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2012届高考物理一轮复习考点专题训练:电磁感应现象



2012 届高考物理一轮复习考点专题训练:电磁感应现象

楞次定律

1.(2011·韶关模拟)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,再根据安培定则确定感应电流的方向,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,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动,已知线圈平面 始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ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Ⅰ A.逆时针方向 C.顺时针方向

位置Ⅱ 逆时针方向 顺时针方向 B.逆时针方向 D.顺时针方向 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Ⅰ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,根据安培定则,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Ⅱ时,穿过线圈的磁通量 减小,可判断出感应电流为顺时针方向,故选项 B 正确. 3. (2011·江门模拟)如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头 M 向右运动,则可能是( )

A.开关 S 闭合瞬间 C.开关 S 已经是闭合的,变阻器滑片 P 向左迅速滑动

B.开关 S 由闭合到断开的瞬间 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.(2011· 福州模拟)如图所示,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 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Φ =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,如图所示,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 C.从 b 到 a,上极板带正电 【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,则电容器下极板电势高,带正电. 6.(2011·杭州模拟)如图所示,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 P,环与导线框处于同一竖直平面内,当电流 I 增大时,下列说法中正确的是( 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则可知金属环 P 中产生逆时针方向的感应电流,故 A 错;根据对 称性及左手定则可知金属环 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.如图所示,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,则 PQ 所做的运动可能是( A.向右加速运动 C.向右减速运动 B.向左加速运动 D.向左减速运动 ) ) B.从 a 到 b,下极板带正电 D.从 b 到 a,下极板带正电 )

【答案】选 B、C.【详解】设 PQ 向右运动,用右手定则和安培定则判定可知穿过 L1 的磁感线方向向上.若 PQ 向右加速 运动,则穿过 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 用左手定则判定可知 MN 向左运动,可见 A 选项不正确.若 PQ 向右减速运动,则穿过 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 M→N,用左手定则判定可知 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.

B0 8.(2011· 皖南八校联考)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 By= , y+c y 为该点到地面的距离,c 为常数,B0 为一定值.铝框平面与磁场垂直,直径 ab 水平,(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 0 B.回路中感应电流沿顺时针方向,直径 ab 两点间电势差为 0 C.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g D.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.下列情 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则可知:只要线圈中电流增强,即穿过 N 的磁通量增加,则 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,则 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,下列说法正确的是( )

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】 本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 中产生的电流的大小恒定, 方向由 b 到 a,由左手定则,ab 受到的安培力方向向左下方,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.本题难度中等. 12.(17 分)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.

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 Φ1=B0S=B0l2 设 t 时刻的磁感应强度为 B,此时磁通量为 Φ2=Bl(l+vt) B0l 由 Φ1=Φ2 得 B= . l+vt



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