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1、第 1 节 电磁感应现象 楞次定律第 1 节 电磁感应现象 楞次定律 1.(2019广东六校联考)(多选)以下说法正确的是( AB ) A.一个质子(不计重力)穿过某一空间而未发生偏转,此空间可能存在磁场 B.一个质子(不计重力)穿过某一空间而未发生偏转,此空间可能存在电场 C.某电路的磁通量改变了,电路中一定有感应电流 D.导体棒在磁场中运动,导体棒两端一定有电势差 解析:质子沿着磁感线进入磁场时,质子不受洛伦兹力作用,不会偏转,选项 A 正确;如果该区 域只存在电场,并且质子是沿着电场线的方向进入电场时,质子不发生偏转,选项 B 正确;某 电路的磁通量改变了,如果不是闭合电路,则电路中不会
2、有感应电流,选项 C 错误;导体棒在 磁场中做切割磁感线运动时,导体棒两端才会有电势差,选项 D 错误. 2.(2019北京模拟)纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具,它的制动能量回收系统通过 能量回收再利用,可提高汽车对能量的利用效率.制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中 转动,将车辆制动时的部分动能转化为其他形式的能存储起来.关于制动能量回收,下列说法 中正确的是( A ) A.制动能量回收利用了电磁感应现象 B.制动能量回收利用了电流的热效应 C.制动能量回收时,将车辆制动时的部分动能转化为内能 D.制动能量回收时,将车辆制动时的部分动能转化为重力势能 解析:汽车在行驶刹车过程中,动能减
3、小,减小的动能以电能的形式存储,因此制动能量回收 一定利用了电磁感应现象,故 A 正确,B,C,D 错误. 3.下列图中表示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体 ab 上 的感应电流方向为 ab 的是( A ) 解析:A 中 ab 棒顺时针转动,运用右手定则,可知导体 ab 上的感应电流方向为 ab,故 A 正 确.B 中 ab 向纸外运动,则知导体 ab 上的感应电流方向为 ba,故 B 错误.C 中穿过回路的磁 通量减小,由楞次定律知,回路中感应电流方向由 badc,则导体 ab 上的感应电流方向 为ba,故C错误.D中ab棒沿导轨向下运动,知导体ab上的感应
4、电流方向为ba,故D错误. 4.(2016海南卷,4)如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内,环的圆 心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、 方向向下的恒定电 流.若( D ) A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 解析:当金属圆环上、下移动时,穿过圆环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,选项 A,B 错误;当金属圆环向左移动时,穿过圆环的磁场垂直纸面向外
5、并且增强,故根据楞次定律 可知,产生的感应电流为顺时针,选项 C 错误;当金属圆环向右移动时,穿过圆环的磁场垂直 纸面向里并且增强,故根据楞次定律可知,产生的感应电流为逆时针,选项 D 正确. 5.(2018全国卷,20)(多选)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R, R 在PQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流正方向. 导线框 R 中的感应电动势( AC ) A.在 t= 时为零 B.在 t= 时改变方向 C.在 t= 时最大,且沿顺时针方向 D.在 t=T 时最大,且沿顺时针方向 解析:在 t= 时,交流电图线斜率为 0
