高考物理 能力提升知识点优化 10.1电磁感应现象楞次定律.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：10.1电磁感应现象楞次定律一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示，闭合圆导线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径.试分析线圈做如下运动时，能产生感应电流的是()a.使线圈在纸面内平动b.使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动c.使线圈以ac为轴转动d.使线圈以bd为轴转动2.(易错题)如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为s，匝数为n，线圈与匀强磁场b夹角为45.现将线圈以ab边为轴顺时针转动90，则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为()a.0b.bsc.nbs d.无法计算3.(2012福州模拟)甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴oo旋转，当它们以相同的角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止，若将两环置于磁感应强度为b的大小相同的匀强磁场中，乙环的转轴与磁场方向平行，甲环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断中正确的是()a.甲环先停b.乙环先停c.两环同时停下 d.无法判断两环停止的先后4.(2011上海高考)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕o点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()a.顺时针加速旋转 b.顺时针减速旋转c.逆时针加速旋转 d.逆时针减速旋转二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.(2012南京模拟)如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是()a.释放圆环，环下落时产生感应电流b.释放圆环，环下落时无感应电流c.释放圆环，环下落时环的机械能守恒d.释放圆环，环下落时环的机械能不守恒6.(创新题)如图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()a.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，变阻器滑片p向左迅速滑动d.开关s已经是闭合的，变阻器滑片p向右迅速滑动7.(预测题)如图所示，直导线ab放在水平固定放置的“”形导体框架上，构成一个闭合回路，长直导线cd与框架处在同一个水平面内，并且abcd，当cd中的电流发生变化时，发现ab向左滑动，则关于cd中的电流下列说法正确的是()a.电流可能在减小，方向由c到db.电流可能在增大，方向由c到dc.电流可能在减小，方向由d到cd.电流可能在增大，方向由d到c8.(2012汕头模拟)如图所示，用一根长为l、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0，下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0l.先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法正确的是()a.金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcdab.金属线框离开磁场时感应电流的方向为abcdac.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等d.金属线框最终将在磁场内做往复运动9.(易错题)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒pq、mn，mn的左边有一闭合电路，当pq在外力的作用下运动时，mn向右运动.则pq所做的运动可能是()a.向右加速运动 b.向左加速运动c.向右减速运动 d.向左减速运动三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(16分)如图甲所示，有一面积s100 cm2、匝数n100匝的闭合线圈，电阻为r10 ，线圈中磁场变化规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，则(1)t11 s时，穿过线圈的磁通量为多少？(2)12 s内，通过线圈某一截面的电荷量为多少？11.(创新题)(20分)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随时间t应怎样变化？请推导出这种情况下b与t的关系式.答案解析1.【解析】选d.使线圈在纸面内平动，沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；以bd为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流.所以d选项正确.2.【解析】选b.设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时：1bsinsbs，末位置时：2bcossbs，则初、末位置磁通量的改变量的大小为：|21|bs，故b正确.3. 【解析】选a.两环均在匀强磁场中以相同的角速度转动，由图可知：甲环的磁通量会发生变化，甲环的动能要转化为电能，而乙环中无磁通量的变化，不会产生感应电流，故甲环先停下来.a选项正确.4.【解题指南】解答本题要把握以下三点：(1)根据圆环b具有收缩的趋势判断磁通量的变化.(2)根据磁通量的变化确定圆环a是加速还是减速旋转.(3)根据圆环b中电流的方向确定圆环a的旋转方向.【解析】选b.圆环b具有收缩趋势，说明穿过b环的磁通量在减小，根据阻碍变化可知圆环a减速旋转，逐渐减弱的磁场使得b环产生了顺时针方向电流，根据楞次定律可知引起b环的感应电流的磁场方向向里，根据安培定则判断出a环顺时针方向旋转，所以b选项正确.5.【解析】选b、c.由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，故a、d错误，b、c正确.6.【解析】选a、c.m向右运动是在阻碍磁通量的增加，原因是左边螺线管中电流的磁场增强，所以有两种情况，一是s闭合，二是滑片p向左滑动，故a、c对.7.【解析】选a、c.ab向左滑动，闭合回路的面积在增大，根据楞次定律可知，穿过回路的磁通量在减小，通过cd中的电流在减小，与电流方向无关，故a、c正确. 【变式备选】如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称.在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧xoy运动(o是线圈中心)，则()a.从x到o，电流由e经流向f，先增大再减小b.从x到o，电流由f经流向e，先减小再增大c.从o到y，电流由f经流向e，先减小再增大d.从o到y，电流由e经流向f，先增大再减小【解析】选d.本题考查学生对楞次定律的理解和运用.从x到o过程中，原磁场方向向上，磁通量不断增加，则感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定则知，感应电流方向应该是由f经到e，又感应电流从零到有再到零，则一定经历先增大再减小的过程.同理，当从o到y的过程中，感应电流的方向应该是由e经到f，大小也是先增大再减小.8.【解析】选b、d.线框在进入磁场过程中由楞次定律可判得电流的方向为adcba.而离开磁场过程中同样由楞次定律可判得电流方向为abcda.所以a错误，b正确.因为线框在进入和离开磁场过程中安培力做负功，所以速度会逐渐减小，所以c项错误.线框最终在磁场中摆动过程中，由于磁通量不再发生变化，回路中不再产生感应电流，没有热能的产生，只有机械能的转化与守恒，所以线框最终会在磁场中做往复运动，则d项正确.9.【解析】选b、c.mn向右运动，说明mn受到向右的安培力，因为ab在mn处产生的磁场垂直纸面向里mn中的感应电流由mnl1中感应电流的磁场方向向上l2中磁场方向向上减弱或磁场方向向下增强；若l2中磁场方向向上减弱pq中电流为qp且减小向右减速运动；若l2中磁场方向向下增强pq中电流为pq且增大向左加速运动，故b、c正确.【总结提升】楞次定律与右手定则的关系(1)研究对象不同，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动.(2)适用范围不同，楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切割磁感线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况.(3)一般来说，若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则；若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单.10.【解析】(1)t11 s时，穿过线圈的磁通量为：b1s0.1100104 wb103 wb (7分)(2)12 s内，线圈产生的感应电动势为：nns100100104