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1、2019 高三物理单元测试26：电磁感应现象楞次定律电磁感应现象楞次定律( 时间 :90 分钟总分值： 100 分 )一、选择题1. 如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流. 各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的选项是()【答案】选C、 D.【详解】先根据楞次定律 “来拒去留”判断线圈的 N 极和 S 极 .A 中线圈上端为 N 极， B中线圈上端为 N极， C 中线圈上端为 S 极， D中线圈上端为 S 极，再根据安培定那么确定感应电流的
2、方向， A、 B 错误， C、 D 正确 .2. 一平面线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置， 释放后让它在如下图的匀强磁场中运动， 线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为()位置位置A. 逆时针方向逆时针方向B. 逆时针方向顺时针方向C.顺时针方向顺时针方向D.顺时针方向逆时针方向【答案】选B.【详解】线圈第一次经过位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律， 线圈中感应电流的磁场方向向左，根据安培定那么，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向. 当线圈第一次通过位置时，穿过线圈的磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方
3、向，应选项B正确 .3. 如图是某电磁冲击钻的原理图，假设突然发现钻头M向右运动，那么可能是()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【答案】选A、 C.【详解】 M向右运动是阻碍磁通量的增加, 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 .4. 如下图 , 绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、 b. 将条形磁铁沿它们的正中向下移动( 不到达该平面),a 、b 将如何移动 ()A.a 、 b
4、 将相互远离B.a 、 b 将相互靠近C.a 、 b 将不动D.无法判断【答案】选A.【详解】根据 =BS,磁铁向下移动过程中B 增大 , 所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势，由于S 不可改变 , 为阻碍磁通量增大, 导体环应该尽量远离磁铁, 所以 a、b 将相互远离5. 电阻 R、电容器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.下图， 现使磁铁开始下落，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 ()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
5、【答案】选D.【详解】在N 极接近线圈上端的过程中, 通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，外电路电流由 b 流向 a，同时线圈作为电源，下端应为正极，那么电容器下极板电势高，带正电 .6. 如下图，一根长导线弯成如图abcd 的形状，在导线框中通以直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环法中正确的选项是()P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I 增大时，以下说A. 金属环 P 中产生顺时针方向的电流B. 橡皮筋的长度增大C.橡皮筋的长度不变D.橡皮筋的长度减小【答案】选B.【详解】 导线框中的电流所产生的磁场在金属环P 内的磁通量方向垂直于
6、纸面向里，当电流I 增大时，金属环P 中的磁通量向里且增大，由楞次定律和安培定那么可知金属环P 中产生逆时针方向的感应电流，故A 错; 根据对称性及左手定那么可知金属环P 所受安培力的合力方向向下，并且随电流I 的增大而增大，所以橡皮筋会被拉长，故B 正确， C、 D 错 .7. 如下图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当 PQ在外力作用下运动时， MN在磁场力作用下向右运动，那么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【答案】选B、 C.【详解】设 PQ向右运动，用右手定那么和安培定那么判定可知穿过L1 的磁感线方向
7、向上 .假设 PQ向右加速运动，那么穿过L1 的磁通量增加，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是 N M，对 MN用左手定那么判定可知MN向左运动，可见A 选项不正确 . 假设 PQ向右减速运动，那么穿过L1 的磁通量减少，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是 MN，用左手定那么判定可知MN向右运动， 可见 C正确 . 同理设 PQ向左运动， 用上述类似方法可判定 B 正确，而 D 错误 .8. 如右图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为ByB0c 为常数， B 为一定值、铝框平面与磁场垂直，直径ab 水 y c，y 为该点到地面的距离，0平， (
8、空气阻力不计) 铝框由静止释放下落的过程中()A、铝框回路磁通量不变，感应电动势为0B、回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab 两点间电势差为0C、铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD、直径ab 受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g【答案】 C【详解】由题意知，y 越小， By 越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A 错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但Uab 0， B 错误；直径ab 受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下， 但直径 ab 处在磁场较强的位置， 所受安培力较大， 半圆弧 ab 的等效水平长度与直径相等， 但处在磁场较弱的位置， 所
9、受安培力较小， 这样整个铝框受安培力的合力向上，故 C 正确 D错误、9. 一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环 N， N可在木质圆柱上无摩擦移动、M连接在如右图所示的电路中，其中R为滑动变阻器， E1 和 E2 为直流电源， S 为单刀双掷开关、以下情况中，可观测到N向左运动的是 ()A、在 S 断开的情况下， S 向 a 闭合的瞬间B、在 S 断开的情况下， S 向 b 闭合的瞬间C、在 S 已向 a 闭合的情况下，将R的滑动头向 c 端移动时D、在 S 已向 a 闭合的情况下，将R的滑动头向 d 端移动时【答案】 C【详解】由楞次定律及左手定
10、那么可知：只要线圈中电流增强，即穿过 N的磁通量增加，那么N受排斥而向右，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，那么 N受吸引而向左、故C 选项正确、10、如右图所示， 金属棒 ab 置于水平放置的金属导体框架cdef 上，棒 ab 与框架接触良好、从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab 棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab 棒受到的摩擦力，以下说法正确的选项是()A、摩擦力大小不变，方向向右B、摩擦力变大，方向向右C、摩擦力变大，方向向左D、摩擦力变小，方向向左【答案】 B【详解】此题考查电磁感应规律和平衡条件、由法拉第电磁感应定律，ab中产生的
11、电流的大小恒定，方向由b到，由左手定那么，ab受到的安培力方向向左下a方， F BIL，由于 B均匀变大， F 变大， F 的水平分量Fx 变大，静摩擦力Ff Fx 变大，方向向右， B 正确、此题难度中等、【二】非选择题11、磁感应强度为 B的匀强磁场仅存在于边长为2l 的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框，沿垂直于磁感线方向， 以速度v匀速通过磁场， 如图 28 所示，abcd从 ab 进入磁场时开始计时、(1) 画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；(2) 判断线框中有无感应电流、假设有，请判断出感应电流的方向、解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段( 只
12、有 ab 边在磁场中 ) 、在磁场中运动阶段 ( ab、 cd 两边都在磁场中) 、离开磁场阶段( 只有 cd 边在磁场中 ) 、【答案】 (1) 如图 29 所示、(2) 线框进入磁场阶段，电流方向逆时针；线框在磁场中运动阶段，无电流；线框离开磁场阶段，电流方向顺时针、l【详解】(1) 线框进入磁场阶段： t 为 0 v，线框进入磁场中的面积随时间成正比， Slvt ，最后为 BS Bl 2.l 2l线框在磁场中运动阶段：t 为v v ，线框磁通量为 Bl 2，保持不变、2l3l线框离开磁场阶段：t 为 v v ，线框磁通量线性减小，最后为零、(2) 线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，
13、线框中将产生感应电流、由右手定那么可知，感应电流方向为逆时针方向、线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生、线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流、由右手定那么可知，感应电流方向为顺时针方向、12.(17 分 ) 如下图，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、为使棒中不产生感应电流，从t0 开始，磁感应强度BMN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、B0l【答案】 B l vt【详解】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1 B0S B0l 2设 t 时刻的磁感应强度为 B，此时磁通量为 2 Bl ( l vt )B0l由 1 2 得 Bl vt .