1、选修3-2 第九章 电磁感应电磁感应现象 楞次定律基本技能练1(多选)如图1所示，A为通电线圈，电流方向如图，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，B、C分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是()图1A穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向外的B穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向里的CBCDBC解析通过B、C两圆面的磁场既有向外的磁场又有向里的磁场，磁通量应是向外与向里两部分的差。垂直纸面向外的磁通量相同，面积越大，垂直纸面向里的磁通量越大，则合磁通量越小，故选项A、C正确。答案AC2如图2所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线
2、圈ab将()图2A静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向解析当P向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈ab的磁通量增大，根据楞次定律判断，线圈ab将顺时针转动。答案C3如图3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(示数不为零称有读数)()图3A无、无、无 B无、有、有C无、有、无 D有、有、有解析应注意到产生感应电动势及感应电流的条件，同时还应了解电压表的工作原理。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
3、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：应选C。答案C4如图4所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图4A线圈中通以恒定的电流B通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动D将电键突然断开的瞬间解析当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为稳恒磁场，通过铜环A的磁通量不发生变化，不会产生感应电流。答案A5如图5所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导
4、体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()图5Aab向右运动，同时使减小B使磁感应强度B减小，角同时也减小Cab向左运动，同时增大磁感应强度BDab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(090)解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量BScos ，对A，S增大，减小，cos 增大，则增大，A正确；对B，B减小，减小，cos 增大，可能不变，B错误；对C，S减小，B增大，可能不变，C错误；对D，S增大，B增大，增大，cos 减小，可能不变，D错误。答案A6如图6所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路
5、，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则()图6Aab棒不受安培力作用Bab棒所受安培力的方向向右Cab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大D螺线管产生的磁场，A端为N极解析金属棒ab沿导轨向右运动时，安培力方向向左，以“阻碍”其运动，选项A、B错误；金属棒ab沿导轨向右运动时，感应电动势EBlv，感应电流IE/R，安培力FBIl，可见，选项C正确；根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，选项D错误。答案C7两块水平放置的金属板，板间距离为d，用导线将两块金属板与一线圈连接，线圈中存在
6、方向竖直向上、大小变化的磁场，如图7所示。两板间有一带正电的油滴恰好静止，则磁场的磁感应强度B随时间变化的图像是()图7解析带正电的油滴静止，即所受重力与电场力平衡，两板间为匀强电场，因此线圈中产生的感应电动势为恒定值，由法拉第电磁感应定律可知，通过线圈的磁通量一定是均匀变化的，A、D两项错；油滴带正电，故下极板电势高于上极板电势，感应电流产生磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，通过线圈的磁通量均匀减小，故C项正确，B项错。答案C8如图8所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO重
7、合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，则()图8A金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大解析使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，选项B正确。答案B9(多选)(2013海南卷，10)如图9所示，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属
8、框接通逆时针方向电流的瞬间()图9A两小线圈会有相互靠拢的趋势B两小线圈会有相互远离的趋势C两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向解析在金属框接通逆时针方向电流的瞬间，在左右两个矩形刚性小线圈中产生垂直于线圈向上的磁通量，根据楞次定律可得在两个小线圈中均产生沿顺时针方向的感应电流，C项正确，D项错；为阻碍磁通量的增加，两小线圈会有相互远离的趋势，B项正确，A项错。答案BC能力提高练10(多选)(2014南京一模)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图10甲所示。在磁场中有一细金属圆环，圆环
9、平面位于纸面内，如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示I1、I2、I3时，金属环上很小一段受到的安培力。则()图10AI1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向BI2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向CF1方向指向圆心，F2方向指向圆心DF2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心解析在Oa段，磁场垂直纸面向里且均匀增强，根据楞次定律可判断产生的感应电流的方向是逆时针的，同理分析，ab、bc段产生的感应电流的方向是顺时针的，A正确，B错误；根据左手定则可判断Oa、ab、bc段对应金属圆环上很小一段受到的安培力方向，即F1、F3方向指向圆心，而F2背离圆心向外
10、，C错误，D正确。(或采用“增缩减扩”的方法也可以直接判断)答案AD11(多选)如图11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)固定一根与导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。释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中()图11A导线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBAB导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动解析根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC
11、在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到A点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBA，选项A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，选项B正确；根据对楞次
12、定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，选项C、D错误。答案AB12(多选)如图12是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()图12A开关S闭合瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动解析当开关S闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，由椤次定律可知，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故A正确；当开关S由闭合到断开的瞬间，穿过右线圈的磁通量要减少，为了阻碍磁通量
13、的减少，钻头M要向左运动靠近左边的线圈，故B错误；开关S闭合时，当滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时，回路的电阻减小，回路的电流增大，产生的磁场增强，穿过右线圈的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故C正确；当滑动变阻器的滑片P向右迅速滑动时，回路的电阻增大，回路的电流减小，产生的磁场减弱，穿过右线圈的磁通量减小，为了阻碍磁通量的减少，钻头M向左运动靠近左边线圈，故D错误。答案AC13如图13所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内
14、。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是()图13A圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势解析根据右手定则，当金属棒ab在恒力F的作用下向右运动时，abdc回路中会产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，abdc回路中的感应电流逐渐增大，穿过圆环的磁通量也逐渐增大，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大；abdc回路中的感应电流I，感应电
15、流的变化率a，又由于金属棒向右运动的加速度a减小，所以感应电流的变化率减小，圆环内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，选项C正确。答案C14(多选)图14甲中bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙，导体棒PQ始终静止，在0t1时间内()图14A导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向上B导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向下C导体棒PQ受到的摩擦力可能一直增大D导体棒PQ受到的摩擦力可能先减小后增大解析在0t1时间内，磁感应强度B先
16、减小后反向增大，穿过PQca回路的磁通量先减小后反向增大，由楞次定律可知，当回路磁通量均匀减小时，产生恒定的感应电流，回路面积有扩大趋势，导体棒PQ受到的安培力沿轨道斜面向上，安培力的大小FABILIL(B0kt)，随磁感应强度B的减小而减小，导体棒PQ受到的静摩擦力在t0时若沿斜面向下，则静摩擦力随B的减小而减小；在t0时若沿斜面向上，则静摩擦力随B的减小而增大。当磁感应强度B反向增大时，回路磁通量增大，回路面积有缩小的趋势，导体棒PQ受到的安培力沿斜面向下，且随磁感应强度B的增大而增大，导体棒PQ受到的静摩擦力Ffmgsin BIL也随之增大。因此安培力在磁感应强度B减小到0之前沿斜面向上，静摩擦力有可能沿斜面向上，也有可能沿斜面向下，之后沿斜面向下，选项A、B错误；而静摩擦力可能先减小后增大或者一直增大，选项C、D正确。答案CD
