2018高中全程训练计划·物理课练29　电磁感应现象　楞次定律

1、课练29电磁感应现象楞次定律1.下列说法中正确的是()A电磁炉中的线圈通高频电流时，在铝金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物B磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止电磁感应C精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场D车站的安检门可以探测人身携带的金属物品，其是利用了电磁感应原理2.(多选)如图所示，在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环，电路接通瞬间，下列说法正确的是()A从左往右看，铜环中有逆时针方向的感应电流B从左往右看，铜环中有顺时针方向的感应电流C铜环有收缩趋势D铜环有扩张趋势3.如图所示，条形磁铁竖直放在水平桌面上，铜质金属环从条形磁铁的正

2、上方足够高处由静止开始下落，下列说法正确的是()A金属环下落过程中，磁通量不变化，不产生感应电流B金属环下落的整个过程中，加速度都小于重力加速度gC金属环下落的整个过程中，条形磁铁对桌面的压力都大于条形磁铁的重力D金属环下落的整个过程中，感应电流方向改变一次4.如图所示为地磁场的磁感线分布示意图一架飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上产生了电势差设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，忽略磁偏角的影响，则()A若飞机从西往东飞，2比1高B若飞机从东往西飞，2比1高C若飞机从南往北飞，2比1高D若飞机从北往南飞，

3、2比1高5.多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是()A回路中无感应电流B回路中形成持续的abcda流向的感应电流C回路中形成持续的adcba流向的感应电流D回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流6.如图所示，竖直放置的条形磁铁中央有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性圆环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中

4、正确的是()A穿过弹性圆环的磁通量增大B从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C弹性圆环中无感应电流D弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外7.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒ab和cd的运动情况是()A一起向左运动B一起向右运动Cab和cd相向运动，相互靠近Dab和cd相背运动，相互远离8.如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列

5、表述正确的是()A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大9.(多选)上海磁悬浮列车于2003年10月1日正式运营图为其磁悬浮原理：B是用高温超导材料制成的超导圆环，图中A是圆柱形磁铁，将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁场力作用下悬浮在磁铁A的上方空中以下判断正确的是()A在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流当稳定后，感应电流消失B在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流当稳定后，感应电流仍存在C在B放入磁场的过程中，如B中感应电流方向为如图所示方向，则A的N极朝上D在B放入磁场的过程中，如B中感应电流方向为

6、如图所示方向，则A的S极朝上10.法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路转动摇柄，使圆盘如图示方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为L，圆盘匀速转动的角速度为，不计圆盘电阻则下列说法正确的是()A因为穿过圆盘的总磁通量为零，故不产生感应电动势，因此通过R的电流为零B通过R的电流方向从a到bC通过R的电流方向从b到aD通过R的电流大小为BL2/R11(2017重庆二测)如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，宽度为l，上、下边界与地面平

7、行，下边界与地面相距l.将一个边长为l，质量为m，总电阻为R的正方形刚性导电线框ABCD置于匀强磁场区域上方，线框CD边与磁场上边界平行，从高于磁场上边界h的位置由静止释放，h的值能保证AB边匀速通过磁场区域从AB边离开磁场到CD边落到地面所用时间是AB边通过磁场时间的2倍(重力加速度为g)求：(1)线框通过磁场过程中电流的方向；(2)磁场区域内磁感应强度的大小；(3)CD边刚进入磁场时线框加速度与h的函数关系，分析h在不同情况下加速度的大小和方向，计算线框通过磁场区域产生的热量12在如图甲所示的半径为r的竖直圆柱形区域内，存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为Bkt(k0且

8、为常量)(1)将一由细导线构成的半径为r、电阻为R0的导体圆环水平固定在上述磁场中，并使圆环中心与磁场区域的中心重合求在T时间内导体圆环产生的焦耳热；(2)上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间激发涡旋电场，该涡旋电场驱使导体内的自由电荷定向移动，形成电流如图乙所示，在半径为r的圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等，并且可以用E计算，其中为由于磁场变化在半径为r的导体圆环中产生的感生电动势如图丙所示，在磁场区域的水平面内固定一个内壁光滑的绝缘环形真空细管道，其内环半径为r，管道中心与磁场区域的中心重合由于细管道半径远远小于r，因此细管道内各处电场强度大小可视为相等的某时刻，将管

9、道内电荷量为q的带正电小球由静止释放(小球的直径略小于真空细管道的直径)，小球受到切向的涡旋电场力的作用而运动，该力将改变小球速度的大小忽略小球受到的重力、小球运动时激发的磁场以及相对论效应若小球由静止经过一段时间加速，获得动能Em，求小球在这段时间内在真空细管道内运动的圈数；若在真空细管道内部空间加有方向竖直向上的恒定匀强磁场，小球开始运动后经过时间t0，小球与环形真空细管道之间恰好没有作用力，求在真空细管道内部所加磁场的磁感应强度的大小 1(多选)(2016课标)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B

10、中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流过电阻RC若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍2(多选)(2015课标)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

11、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3(2016北京理综)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两圆环半径之比为21，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是()AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向4(2017湖北黄冈质检)如图，虚线P、Q、R间存在着磁感应

