2017版高考物理二轮复习高分突破专题七电磁感应交变电流第22课时电磁感应现象楞次定律

第22课时电磁感应现象楞次定律选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)1如图1所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是 ()图1A将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置B将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置C将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置D将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置解析 当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，M、N分别连接电源的两个极即可，故可知只有B项正确。答案B2.奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。图2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()图2A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。答案D3如图3所示，AOC是光滑的金属导轨，电阻不计，AO沿竖直方向，OC沿水平方向；PQ是金属直杆，电阻为R，几乎竖直斜靠在导轨AO上，由静止开始在重力作用下运动，运动过程中P、Q端始终在金属导轨AOC上；空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆从开始滑动到P端滑到OC的过程中，PQ中感应电流的方向()图3A始终是由PQB始终是由QPC先是由PQ，后是由QPD先是由QP，后是由PQ解析在PQ杆滑动的过程中，POQ的面积先增大后减小，穿过POQ的磁通量先增加后减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向先是由PQ，后是由QP，C正确。答案C4如图4所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A。不计铁芯和铜环A之间的摩擦，则下列情况中铜环A会向左运动的是 ()图4A线圈中通以恒定的电流B通电时，使滑动变阻器的滑片P向右匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片P向左加速移动D将开关突然断开的瞬间解析当线圈中通有恒定电流时，铜环中磁通量不变，其中没有感应电流，铜环不受安培力作用，A错误；通电时，当滑动变阻器的滑片P向右匀速移动时，线圈中电流逐渐减小，通过铜环的磁场方向向右，且逐渐减小，铜环向左运动，B正确；通电时，当滑动变阻器的滑片P向左加速移动时，线圈中电流增大，产生磁场增强，通过铜环向右的磁通量增加，铜环向右运动，C错误；将开关突然断开的瞬间，铜环中的磁通量减少，向左运动，D正确。答案BD5如图5所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北。图中摇“绳”同学是沿东西方向站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点，则下列说法正确的是()图5A当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大B当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最小C当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向BD在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高解析当“绳”摇到最高点和最低点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，绳受到的安培力也最小，A错误，B正确；当“绳”向下运动时，地磁场向北，根据右手定则判断可知，“绳”中电流从A流向B，C正确；在摇“绳”过程中，当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B，A点相当于电源的负极，B点相当于电源的正极，则A点电势比B点电势低；当“绳”向上运动时，”绳”中电流从B流向A，B点相当于电源的负极，A点相当于电源的正极，则B点电势比A点电势低，D错误。答案BC6如图6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()图6A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解析小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，由右手螺旋定则可知，电流的磁场向里且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场方向向外，感应电流的方向为逆时针方向；线框A外的磁场的方向与线框A内的磁场的方向相反，当线框A内的磁场增强时，线框B具有面积扩张的趋势，D正确。答案D7.如图7所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是()图7A同时向两侧推开B同时向螺线管靠拢C一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断解析当电键S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将向两侧运动，故A正确。答案A8.如图8所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦。整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度()图8A方向向下并减小B方向向下并增大C方向向上并增大D方向向上并减小解析杆ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加趋势，说明原磁场的磁通量必定减小，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关，故选项A、D正确，B、C错误。答案AD9.1824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9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()图9A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解析把圆盘等效成由无数辐条组成的自行车车轮，车轮在转动时辐条切割磁感线产生感应电动势，但由于不同的辐条所在位置磁场大小及方向不相同，产生的感应电动势也不相同，从而在圆盘内部形成涡电流，该电流产生的磁场使磁针转动，A、B正确；由对称性可知，从上面穿入和从下面穿入的磁感线数量相同，故磁通量为零，C错误；圆盘本身呈中性，不会产生电流，D错误。答案AB10.如图10所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()图10A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动解析将圆盘看成很多根由圆心沿半径指向外的金属杆。根据右手定则可知，磁场中导体部分的电流由b指向a，即a端电势高，A正确；由于磁场部分导体切割磁感线，会在圆盘中形成涡流，根据楞次定律可知，磁场部分受到与转动方向相反的力使圆盘停止转动，而且磁场越强圆盘停止越快，B正确；若所加磁场方向相反，则电流会反向，安培力仍阻碍圆盘转动，不会加速，C错误；若磁场穿过整个圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的电势差，不会形成涡流，也就不存在安培力，因此，圆盘将匀速转动，D正确。答案ABD11在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析 产生感应电流的条件：闭合回路内磁通量发生变化。线圈绕在磁铁上，磁通量未变，不会产生感应电流，A错误；通电线圈中若为恒定电流，则产生恒定的磁场，连有电流表的闭合线圈内磁通量不变，不会产生感应电流，B错误；往线圈中插入条形磁铁的瞬间，线圈中磁通量发生变化，此时线圈中将产生感应电流，但插入后磁通量不再变化，无感应电流，故到相邻房间观察时无示数，C错误；在线圈通电或断电的瞬间，磁通量发生变化，产生感应电流，D正确。答案D12如图11所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向()图11A向左 B向右C垂直纸面向外 D垂直纸面向里解析 当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减少，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。答案B13航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图12所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率铜铝。闭合开关S的瞬间 ()图12A从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C若将环放置在线圈右方，环将向左运动D电池正负极调换后，金属环不能向左弹射解析线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，环中感应电流由左侧看为顺时针，A正确；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环的，B正确；若将环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，C错误；电池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出，D错误。答案AB14如图13所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则 ()图13AT1mg，T2mgBT1mg，T2mgCT1mg，T2mgDT1mg，T2mg解析金属圆环从位置到位置过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用始终向下，对磁铁受力分析可知T1mg，T2mg，A正确。答案A8