高考物理一轮复习 考点规范练习本28 电磁感应现象楞次定律（含答案解析）

2020版高考物理 考点规范练习本28

电磁感应现象楞次定律

1.下图中能产生感应电流的是(　　)

2.如图所示,在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体,在强磁体沿着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中,不计空气阻力,那么(　　)

A.由于铜是非磁性材料,故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度

B.由于铜是金属材料,能够被磁化,使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度,离开铜管时加速度小于重力加速度

C.由于铜是金属材料,在强磁体穿过铜管的整个过程中,铜管中都有感应电流,加速度始终小于重力加速度

D.由于铜是金属材料,铜管可视为闭合回路,强磁体进入和离开铜管时产生感应电流,在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度,但在铜管内部时加速度等于重力加速度

3.如图所示,矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中,导轨左侧接有定值电阻R。当线框向右运动时,下列说法正确的是(　　)

A.R中无电流

B.R中有电流,方向为M→E

C.ab中无电流

D.ab中有电流,方向为b→a

4.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第认为磁也一定能生电,并进行了大量的实验。如图中环形物体是法拉第使用过的线圈,A、B两线圈绕在同一个铁环上,A与直流电源连接,B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转,即没有“磁生电”,其原因是(　　)

A.线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强

B.线圈B中产生的电流很小,电流表指针偏转不了

C.线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场

D.线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场

5.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,如图所示,垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内,垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为b(b>a)的圆形线圈,线圈平面与磁感应强度方向垂直,线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度大小减小到,则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为(　　)

A.0.5πB(b2-a2)      B.πB(b2-2a2)        C.πB(b2-a2)        D.0.5πB(b2-2a2)

6.如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是(　　)

A．先顺时针后逆时针

B．先逆时针后顺时针

C．先顺时针后逆时针，然后再顺时针

D．先逆时针后顺时针，然后再逆时针

7.阿明有一个磁浮玩具,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其构造如图所示。若图中电源的电压恒定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是 (　　)

A.电路中的电源必须是交流电源

B.电路中的a端点必须连接直流电源的负极

C.若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度

D.若将可变电阻的电阻值调大,可增加玩偶飘浮的最大高度

8.如图所示，两个闭合正方形线框A、B的中心重合，放在同一水平面内．当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B，下列说法中正确的是(　　)

A．有顺时针方向的电流且有收缩的趋势

B．有顺时针方向的电流且有扩张的趋势

C．有逆时针方向的电流且有收缩的趋势

D．有逆时针方向的电流且有扩张的趋势

9. (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

10. (多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP'和QQ'都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN。以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是              (　　)

A.感应电流方向是N→M

B.感应电流方向是M→N

C.安培力水平向左

D.安培力水平向右

11. (多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)(　　)

A.向右匀速运动     B.向左加速运动      C.向右减速运动      D.向右加速运动

12. (多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(　　)

A．向右做匀速运动

B．向左做减速运动

C．向右做减速运动

D．向右做加速运动

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．t=0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t=0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．

14.我国的“嫦娥三号”探月卫星在发射1 533 s 后进入近地点高度为200 km的地月转移轨道．假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框，由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B=4×10－5 T，方向如图所示．问：

(1)该过程中磁通量的改变量是多少？

(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R=0.1 Ω，若有电流则通过线框的电量是多少(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)?

答案解析

1.答案为：B；

解析：根据产生感应电流的条件,A项中,电路没闭合,无感应电流;B项中,磁感应强度不变,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C项中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D项中,磁通量不发生变化,无感应电流。

2.答案为：C；

解析：由于铜是金属材料,在强磁体穿过铜管的整个过程中,铜管中都有感应电流,阻碍强磁体运动,从而使强磁体的加速度始终小于重力加速度,故C正确。

3.答案为：D；

解析：由于线框向右运动,所以ab两端和dc两端存在着相同大小的电势差,ab中有电流,方向为b→a,cd中也有电流,方向为c→d,回路内有电流,R中电流方向为E→M,D正确。

4.答案为：D；

解析：电流表与线圈B构成闭合电路,当线圈中磁通量发生变化时,线圈中产生感应电动势,从而可出现感应电流。由于线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场,所以线圈B中磁通量没有变化,电流表指针不偏转,D正确。

5.答案为：D；

解析：计算磁通量Φ时,磁感线既有垂直纸面向外的,又有垂直纸面向里的,所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向。磁感应强度大小为B时,线圈磁通量Φ1=πB(b2-a2)-πBa2,磁感应强度大小为时,线圈磁通量Φ2=0.5πB(b2-a2)-0.5πBa2,因而该线圈磁通量的变化量的大小为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=0.5πB(b2-2a2),故选项D正确。

6.答案为：D；

解析：

如图为地下通电直导线产生的磁场的正视图，当线圈在通电直导线正上方的左侧时，由楞次定律知，线圈中感应电流方向为逆时针，同理在右侧也为逆时针，当线圈一部分在左侧一部分在右侧时为顺时针，故D对．

7.答案为：C；

解析：由题意可知,玩偶稳定地飘浮,且其下端为N极,则电磁铁上端为N极,再结合右手螺旋定则可得,电源需提供直流电,且a端点必须连接直流电源的正极,故选项A、B错误;增加线圈匝数,可使得电磁铁产生的磁场增强,斥力增大,玩偶飘浮的最大高度变大,选项C正确;电阻变大,由欧姆定律知电流变小,电磁铁产生的磁场变弱,玩偶飘浮的最大高度变小,选项D错误。

8.答案为：D；

解析：

根据右手定则可得，线框A中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，线框B中感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，线框A外侧与线框B内侧处产生的磁场方向向外，由楞次定律的推论可知线框B有扩张的趋势，故D正确．

9.答案为：AB；

解析：把圆盘分割成无数根沿半径方向的金属条,圆盘运动过程中,半径方向的金属条在切割磁感线,在圆心和边缘之间产生了感应电动势,选项A正确;圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中,在内部形成涡流,涡流产生的磁场又导致磁针转动,选项B正确;圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量没有变化,选项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方向沿圆盘轴线方向,不会使磁针旋转,选项D错误。

10.答案为：AC；

解析：MN在外力F的作用下向右运动,由右手定则知,感应电流方向为M→P→Q→N→M,故A正确,B错误;由左手定则知,MN受到的安培力方向水平向左,故C正确,D错误。

11.答案为：BC；

解析：线圈N产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场方向垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有沿

顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大。因此对应前者应使ab向右减速运动;对应后者,则应使ab向左加速运动。

12.答案为：BC；

解析：

如题图所示，当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错；当导体棒向左做减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针方向的感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对，D错．

13.解：

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t=0时刻，穿过线圈平面的磁通量

Φ1=B0S=B0l2.

设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为

Φ2=B·l(l＋vt)．

由Φ1=Φ2得B=B0.

14.解：

(1)设线框在水平位置时法线n方向竖直向上，穿过线框的磁通量

Φ1=BScos 53°=6.0×10－6 Wb.

当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角θ=143°，

穿过线框的磁通量Φ2=BScos 143°=－8.0×10－6 Wb，

该过程磁通量的改变量大小ΔΦ=Φ1－Φ2=1.4×10－5 Wb.

(2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流．

根据电磁感应定律及闭合电路欧姆定律得==.

通过的电量为q=·Δt==1.4×10－4 C.