6、,即磁场变化率为 0, 由 E=S 知,E=0,选项 A 正确;在 t= 和 t=T 时,图线斜率最大,磁场的变化率最大,则在 t= 和 t=T 时感应电动势最大.在 到 之间,电流由 Q 到 P 减弱,导线在 R 处产生垂直纸面向 里的磁场,且磁场减弱,由楞次定律知,R 中感应电动势沿顺时针方向,同理可判断在 到 时,R中电动势也为顺时针方向,在 T到T时,R中电动势为逆时针方向,选项C正确,B,D错误. 6.(2018山东青岛二模)在光滑绝缘水平面上,固定一电流方向如图所示的通电直导线,其 右侧有闭合圆形金属线圈,某时刻线圈获得一个如图所示的初速度 v0,若通电导线足够长,则 下列说法正确
7、的是( C ) A.线圈中产生沿顺时针方向的恒定电流 B.线圈中产生沿逆时针方向的恒定电流 C.线圈最终会以某一速度做匀速直线运动 D.线圈最终会停下来并保持静止 解析:金属线圈处在直线电流的磁场中,金属线圈向右下方运动,磁通量减小,根据“来拒去 留”可知,所受的安培力与运动方向相反,使金属线圈在垂直导线方向做减速运动,当垂直导 线方向的速度减为零,只有沿导线方向的速度,则磁通量不变,无感应电流,线圈做匀速直线 运动,由于速度减小,并且磁场减弱,故产生的电流不会为恒定电流,故 A,B,D 错误 C 正确. 7.(2019成都武侯校级模拟)如图所示是探究电磁感应现象的示意图,铁环上绕有 A,B
8、两个 线圈,线圈 A 接直流电源,线圈 B 接电流表和开关 S.通过多次实验,即可归纳出产生感应电流 的条件,分析这个实验,下列说法中正确的是( C ) A.闭合开关 S 的瞬间,电流表 G 中有 ab 的感应电流 B.闭合开关 S 的瞬间,电流表 G 中有 ba 的感应电流 C.闭合开关 S 后,在增大电阻 R 的过程中,电流表 G 中有 ba 的感应电流 D.闭合开关 S 后,向右滑动变阻器滑片,电流表 G 指针不偏转 解析:闭合开关 S的瞬间,穿过线圈 B 的磁通量不发生变化,电流表 G 中无感应电流,故 A,B 错 误.闭合开关 S 后,在增大电阻 R 的过程中,电流减小,则通过线圈
9、B 的磁通量减小了,根据安 培定则可确定穿过线圈 B 的磁场方向,再根据楞次定律可得:电流表 G 中有 ba 的感应电流, 故C正确;闭合开关S后,向右滑动变阻器滑片,导致穿过线圈B的磁通量变化,则电流表中有 电流,因而电流表 G 指针会偏转,故 D 错误. 8.(2018江苏校级一模)如图所示,两同心圆环A,B置于同一光滑水平桌面上,其中A为均匀 带正电荷的绝缘环,B 为导体环,若 A 环以图示的顺时针方向转动,且转速逐渐增大,则( A ) A.B 环将有沿半径向外方向扩张的趋势 B.B 环中产生顺时针方向的电流 C.B 环对桌面的压力将增大 D.B 环对桌面的压力将减小 解析:A 环以图示
10、的顺时针方向绕圆心加速转动,因绝缘环 A 带正电,所以产生顺时针方向的 电流,使得 B 环中的磁通量变大,由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的,两环的电流方向 相反,则具有沿半径扩张趋势,故 A 正确,B 错误.因两同心圆环 A,B 置于同一光滑水平桌面上, 相互作用力在水平面上,对桌面的压力不变,故 C,D 错误. 9.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子即 “磁单极子”.1982 年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,仪器的主要部分是一个由超导体组 成的线圈,超导体的电阻为零,一个微弱的电动势就可以在超导线圈中引起感应电流,而且这 个电流将长期维持下
11、去,并不减弱,他设想,如果一个只有 N 极的磁单极子从上向下穿过如图 所示的超导线圈,那么从上向下看,超导线圈上将出现( D ) A.先是逆时针方向的感应电流,然后是顺时针方向的感应电流 B.先是顺时针方向的感应电流,然后是逆时针方向的感应电流 C.顺时针方向持续流动的感应电流 D.逆时针方向持续流动的感应电流 解析:若 N 极磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈中磁通量增 加,且磁场方向从上向下,所以由楞次定律可知,从上向下看,可确定感应电流方向沿逆时针 方向;当磁单极子远离线圈时,穿过线圈中磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定 律可知,从上向下看线圈中产生的
