2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律學(xué)案

《2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律學(xué)案（18頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 一、磁通量 1.概念：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，與磁場方向垂直的面積S與B的乘積. 2.公式：Φ＝BS. 3.適用條件： (1)勻強(qiáng)磁場. (2)S為垂直磁場的有效面積. 4.磁通量是標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”). 5.物理意義： 相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù).如圖1所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面積分別為S1、S2、S3，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面a′b′cd垂直，則： 圖1 (1)通過矩形abcd的磁通量為BS1cos θ或BS3. (2)通過矩形a′b′cd的磁通量為BS3. (3)通過矩形

2、abb′a′的磁通量為0. 6.磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1. 二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1.定義：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng). 2.條件 (1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化. (2)例如：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運(yùn)動(dòng). 3.實(shí)質(zhì) 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，如果電路閉合，則有感應(yīng)電流.如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢而無感應(yīng)電流. 自測1　(多選)下列說法正確的是(　　) A.閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中不一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C.線

3、框不閉合時(shí)，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D.當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 答案　CD 三、感應(yīng)電流方向的判定 1.楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化. (2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象. 2.右手定則 (1)內(nèi)容：如圖2，伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直并且都與手掌在同一平面內(nèi)：讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向. 圖2 (2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流. 自測2　如圖3所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，

4、過線圈上A點(diǎn)作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上.在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流流向(　　) 圖3 A.始終為A→B→C→A B.始終為A→C→B→A C.先為A→C→B→A，再為A→B→C→A D.先為A→B→C→A，再為A→C→B→A 答案　A 解析　在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減小，則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直桌面向下，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直桌面向上，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→

5、B→C→A，A正確. 命題點(diǎn)一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷 常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況 例1　如圖4所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖4 A.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小 B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小 C.ab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B D.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°) 答案　A 解析　設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScos θ，對A選項(xiàng)，S增大，

6、θ減小，cos θ增大，則Φ增大，A正確.對B選項(xiàng)，B減小，θ減小，cos θ增大，Φ可能不變，B錯(cuò)誤.對C選項(xiàng)，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯(cuò)誤.對D選項(xiàng)，S增大，B增大，θ增大，cos θ減小，Φ可能不變，D錯(cuò)誤.故只有A正確. 變式1　(多選)如圖5所示，水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系.四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限內(nèi)完全對稱放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同，電流方向如圖中所示，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí)，四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是(　　) 圖5 A.線圈a中有感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流

7、 C.線圈c中無感應(yīng)電流 D.線圈d中無感應(yīng)電流 答案　AD 變式2　(多選)(2015·全國卷Ⅰ·19)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”.實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖6所示.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，但略有滯后.下列說法正確的是(　　) 圖6 A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢 B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，磁針的磁場穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致

8、磁針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　AB 解析　當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，選項(xiàng)A正確.如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙其相對運(yùn)動(dòng)，但抗拒不了相對運(yùn)動(dòng)，故磁針會(huì)隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但略有滯后，選項(xiàng)B正確；在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁針的磁場穿過整個(gè)圓盤的磁通量始終為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圓盤中的電子定向移動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生定向移動(dòng)的電流，因?yàn)閳A盤本身不帶電(圓盤內(nèi)正負(fù)電荷代數(shù)和為零)，故圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒有因電子隨圓盤定向移動(dòng)形成的電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 命題點(diǎn)二　感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法

9、 1.用楞次定律判斷 (1)楞次定律中“阻礙”的含義： (2)應(yīng)用楞次定律的思路： 2.用右手定則判斷 該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個(gè)要點(diǎn)： (1)掌心——磁感線垂直穿入； (2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向； (3)四指——指向感應(yīng)電流的方向. 例2　(2017·全國卷Ⅲ·15)如圖7，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面.現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是(　　

10、) 圖7 A.PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向 B.PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向 C.PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向 D.PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向 答案　D 解析　金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，閉合回路PQRS中磁場方向垂直紙面向里，磁通量增大，由楞次定律可判斷，閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，由安培定則可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；由于閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，與原磁場方向相反，則T中磁通量減小，由楞次定律可判斷，T中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，由安培定則可知T中感

