1、第1讲电磁感应现象楞次定律A组基础题组1.(2013课标,19,6分)(多选)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是() A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2.(2016浙江杭州模拟)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按
2、如图所示连接。下列说法中正确的是()A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度处D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转3.(2016江西九江模拟)某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()A.始终顺时针B.先顺时针再逆时针C.始终逆时针D.先逆时针再顺时针4.(2015广东揭阳一中、潮州金山中学联考)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上
3、方,N极朝下,如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A.从a到b,上极板带正电B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电5.(2014广东理综,15,4分)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()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中的速度比在Q中的大6.(2016浙江杭州统测)两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置,通过它们的电流方向
4、如图所示,线圈L的平面跟纸面平行,现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B,则在平移过程中,线圈中的感应电流()A.沿顺时针方向,且越来越小B.沿逆时针方向,且越来越大C.始终为零D.先顺时针,后逆时针7.如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右B组提升题组8.(2016山东
5、泰州期末)(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,下列选项中正确的是()A.在t1时刻,金属圆环L内的磁通量最大B.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内有逆时针方向的感应电流D.在t1t2时间内,金属圆环L有收缩的趋势9.(2016山东滕州二模)(多选)无限长通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比,与导线到这一点的距离成反比,即B
6、=k(式中k为常数)。如图甲所示,光滑绝缘水平面上平行放置两根无限长直导线M和N,导线N中通有方向如图的恒定电流IN,导线M中的电流IM大小随时间变化的图像如图乙所示,方向与N中电流方向相同。绝缘闭合导线框ABCD放在同一水平面上,AB边平行于两直导线,且位于两者正中间。则以下说法正确的是()A.0t0时间内,流过R的电流方向由CDB.t02t0时间内,流过R的电流方向由DCC.0t0时间内,不计CD边电流影响,则AB边所受安培力的方向向左D.t02t0时间内,不计CD边电流影响,则AB边所受安培力的方向向右10.(2015浙江协作校期中联考)如图甲所示,在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A
7、、B,圆环A平分圆环B为面积相等的两部分,当圆环A中的电流如图乙所示变化时,甲图中A环所示的电流方向为正,下列说法正确的是() A.B中始终没有感应电流B.B中有顺时针的感应电流C.B中有逆时针的感应电流D.B中先有顺时针的感应电流,后有逆时针的感应电流11.(2015云南部分名校统考)(多选)AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒靠立在导轨上(开始时b离O点很近),如图所示。它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中()A.感应
8、电流方向始终是baB.感应电流方向先是ba,后变为abC.所受磁场力方向垂直于ab向上D.所受磁场力方向先垂直于ab向下,后垂直于ab向上12.(2015山东理综,17,6分)(多选)如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。在圆盘减速过程中,以下说法正确的是()A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动13.(2015课标,19,6分)(多选)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘
9、水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是()A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动答案全解全析A组基础题组1.ABD通有恒定电流的静止导线附近产生的磁场是不变的,在其附近的固定导线圈中没有磁通量的变化,因此,不会出现感应电流,选项C错误。2.A开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的
10、磁通量的变化,产生感应电流,从而引起电流计指针偏转,A正确;线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量会发生变化,产生感应电流,电流计指针会偏转,B错误;开关闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A中的电流发生变化,继而引起穿过线圈B的磁通量的变化,产生感应电流,则电流计指针都会发生偏转,C、D错误。3.B由于磁场方向向上,在线圈下落过程中,穿过线圈的磁通量先增加后减少;根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向先向下后向上,再由安培定则可知线圈中感应电流的方向为(自上向下看)先沿顺时针,再沿逆时针,故本题选B。4.D在N极接近线圈上端的过程中,通过线圈
11、的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,再由安培定则可知线圈下端相当于电源正极,故可知D正确。5.C小磁块在铜管中下落时,由于电磁阻尼作用,不做自由落体运动,而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动,因此在P中下落得慢,用时长,到达底端速度小,C项正确,A、B、D错误。6.C根据直导线电流周围磁感线的分布特点可知,两直导线所产生的磁场方向与线圈平面平行,故线圈L在平移过程中磁通量始终为零,则感应电流始终为零,C正确。7.D当条形磁铁从线圈上方等高快速经过时,线圈中的磁通量先增大后减小,由楞次定律可知,当磁铁靠近线圈时,线圈有向减小磁通量方向运动的趋势,即向下向右;
12、当磁铁远离时,线圈有向上向右运动的趋势;又线圈在整个过程中处于静止状态,所以线圈受到的支持力FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右,选D。B组提升题组8.BD当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时,产生感应电动势,有感应电流产生,在t1时刻,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,感应电流最大,金属圆环L内的磁通量最大,选项B正确;由楞次定律,在t1t2时间内,导线框cdef内产生逆时针方向感应电流,且感应电流逐渐增大,则金属圆环L内磁通量增大,根据楞次定律和安培定则可知,金属圆环L内有顺时针方向的感应电流,且金属圆环L有收缩的趋势,选项C错误、D正确。9.A
13、CD因通过直导线N的电流恒定,则不会使导线框产生感应电流,而直导线M,在0t0时间内,电流逐渐增大,由安培定则知,向里穿过导线框的磁通量逐渐增大,根据楞次定律和安培定则可知,感应电流方向为逆时针方向,即流过R的电流方向由CD,故A正确;同理可知,在t02t0时间内,流过R的电流方向由CD,故B错误;在0t0时间内,AB中感应电流方向由AB,不计CD边电流影响,由于通过M的电流小于通过N的电流,由安培定则可知AB处磁场方向垂直纸面向外,再由左手定则可知AB边所受安培力的方向向左,故C正确;同理可知,在t02t0时间内,不计CD边电流影响,AB边所受安培力的方向向右,故D正确。10.B由安培定则可
14、知,初始时环A产生的磁场分布情况是:环内垂直纸面向里,环外垂直纸面向外,由于内部的磁场大于外部的磁场,由矢量的叠加原理可知B环总磁通量向里;当圆环A中的电流逐步减小时,导致B环产生感应电流,根据楞次定律和安培定则可知,感应电流的方向为顺时针。同理当圆环A中电流反向增大时,环B中感应电流的方向仍为顺时针,故B正确,A、C、D错误。11.BD初始,ab与直角金属导轨围成的三角形面积趋于0,末状态ab与直角金属导轨围成的三角形面积为0,所以整个运动过程中,闭合回路的面积是先增大后减小。根据楞次定律的增反减同,判断电流方向先是逆时针后是顺时针,选项A错B对;根据左手定则,可得安培力先是垂直于ab向下,
15、后垂直于ab向上,选项C错D对。12.ABD根据右手定则,处于磁场中的圆盘部分,感应电流从靠近圆盘边缘处流向靠近圆心处,故靠近圆心处电势高,A正确;安培力F=,磁场越强,安培力越大,B正确;磁场反向时,安培力仍是阻力,C错误;若所加磁场穿过整个圆盘,则磁通量不再变化,没有感应电流,安培力为零,故圆盘不受阻力作用,将匀速转动,D正确。13.AB如图所示,将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合,则每个线圈绕OO轴转动时,均有感应电流产生,这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,可见A、B均正确。由上述分析可见,感应电流的方向与圆盘的转动方向并不一致,故D错。由对称性可见,穿过整个圆盘的磁通量始终为零,故C错。
