1、课时作业45电磁感应现象楞次定律时间：45分钟1.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是(C)A总是顺时针 B总是逆时针C先顺时针后逆时针 D先逆时针后顺时针解析：由楞次定律知，当磁铁向下靠近圆环时，圆环中产生向下的感应磁场，又结合安培定则可知圆环中产生顺时针方向(从上向下看)的感应电流；同理可判定，当磁铁向下远离圆环时，圆环中产生逆时针方向(从上向下看)的感应电流，故只有C正确2一种早期发电机原理示意图如图所示，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆
2、柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，线圈圆心为O点在磁极绕转轴匀速转动的过程中，当磁极与O点在同一条直线上时，穿过线圈的(B)A磁通量最大，磁通量变化率最大B磁通量最大，磁通量变化率最小C磁通量最小，磁通量变化率最大D磁通量最小，磁通量变化率最小解析：根据磁极的转动可知线圈中的磁通量发生变化，当磁极与O点在同一条直线上时，穿过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故B项正确，A、C、D项错误3.一闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，框上垂直放置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时(D)A其穿过线框的磁通量不变，框内没有感应
3、电流B框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行解析：abcd组成的线框中的磁通量垂直纸面向里增大，abfe组成的线框中的磁通量垂直纸面向里减小，故根据楞次定律可得左半边的感应电流逆时针方向绕行，右半边的感应电流顺时针方向绕行，故D正确4. (多选)如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上，现让橡胶盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是(AD)A铝环N
4、有沿逆时针方向的感应电流B铝环N有扩大的趋势C橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下D橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上解析：本题考查楞次定律橡胶圆盘M由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大；橡胶圆盘外侧面均匀地带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过N线圈的磁通量向下，且增大，因此铝环N有沿逆时针方向的感应电流，故A正确；根据楞次定律的另一种表述，引起的力的效果阻碍磁通量的增大，知铝环N的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以，橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上，且铝环N有收缩的趋势，故B、C错误，D正确5.如图所示，两同心圆环A、B置于同一光
5、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)AB环将有沿半径向外方向扩张的趋势BB环中产生顺时针方向的电流CB环对桌面的压力将增大DB环对桌面的压力将减小解析：A环以图示的顺时针方向加速转动，因绝缘环A带正电，所以产生顺时针方向的电流，且电流逐渐增大，使得B环中的磁通量竖直向下增大，由楞次定律可知B环中感应电流沿逆时针方向，由左手定则可知环具有沿半径向外扩张的趋势，故A正确，B错误；两环的相互作用力沿水平方向，则B环对桌面的压力不变，故C、D错误6.如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过现将环
6、从位置释放，环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则(A)AT1mg，T2mgBT1mg，T2mg，T2mgDT1mg解析：金属圆环从位置到位置过程中，由楞次定律的推广含义可知，感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因原因是环向下运动，则环所受的安培力始终向上，由牛顿第三定律可知，圆环对磁铁的作用力始终向下，所以选项A正确7(多选)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场，地磁N极位于地理南极附近如图所示，在湖北某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线框abcd，线框的ad边沿南北方向，ab边沿东西方向，下列说法正确的是(AC
7、)A若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低B若使线框向北平移，则a点电势等于b点电势C若以ad边为轴，将线框向上翻转90，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向D若以ab边为轴，将线框向上翻转90，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向解析：地球北半部的磁场方向由南向北斜向下，可分解为水平向北和竖直向下两个分量若线圈向东平移，根据右手定则可知a点电势低于d点电势，A项正确；若线圈向北平移，根据右手定则可知a点电势高于b点电势，B项错误；若以ad边为轴，将线框向上翻转90过程中，根据楞次定律及安培定则可知线框中的电流方向始终为adcba方向，C项正确；若以ab边为轴，将线框向上翻转
8、90过程中，穿过线框的磁通量先增大后减小，根据楞次定律及安培定则可知，线框中的电流方向为先沿abcda方向再沿adcba方向，故D错误8.如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，圆形金属环B正对带铁芯的线圈A，当金属棒MN在导轨上向右加速滑动时，则(D)AMN无电流，B环无感应电流BMN有向上电流，B环无感应电流CMN有向下电流，从左向右看B有逆时针方向电流DMN有向上电流，从左向右看B有顺时针方向电流解析：金属棒MN向右加速滑动，产生由N到M的电流，感应电动势EBLv增大，通过A的电流增大，A产生的磁感应强度变大，穿过金属环B的磁通量增大，B中产生感应电流，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的增
9、加，感应电流方向与A中的相反，即从左向右看B有顺时针方向电流，故A、B、C错误，D正确9.如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中(B)A线框中感应电流方向依次为ACBAABCAB线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D线框做自由落体运动解析：根据右手定则，通电直导线的磁场在上方垂直纸面向外，下方垂直纸面向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小线框从上向下靠近导线的过程，垂直纸面向外的
10、磁通量增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流，穿越导线时，上方垂直纸面向外的磁场和下方垂直纸面向里的磁场叠加，先是垂直纸面向外的磁通量减小，之后变成垂直纸面向里的磁通量增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流，垂直纸面向里的磁通量变成最大后，线框继续向下运动，垂直纸面向里的磁通量减小，这时的电流方向又变成了顺时针，即感应电流方向依次为ACBAABCAACBA，故A错误；根据A中的分析，线框穿越导线时，始终有感应电流存在，故B正确；根据楞次定律，安培力始终阻碍线框相对磁场的运动，故安培力的方向始终向上，线框不可能做自由落体运动，故C、D错误10如图所示，两个闭合圆形线圈A
11、、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如下面右图所示的变化电流，t0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是(A)A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势解析：在t1t2时间内，由于线圈A的逆时针方向电流增大，导致线圈B磁通量增大，感应电流的磁场与它相反，根据安培定则可知，线圈A在线圈B内部产生磁场方向垂直纸面向外，则线圈B内有顺时针方向的电流，此时线圈B的电流方向与线圈A电流方向相反，由异向电流相
12、互排斥，可知线圈间相互排斥，所以线圈B有扩张的趋势故B、C、D错误，A正确，故选A11(多选)如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环面积为S，圆环与导线框cdef在同一平面内当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法中正确的是(BD)A在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大，最大值mB0SB在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大C在t1t2时间内，金属圆环L有扩张的趋势D在t1t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流解析：本题考查电磁感应和楞次定律在t
13、1时刻，螺线管内磁感应强度最大，但其变化率为0，则导线框内感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，选项A错误；在t2时刻，螺线管内磁感应强度变化率最大，则导线框内感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B正确；在t1t2时间内，螺线管内磁感应强度变化率变大，则导线框内感应电流变大，磁场增强，根据楞次定律可知，金属圆环L有收缩的趋势，选项C错误；由楞次定律可知，在t1t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，则金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，选项D正确12(多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图左线圈连着平行导轨M和N
14、，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点与d点等电势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：当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由ab.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈
15、的磁通量保持不变，不产生感应电流，故A错误，B正确；当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向又由EBLv可知ab金属棒两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针(从下向上看)，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看做电源，由于电流是从d沿外电路(即电阻R)流向c，所以d点电势高于c点，故C错误，D正确13.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，t0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形，为使MN棒中不产生感应电流，从t0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t0时刻，穿过线圈平面的磁通量1B0SB0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为2Bl(lvt)由12得B.答案：B