12、强度大小相等，方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，磁场宽度均为L.一等腰直角三角形导线框abc，ab边与bc边长度均为L，bc边与虚线边界垂直现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域，从c点经过虚线P开始计时，以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向，则下列四个图象中能正确表示it图象的是()5(2017湖北襄阳二联)如图甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线OO恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向内为正，线圈中感应电流逆时针方向为正则线圈中感应电流随时间的变化图象为()6(2017江苏四市模拟)如图所示，

13、螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是()A电流计中的电流先由a到b，后由b到aBa点的电势始终低于b点的电势C磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度7(多选)(2017江苏镇江模拟)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率铜2l时，加速度大小为g，方向竖直向上当h2l时，加速度大小为g，方向竖直向下根据能量守恒定律，有Qmg(h2l)mv解得Qm

14、gh答案：(1)见解析(2)(3)见解析12解题思路：(1)穿过导体圆环内的磁通量发生变化，将产生感生电动势，导体圆环的面积Sr2，根据法拉第电磁感应定律，感生电动势为：Sr2k导体圆环内感生电流I在T时间内导体圆环产生的焦耳热QI2R0T联立解得：Q(2)根据题意可知，磁场变化将在真空管道处产生涡旋电场，该电场的电场强度E小球在该电场中受到电场力的作用，电场力的大小为：FEq电场力的方向与真空管道相切，即与速度方向始终相同，小球将会被加速，动能变大设小球由静止到其动能为Em的过程中，小球运动的路程为s，根据动能定理有FsEm0小球运动的圈数N联立解得：N小球的切向加速度大小为a由于小球沿速度

15、方向受到大小恒定的电场力，所以可以把小球从开始运动到t0时刻，小球在真空细管道内沿切线方向的加速运动等效成匀加速直线运动小球的速度大小v满足vat0小球沿管道做圆周运动，t0时刻，因为小球与管道之间没有相互作用力，所以，小球受到的洛伦兹力提供小球的向心力，设所加磁场的磁感应强度为B0，则有qvB0联立解得：B0答案：(1)(2)加餐练1AB设圆盘的半径为L，可认为圆盘由无数根辐条构成，则每根辐条切割磁感线产生的感应电动势EBL2，整个回路中的电源为无数个电动势为E的电源并联而成，电源总内阻为零，故回路中电流I，由此可见A正确R上的热功率PI2R，由此可见，变为原来的2倍时，P变为原来的4倍，故

16、D错由右手定则可判知B正确电流方向与导体切割磁感线的方向有关，而与切割的速度大小无关，故C错2AB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均正确由于圆盘面积不变，与磁针间的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化，C错误圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场，由安培定则可判断在中心方向竖直向下，其他位置关于中心对称，此磁场不会导致磁针转动，D错误3B由题意可知k，导体圆环中产生的感应电动势E，Sr2，因rarb21，故EaEb41；由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时

17、针方向，选项B正确4A由右手定则可知导线框从左侧进入磁场时，电流方向为逆时针方向，即沿正方向，且逐渐增大，导线框刚好完全进入P、Q之间的瞬间，电流由正向最大值变为零，然后电流方向变为顺时针且逐渐增加，当导线框刚好完全进入P、Q之间的瞬间，电流由负向最大值变为零故A正确5A由EnS及I，可知磁场均匀变化时产生的电流恒定，再结合楞次定律和安培定则分析，可知A正确6D由楞次定律，可判断出电流计中的电流先由b到a，后由a到b，A错误；螺线管中产生感应电动势，是回路的电源，磁铁从螺线管的正上方进入时，b点电势高于a点电势；磁铁从螺线管的下方出来时，a点电势高于b点电势，B错误；由能量守恒定律可知，磁铁从

18、螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管过程中，磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁增加的动能之和，C错误；由于受到向上的吸引力作用，磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度，D正确7BCD闭合开关S的瞬间，金属环中向右的磁场磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，A错误；由于电阻率铜铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B正确；若将金属环置于线圈右侧，则闭合开关S的瞬间，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，环将向右弹

19、射，C正确；电池正、负极调换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D正确8BC本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律等知识点根据题意，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场相同，再由安培定则可知感应电流方向为EFGE，A项错误、B项正确；根据几何关系可得，磁场穿过线框的有效面积减小了Sa2，根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势B，C项正确、D项错误9AD本题考查电磁感应知识，意在考查考生运用法拉第电磁感应定律解题的能力由楞次定律可知，导体框进入磁场时感应电流的方向为逆时针方向，出磁场时感应电流的方向为顺时针方向，由EBlv可知i，导体框进、出磁场时，有效切割长度l均由L逐渐变为零，所以电流也是从大变小，A项正确、B项错误；进磁场时ab边为电源，Uab为负值，且大小为BLv，出磁场时ab边不是电源，电流从b到a，Uab为负值，且大小为，C项错误、D项正确10CD本题考查了电磁感应、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律及其相关的知识点设回路的总电阻为R，用与导轨平行的水平恒力F向右拉cd棒，cd棒做加速运动由FBILma，I，EBLv，联立解得Fma.随着速度的增大，cd棒所受安培力逐渐增大，说明cd棒做加速度逐渐减小的加速运动ab棒在安培力作用下做加速度逐渐增大的加速运动经过足够长时间以后，二者加速度均不再变化，两棒都做匀加速直线运动，两棒间的距离