12、感应电流方向不变,D 正确. 10.(2019贵州铜仁模拟)(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场 中,与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以在导轨上自由滑动,当 AB 在外力 F 作用下向右运 动时,下列说法正确的是( BD ) A.导体棒 CD 内有电流通过,方向是 DC B.导体棒 CD 内有电流通过,方向是 CD C.磁场对导体棒 CD 的作用力向左 D.磁场对导体棒 CD 的作用力向右 解析:AB 切割磁感线产生感应电流,根据右手定则判断可知,AB 中感应电流的方向为 BA,则 导体棒 CD 中有电流通过,方向是 CD,故 A 错误,B 正确.感应电流通过
13、CD 棒,CD 棒受到安培 力作用,由左手定则判断可知磁场对导体棒 CD 的安培力向右,故 C 错误,D 正确. 11.(2019安徽六安模拟)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场,地磁 N 极位于地理南极. 如图所示,在安徽某中学实验室的水平桌面上,放置边长为 L 的正方形闭合导体线框 abcd,线 框的 ad 边沿南北方向,ab 边沿东西方向,下列说法正确的是( C ) A.若使线框向东平移,则 a 点电势比 d 点电势高 B.若使线框向北平移,则 a 点电势等于 b 点电势 C.若以 ad 边为轴,将线框向上翻转 90,则翻转过程线框中电流方向始终为 adcb 方向 D.若以 ab 边为轴
14、,将线框向上翻转 90,则翻转过程线框中电流方向始终为 adcb 方向 解析:安徽位于北半球,地磁场的竖直分量向下,若使线圈向东平动,地磁场的竖直分量向下, 线圈的磁通量没有变化,没有感应电流产生,ad 切割磁感线,产生感应电动势,a 点的电势比 d 点的电势低,选项 A 错误;若使线圈向北平动,地磁场的竖直分量向下,ab 切割磁感线,由右 手定则判断可知,a点的电势比b点的电势高,故B错误;若以ad边为轴,将线框向上翻转90, 线圈的磁通量向下减小,根据楞次定律判断知线圈中感应电流方向为 adcba,选项 C 正确;若 以 ab 为轴将线圈向上翻转,因地磁场方向沿向北斜向下的方向,则线圈的磁
15、通量先增加后减 小,根据楞次定律判断知线圈中感应电流方向先 abcda,后 adcba 方向,故 D 错误. 12.(2019江西景德镇模拟)(多选)如图所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流电 I,正 中间用绝缘线悬挂一金属环 C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流 I 增大的过程中,下列 判断正确的是( BC ) A.金属环中无感应电流产生 B.金属环中有逆时针方向的感应电流 C.悬挂金属环 C 的竖直线的拉力大于环的重力 D.悬挂金属环 C 的竖直线的拉力小于环的重力 解析:根据安培定则,金属环左、 右及上方电流在环处产生的磁场方向垂直纸面向里,当电流I 增大,B 增大,所以有感应电流产
16、生,A 错误.由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,且有向下 运动的趋势,即拉力大于重力,选项 B,C 正确,D 错误. 13.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( C ) 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 解析:小磁块从铜管 P 中下落时,P 中的磁通量发生变化,P 中产生感应电流,给小磁块一个向 上的磁场力,阻碍小磁块向下运动,因此小磁块在 P 中不是做自由落体运动,而塑料管 Q 中不 会产生电磁感应现象,因此Q中小磁块做自由落体运动,A项错误;P中的小磁块受到的磁场力 对小磁块做负功,机械能不守恒,B 项错误;由于在 P 中小磁块下落的加速度小于 g,而 Q 中小 磁块做自由落体运动,因此从静止开始下落相同高度,在P中下落的时间比在Q中下落的时间 长,C 项正确;根据动能定理可知,落到底部时在 P 中的速度比在 Q 中的速度小,D 项错误.