环上绕两个线圈，一个与电池相连，另一个与电流计相连，则( )A接通电池后，电流计指针一直保持偏转B接通电池时，电流计指针没有偏转C接通电池后再断开时，电流计指针没有偏转D接通电池时，电流计指针偏转，但不久又回复到零解析接通电池的瞬间穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，过一段时间后磁通量不发生变化，没有感应电流，电流计指针不偏转，选项AB错误，D正确；接通电池后再断开时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项C错误答案D2(多选)将一条形磁铁从相同位置插入
2、到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入，第二次快速插入，两次插入过程中不发生变化的物理量是()A磁通量的变化量B磁通量的变化率C感应电流的大小D流过导体某横截面的电荷量解析条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，说明两次通过闭合线圈的磁通量变化量相同，但时间t不相等，则选项A正确，选项B错误；根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知：I，选项C错误；根据电流的定义，可得：qIt，流过导体某横截面的电荷量q相等，选项D正确答案AD3(多选)均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，则()A只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B不
3、管环怎样转动，小线圈内都没有感应电流C圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流D圆环在做匀速转动时，小线圈内没有感应电流解析 带负电的圆环转动时，形成电流当圆环匀速转动时，等效电流为恒定值，根据电流的磁效应，它产生恒定的磁场，因此通过小线圈的磁通量不变，故无感应电流产生，A项错，D项正确；当圆环变速转动时，产生的等效电流不恒定，产生的磁场也是变化的磁场，通过小线圈的磁通量不断发生变化，也就有感应电流产生，B项错，C项正确答案CD4(2016雅礼中学月考)如图所示，接有理想电压表的三角形导线框abc，在匀强磁场中向右运动，问：框中有无感应电流？a、b两点间有无电势差？电压表有无读数(示数不为零
4、称有读数)()A无、无、无 B无、有、有C无、有、无 D有、有、有解析由于穿过三角形导线框的磁通量不变，所以框中没有感应电流产生；由于ab边和bc边均做切割磁感线的运动，所以均将产生b端为正极的感应电动势，a、b两点间有电势差；由于没有电流流过电压表，所以其表头指针将不发生偏转，即电压表无读数(示数为零)综上所述，C正确答案C5(多选)(2016长沙一中月考)如图所示，完全相同的金属棒ab、cd垂直放在足够长的水平光滑金属导轨上且接触良好，匀强磁场的方向竖直向下ab棒在极短的时间内获得水平向右的初速度，在此后的运动过程中，下列说法正确的是()A安培力对ab棒做正功Bcd棒一直加速Cabdca回
5、路的磁通量先增加后不变Dab棒损失的机械能等于回路产生的总热量和cd棒动能的增量之和解析ab棒受到向左的安培力，安培力做负功；cd棒在安培力作用下先加速，当cd棒与ab棒速度达到一致时，整个回路无感应电流，cd棒将匀速运动；当ab棒速度大于cd棒速度时，回路中的磁通量增大当二者速度相同时回路中的磁通量不变；根据能量守恒可得D正确故本题选CD.答案CD6(2016常德期中)如图所示，一半径为R，圆心角为240的扇形单匝线圈可绕着磁场边界线上的O点以角速度沿逆时针方向转动，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里则从图示位置开始计时，能正确反映线圈中感应电流随时间变化的关系图象是(以顺时针方向为
6、电流的正向)()解析由图示位置线圈转过60过程中，通过线圈的磁通量不变，故无感应电流产生，CD项错；线圈转过60到120过程中，通过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针方向，即负方向，故A项错；排除ACD三个选项，故B项正确答案B7(多选)(2015沈阳一模)如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动沿着OO从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动已知线圈匝数为n，总电阻为r，ab边长为l1，ad边长为l2，线圈转动的角速度为，外电阻阻值为R，匀强磁场的磁感应强度为B，则下列判断正确的是()A在图示位置ab边所受的安培力为FB线圈从图示位置转过
7、90的过程中，流过电阻R的电荷量为qC在图示位置穿过线圈的磁通量为0D在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为0解析在图示位置，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，C项正确；ab、cd两边垂直切割磁感线，感应电动势最大enBl1l2，由法拉第电磁感应定律可知此时磁通量变化率最大，D项错；又由闭合电路欧姆定律可知，i，ab边所受安培力FnBIl1，解三式得：F，A项正确；线圈从图示位置转过90过程中，磁通量变化量QBl1l2，由法拉第电磁感应定律有：En，qIt，解三式得：q，B项正确答案ABC8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
8、)，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()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，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
