9、第1讲-电磁感应现象-楞次定律3.doc

[课下限时集训]
(时间：40分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共11小题，每小题7分，共77分)
1．(2012·山东高考)以下叙述正确的是(　　)
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大
C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果
解析：选AD　惯性大小仅决定于质量，与物体的运动状态无关，选项B错误；伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动状态的原因，选项C错误；正确选项为AD。
2．带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则(　　)
A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流
B．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流
C．圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流
D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流
解析：选CD　带电圆环旋转时，与环形电流相当，若匀速旋转，电流恒定，周围磁场不变，穿过小线圈的磁通量不变，不产生感应电流，A错，D对；若带电圆环变速转动，相当于电流变化，周围产生变化的磁场，穿过小线圈的磁通量变化，产生感应电流，B错，C对。
3.如图1所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。在这个过程中， 线圈中感应电流(　　)

图1
A．沿abcd流动
B．沿dcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
解析：选A　由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少。线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd。故本题答案为A。
4.如图2所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中(　　)

图2
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
解析：选B　当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所在处的磁场强度不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误。
5．(2013·沈阳调研)如图3所示，O1O2是矩形导线框ABCD的对称轴，其左方有匀强磁场。下列情况下ABCD中有感应电流产生的是(　　)

图3

A．将ABCD向纸外平移
B．将ABCD向右平移
C．将ABCD以AB为轴转动60°
D．将ABCD以CD为轴转动60°
解析：选BD　A、C两种情况下穿过ABCD的磁通量没有发生变化，无感应电流产生。B、D两种情况下原磁通量向外减小，感应电流磁场方向向外，感应电流方向为ABCD。
6．(2012·海淀区期末)如图4所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)

图4
A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
D．磁铁落地时的速率一定等于
解析：选A　当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针，A正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力始终竖直向上，B错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，磁铁的机械能不守恒，C错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度为v＝，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，D错误。
7．(2013·广东汕头期末)如图5所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则(　　)

图5

A．ab棒不受安培力作用
B．ab棒所受安培力的方向向右
C．ab棒向右运动速度越大，所受安培力越大
D．螺线管产生的磁场，A端为N极
解析：选C　金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，A、B错误；金属棒ab沿导轨向右运动时，产生的感应电动势E＝Blv，回路中的感应电流I＝，金属棒ab所受安培力F＝BIl＝，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，D错误。
8．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方，N极朝下，如图6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(　　)

图6
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
解析：选D　由楞次定律知线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针，线圈下端为电源正极，所以流过R的电流方向为从b向a，电容器下极板带正电，故D正确，A、B、C错误。
9．(2013·陕西宝鸡二模)如图7所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入MN极板间，突然发现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是(　　)

图7
A．开关S闭合瞬间
B．开关S由闭合后断开瞬间
C．开关S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动
D．开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动
解析：选AD　不考虑磁场对电子运动方向的影响，电子向M板偏转说明电子受到向左的电场力作用，因此M板带正电，N板带负电，由此可知右边线圈感应电流产生的磁场方向向左(线圈内部)。要产生此现象，据楞次定律可知左边线圈中磁通量应向右增大或向左减小，满足条件的选项为A、D。
10．(2012·课标全国高考)如图8所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是(　　)

图8

图9
解析：选A　依题意，线框中感应电流方向总是沿顺时针方向，由于线框受到的安培力中左边框受力较大，故以左边框受力为主，由左手定则可知直线电流方向向上时，线框受到向左的安培力，直线电流方向向下时，线框受到向右的安培力，由题意导线中的电流应先为正后为负，故A对。
11.如图10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(　　)

图10
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
解析：选BC　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。
二、非选择题(本题共1小题，共23分)
12．(23分)如图11所示，边长为100 cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO′的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.6 T，B2＝0.4 T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？

图11
解析：在原图位置，磁感线与线圈平面垂直。
Φ1＝B1×＋B2×
＝(0.6×＋0.4×) Wb＝0.5 Wb
线圈绕OO′轴逆时针转过37°后，
Φ2＝B1×cos 37°＋B2×cos 37°
＝(0.6××0.8＋0.4××0.8) Wb＝0.4 Wb
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|0.4－0.5| Wb＝0.1 Wb。
线圈绕OO′轴逆时针转过180°时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180°后，穿过线圈平面的磁通量为负。
Φ3＝－B1×－B2×＝－0.5 Wb
ΔΦ′＝|Φ3－Φ1|＝|－0.5－0.5| Wb＝1.0 Wb。
答案：0.1 Wb　1.0 Wb