11、應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選項(xiàng)D正確. 例3　(2017·湖北武漢名校聯(lián)考)如圖8甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.在0～時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在～T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是(　　) 圖8 A.順時(shí)針，向左 B.逆時(shí)針，向右 C.順時(shí)針，向右 D.逆時(shí)針，向左 答案　B 解析　在0～時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，由題圖乙知，在～T時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線電流方向也向上，根據(jù)安培定則知，導(dǎo)線右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里，電流逐漸增大，則磁場逐漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，金屬線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流.根據(jù)左

12、手定則，金屬線框左邊受到的安培力方向向右，右邊受到的安培力向左，離導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)，則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力，所以金屬線框所受安培力的合力方向向右，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤. 變式3　(2017·貴州遵義航天中學(xué)模擬)如圖9所示，在通電長直導(dǎo)線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動(dòng)的閉合矩形金屬線圈P，AB在線圈平面內(nèi).當(dāng)發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動(dòng)時(shí)(　　) 圖9 A.AB中的電流減小，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流 B.AB中的電流不變，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流 C.AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流 D.AB中的電流增

13、大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流 答案　C 解析　根據(jù)安培定則可知線圈所在處的磁場方向垂直紙面向里，若直導(dǎo)線中的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律得到：線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.根據(jù)左手定則可知線圈所受安培力指向線圈內(nèi)，由于靠近導(dǎo)線磁場強(qiáng)，則安培力較大；遠(yuǎn)離導(dǎo)線磁場弱，則安培力較小.因此線圈離開AB直導(dǎo)線，即向右擺動(dòng)，反之產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，向左擺動(dòng)，故C正確. 變式4　MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖10所示，則(　　) 圖10 A.若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，則a

14、bdc回路有電流，電流方向由a到b到d到c B.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a C.若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路電流為0 D.若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩棒速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a 答案　D 解析　若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，由右手定則知應(yīng)產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故A錯(cuò).若ab、cd同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相同，ab、cd所圍的面積不變，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò).若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路中有順時(shí)針方向的電流，故C錯(cuò).若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且vcd>v

15、ab，則ab、cd所圍的面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d到b到a的電流，故D正確. 命題點(diǎn)三　楞次定律推論的應(yīng)用 楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下： 內(nèi)容 阻礙原磁通量變化——“增反減同” 阻礙相對運(yùn)動(dòng)——“來拒去留” 使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)” 阻礙原電流的變化——“增反減同” 例證 磁鐵靠近線圈，B感與B原方向相反 磁鐵靠近，是斥力 磁鐵遠(yuǎn)離，是引力 P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動(dòng)金屬棒、磁鐵下移，a、b靠近 合上S，B先亮

16、 例4　如圖11所示，光滑平行導(dǎo)軌M、N固定在同一水平面上，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(　　) 圖11 A.P、Q將互相靠攏 B.P、Q將互相遠(yuǎn)離 C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度大于g 答案　A 解析　解法一　根據(jù)楞次定律的另一表述“感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因”，本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近.所以，P、Q將互相靠攏且磁鐵的加速度小于g，選項(xiàng)A正確. 解法二　設(shè)磁鐵下端為N極，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向，如圖所

17、示，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，可見，P、Q將相互靠攏.由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律知，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g.當(dāng)磁鐵下端為S極時(shí)，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)論，選項(xiàng)A正確. 變式5　(2018·湖北宜昌質(zhì)檢)如圖12所示，一個(gè)N極朝下的條形磁鐵豎直下落，恰能穿過水平放置的固定矩形導(dǎo)線框，則(　　) 圖12 A.磁鐵經(jīng)過位置①時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向；經(jīng)過位置②時(shí)，沿adcb方向 B.磁鐵經(jīng)過位置①時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向；經(jīng)過位置②時(shí)，沿abcd方向 C.磁鐵經(jīng)過位置①和②時(shí)，線框中的感應(yīng)電流都沿abc

