1、第九章电磁感应第一节电磁感应现象楞次定律(时间:45分钟必做题满分:100分选做题:10分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题8分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列关于产生感应电流的条件的说法,正确的是()A.位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流B.闭合线圈和磁场产生相对运动,一定能产生感应电流C.闭合线圈做切割磁感线运动,一定能产生感应电流D.穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流解析:要产生感应电流,必须穿过闭合线圈的磁通量发生变化.A项中闭合线圈不一定有磁通量,也不一定有磁通量变化;B、C项中,都不能保证闭合线圈中磁通量发生变化.
2、答案:D2.有一匀强磁场,它的磁感线与一矩形线圈平面成角,穿过线圈的磁通量为,线圈面积为S,那么这个磁场的磁感应强度为()A.B.C.D.解析:=BS=(Bsin )S,所以B=.答案:B3.如图,闭合线圈的一部分导线在磁场中运动,能产生感应电流的是()A.(a)图和(b)图B.(a)图和(c)图C.(a)图和(d)图D.(c)图和(d)图解析:只有闭合线圈中的导体切割磁感线时,才有感应电流产生.只有(a)、(c)图情况切割磁感线.答案:B4.(2013山东聊城模拟)如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置平移到位置,第二次将金属框绕cd边翻转到位置,设先后两次通
3、过金属框的磁通量变化分别为1和2,则()A.12B.1=2C.12D.不能判断解析:MN在金属框处的磁场向里,设平移过程中穿过金属框的磁通量为正,且在时为0,在时为0,则平移时磁通量变化1=|0-0|;翻转时磁通量变化2=|-0-0|=0+0,故12.答案:C5.如图所示,匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力在上述四点将线圈拉成正方形,且线圈仍处在原先所在平面内,则在线圈发生形变的过程中()A.线圈中将产生abcda方向的感应电流B.线圈中将产生adcba方向的感应电流C.线圈中感应电流方向无法判断D.线圈中无感应电流解析:周长一定时,圆形的面积最大.
4、本题面积变小,磁通量变小,有感应电流产生.由楞次定律中阻碍磁通量的变化,可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流.答案:A二、不定项选择题(本题共3小题,每小题8分,共24分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的,全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)6.如图所示是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动.将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是()解析:根据楞次定律可确定感应电流的方向.对C选项,当磁铁向下运动时:(
5、1)闭合线圈原磁场的方向向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化增加;(3)感应电流产生的磁场方向向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同,线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥,选项C正确;同理可判断,选项D正确,选项A、B均错误.答案:CD7.如图所示,光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中,磁场方向与轨道所在平面垂直,导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动,当ab由图示位置释放,直到滑到右侧虚线位置的过程中,关于ab棒中的感应电流情况,正确的是()A.因ab切割磁感线,ab棒上要有感应电流B.尽管ab切割磁感线,但ab棒上无感应电流C.磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁
6、通量没有变化D.磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量发生了变化解析:因磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量没有变化,根据感应电流产生的条件知回路没有感应电流.答案:BC8.(2013四川成都玉林中学模拟)如图所示,理想变压器左线圈与导轨相连接,导体棒ab可在导轨上滑动,磁场方向垂直纸面向里,以下说法正确的是()A.ab棒匀速向右滑,c、d两点中c点电势高B.ab棒匀加速右滑,c、d两点中d点电势高C.ab棒匀减速右滑,c、d两点中d点电势高D.ab棒匀加速左滑,c、d两点中c点电势高解析:ab棒匀速向右滑,产生的感应电流是恒定的,cd中没有电流流过,A错;ab棒匀加速右滑,左线圈中向下的磁场增
7、加,右线圈向上的磁场增加,产生向下的感应电流的磁场,电流从d通过电灯到c,B对;ab棒匀加速左滑,左线圈中向上的磁场增加,右线圈向下的磁场增加,产生向上的感应电流的磁场,电流从c通过电灯到d,D对;ab棒匀减速右滑,左线圈中向下的磁场减弱,右线圈向上的磁场减弱,产生向上的感应电流的磁场,电流从c通过电灯到d,C错.答案:BD三、论述计算题(本题共2小题,共36分)9.(18分)如图所示,边长为100 cm的正方形闭合线圈置于磁场中,线圈的ad、bc两边中点连线OO的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为B1=0.60 T、B2=0.40 T的匀强磁场.开始时,线圈平面与磁场垂直,若从上
8、往下看,线圈逆时针转37和180角时,穿过线圈的磁通量分别改变了多少?解析:开始位置,有1=B1+B2=0.60Wb+0.40 Wb=0.5 Wb线圈转动37后,有2=B1cos 37+B2cos 37=0.600.8 Wb+0.400.8 Wb=0.40 Wb磁通量减少了=1-2=0.50 Wb-0.40 Wb=0.1 Wb线圈转动180角时,若规定开始穿过线圈平面的磁通量为正,转过180后,穿过线圈的磁通量则为负值,即3=-B1-B2=-0.60Wb-0.40Wb=-0.5 Wb磁通量改变了=1-3=0.50 Wb+0.50 Wb=1.0 Wb.答案:减少0.1 Wb改变1.0 Wb10.
9、(18分)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,以速度v沿垂直于磁感线方向匀速通过磁场,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,判断出感应电流的方向.解析:(1)图象如图所示.(2)线框进入磁场阶段,有逆时针方向的电流;线框在磁场运动阶段,无感应电流;线框离开磁场阶段,有顺时针方向的电流.答案:见解析四、选做题(10分)11.如图所示,固定水平桌面上的金属框架edcf,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adcb构成一个边长为l的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B0.(1)若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持棒静止,请判断感应电流的方向.(2)若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?解析:(1)根据楞次定律知电流方向为逆时针方向.(2)要不产生感应电流,则需要总磁通量不变,即Bl(l+vt)=B0l2所以B=.答案:(1)逆时针(2)B=