9、正对线圈时，磁通量又达到最大，结合楞次定律可知，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正确答案C9如下图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在02t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态下列说法正确的是()A在0t0和t02t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B在0t0时间内，通过导体棒的电流方向为N到MC在t02t0时间内，通过电阻R的电流大小为D在02t0时间内，通过电阻R的电荷量为解析导体棒M
10、N始终静止，与导轨围成的线框面积不变，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势ES，即感应电动势与Bt图象斜率成正比，0t0时间内的感应电流I1SS，t02t0时间内的感应电流I2SS，选项C错.0t0时间内竖直向上的磁通量减小，根据楞次定律知感应电流的磁场方向竖直向上，感应电流为N到M，选项B对.0t0时间内磁通量在减小，根据楞次定律推论知导体棒有向右运动的趋势，摩擦力水平向左t02t0时间内磁通量增大，同理可判断导体棒有向左运动趋势，摩擦力水平向右，选项A错在02t0时间内，通过电阻R的电荷量QttSt，选项D错答案B10(多选)(2015武汉调研)如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDE(
11、由细软导线制成)挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是()A在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针B在C从A点沿圆弧移动到图中ADC30位置的过程中，通过导线上C点的电荷量为C当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大D在C从A点沿圆弧移动到D点的过
12、程中，导线框中产生的电热为解析由题意知，在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，直角三角形的面积先增大后减少，穿过直角三角形的磁通量先增大后减少，由楞次定律知导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针，则选项A正确；在C从A点沿圆弧移动到图中ADC30位置的过程中，通过导线上C点的电荷量qItt，则选项B正确；设DC与AD间夹角为，通过导线框的磁通量B2Rsin2Rcos2R2BsincosR2Bsin2，所以通过导线框的磁通量表达式为R2Bsint，当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的磁通量最大，而感应电动势为零，则选项C错误；在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，对t的表达式求导得：ER2
13、Bcost，产生的热量为Q，则选项D正确答案ABD二、非选择题11(2015万州区模拟)如下图甲所示，光滑导轨宽0.4 m，ab为金属棒，均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面，磁场的变化情况如图乙所示，金属棒ab的电阻为1 ，导轨电阻不计t0时刻，ab棒从导轨最左端，以v1 m/s的速度向右匀速运动，求1 s末回路中的感应电流及金属棒ab受到的安培力解析的变化有两个原因，一是B的变化，二是面积S的变化，显然这两个因素都应当考虑在内，所以有ESBlv又2 T/s，在1 s末，B2 T，Slvt0.411 m20.4 m2所以1 s末，ESBlv1.6 V，此时回路中的电流I1.6 A根据楞次定律与右手
14、定则可判断出电流方向为逆时针方向金属棒ab受到的安培力为FBIl21.60.4 N1.28 N，方向向左答案1.6 A1.28 N，方向向左12(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B10.5 T一根直金属杆MN以v2 m/s的速度向右匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好杆MN的电阻r11 ，导轨的电阻可忽略求杆MN中产生的感应电动势E1.(2)如图乙所示，一个匝数n100的圆形线圈，面积S10.4 m2，电阻r21 .在线圈中存在面积S20.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示求圆形线圈中产生的感应电动势E2.(3)有一个R2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的导轨和图乙中的圆形线圈相连接，b端接地试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？求这种情况中a端的电势a.解析(1)杆MN做切割磁感线的运动，E1B1Lv产生的感应电动势E10.3 V(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，E2nS2产生的感应电动势E24.5 V.(3)当电阻R与题图甲中的导轨相连接时，a端的电势较高通过电阻R的电流I电阻R两端的电势差abIRa端的电势aIR0.2 V.答案(1)0.3 V(2)4.5 V(3)与图甲中的导轨相连接a端电势高0.2 V