18、d方向 D.磁鐵經(jīng)過位置①和②時(shí)，線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向 答案　A 解析　當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置①時(shí)，穿過線框的磁通量向下且不斷增加，由楞次定律可確定感應(yīng)電流的磁場方向向上，阻礙磁通量的增加，根據(jù)右手螺旋定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿abcd方向.同理可判斷當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置②時(shí)，感應(yīng)電流沿adcb方向. 變式6　在水平面內(nèi)有一固定的U型裸金屬框架，框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab，整個(gè)裝置放在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，如圖13所示.下列說法中正確的是(　　) 圖13 A.只有當(dāng)磁場方向向上且增強(qiáng)，ab桿才可能向左移動(dòng) B.只有當(dāng)磁場方向向下且減弱，ab桿才可能向右移動(dòng) C.無論磁場方向

19、如何，只要磁場減弱，ab桿就可能向右移動(dòng) D.當(dāng)磁場變化時(shí)，ab桿中一定有電流產(chǎn)生，且一定會(huì)移動(dòng) 答案　C 解析　由楞次定律可知，當(dāng)閉合回路的磁通量增大時(shí)，導(dǎo)體棒將向左移動(dòng)，阻礙磁通量的增加，當(dāng)閉合回路的磁通量減小時(shí)，導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng)，以便阻礙磁通量的減小，與磁場方向無關(guān)，故選C. 命題點(diǎn)四　三定則一定律的應(yīng)用 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對比： 基本現(xiàn)象 因果關(guān)系 應(yīng)用規(guī)律 運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場 因電生磁 安培定則 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力 因電受力 左手定則 部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 因動(dòng)生電 右手定則 閉合回路

20、磁通量變化 因磁生電 楞次定律 例5　(多選)如圖14所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(　　) 圖14 A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng) C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng) 答案　BC 解析　MN向右運(yùn)動(dòng)，說明MN受到向右的安培力，因?yàn)閍b在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流方向?yàn)镸→NL1中感應(yīng)電流的磁場方向向上.若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流方向?yàn)镼→P且減小向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場方向向下增強(qiáng)PQ中電流方向?yàn)镻→Q且增大向

21、左加速運(yùn)動(dòng). 變式7　(多選)如圖15所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引(　　) 圖15 A.向右做勻速運(yùn)動(dòng) B.向左做減速運(yùn)動(dòng) C.向右做減速運(yùn)動(dòng) D.向右做加速運(yùn)動(dòng) 答案　BC 解析　當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定，無感應(yīng)電流出現(xiàn)，A錯(cuò)；當(dāng)導(dǎo)體棒向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)了b→a的感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引，B對；同理可判定C對，D錯(cuò). 變式8　置于勻

22、強(qiáng)磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連.套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，如圖16所示.導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中.下列說法正確的是(　　) 圖16 A.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng) B.圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng) C.圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng) D.圓盤逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向左運(yùn)動(dòng) 答案　C 1.(2018·河北邢臺(tái)質(zhì)檢)下列說法中正確的是(　　) A.當(dāng)穿過某個(gè)面的磁通量等于零時(shí)，該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定與通電

23、導(dǎo)線所受安培力方向、直導(dǎo)線方向都垂直 C.感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果 D.洛倫茲力不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度 答案　C 解析　當(dāng)磁場與平面平行時(shí)，磁通量為零，而磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故A錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可知，安培力一定與磁感應(yīng)強(qiáng)度及電流方向垂直，而磁場方向一定與通電導(dǎo)線所受安培力方向垂直，但不一定與直導(dǎo)線方向垂直，故B錯(cuò)誤；感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果，故C正確；洛倫茲力對電荷不做功，因此不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小，但可以改變速度的方向，故D錯(cuò)誤. 2.下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 答案　B 解析　根據(jù)產(chǎn)生

24、感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，電路閉合，且垂直磁感線的平面的面積增大，即閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過閉合線圈的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無感應(yīng)電流；D中，閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流. 3.物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”.如圖1所示，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán).閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn).他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng).對比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是(　　) 圖1 A.線圈接

25、在了直流電源上 B.電源電壓過高 C.所選線圈的匝數(shù)過多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同 答案　D 解析　無論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電，閉合開關(guān)S的瞬間，穿過套環(huán)的磁通量均增加，只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體，套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，套環(huán)就會(huì)跳起.如果套環(huán)是用塑料做的，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會(huì)受安培力作用而跳起.選項(xiàng)D正確. 4.如圖2所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下.在將磁鐵的S極插入線圈的過程中(　　) 圖2 A.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥 B.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互

26、排斥 C.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引 D.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引 答案　A 解析　將磁鐵的S極插入線圈的過程中，由楞次定律知，通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥. 5.如圖3所示的金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場中，將它從磁場中勻速拉出來，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.向左拉出和向右拉出，其感應(yīng)電流方向相反 B.不管從什么方向拉出，金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是順時(shí)針 C.不管從什么方向拉出，環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是逆時(shí)針 D.在此過程中感應(yīng)電流大小不變 答案　B 解析　金屬圓環(huán)不管是從什么方向拉出磁場

27、，金屬圓環(huán)中的磁通量方向不變，且不斷減小，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向相同，感應(yīng)電流的磁場方向和原磁場的方向相同，則由右手螺旋定則知感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向，A、C錯(cuò)誤，B正確；金屬圓環(huán)勻速拉出磁場過程中，磁通量的變化率在發(fā)生變化，感應(yīng)電流的大小也在發(fā)生變化，D錯(cuò)誤. 6.如圖4所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過.現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為FT1和FT2，重力加速度大小為g，則(　　) 圖4 A.FT1＞mg，F(xiàn)T2＞mg B.FT1＜mg，F(xiàn)T2＜mg C.FT1＞mg，F(xiàn)T

28、2＜mg D.FT1＜mg，F(xiàn)T2＞mg 答案　A 解析　金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ過程中，由楞次定律知，金屬圓環(huán)在磁鐵上端時(shí)受力向上，在磁鐵下端時(shí)受力也向上，則金屬圓環(huán)對磁鐵的作用力始終向下，對磁鐵受力分析可知FT1＞mg，F(xiàn)T2＞mg，A正確. 7.(多選)如圖5所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(　　) 圖5 A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng) C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng) 答案　BC 解析　設(shè)PQ向右運(yùn)動(dòng)，用右手定則和安培定則判定可知穿過L1的磁感線方

29、向向上.若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通過MN的感應(yīng)電流方向是N→M，對MN用左手定則判定，可知MN向左運(yùn)動(dòng)，可見A選項(xiàng)不正確.若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，則穿過L1的磁通量減少，用楞次定律判定可知通過MN的感應(yīng)電流方向是M→N，對MN用左手定則判定，可知MN是向右運(yùn)動(dòng)，可見C正確.同理設(shè)PQ向左運(yùn)動(dòng)，用上述類似的方法可判定B正確，而D錯(cuò)誤. 8.如圖6所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，則(　　) 圖6 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棒向右運(yùn)動(dòng)速度v越大，所受安培力

30、越大 D.螺線管產(chǎn)生的磁場，A端為N極 答案　C 解析　金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力方向向左，“阻礙”其運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Blv，感應(yīng)電流I＝，安培力F＝BIl＝，可見，選項(xiàng)C正確；根據(jù)右手定則可知，流過金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a，所以流過螺線管的電流方向是從A端到達(dá)B端，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的A端為S極，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 9.(多選)如圖7所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd，用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)左右擺動(dòng).金屬線框從圖示位置的右側(cè)某一位

31、置由靜止釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面.則下列說法中正確的是(　　) 圖7 A.線框中感應(yīng)電流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a B.線框中感應(yīng)電流的方向是d→c→b→a→d C.穿過線框中的磁通量先變大后變小 D.穿過線框中的磁通量先變小后變大 答案　BD 解析　線框從圖示位置的右側(cè)擺到最低點(diǎn)的過程中，穿過線框的磁通量減小，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d，從最低點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，穿過線框的磁通量增大，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d. 10.(多選)如圖8，

32、兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，A為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)B繞軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)速增大時(shí)，下列說法正確的是(　　) 圖8 A.A中產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流 B.A中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流 C.A具有收縮的趨勢 D.A具有擴(kuò)張的趨勢 答案　BD 解析　由題圖可知，B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，B中電流為逆時(shí)針方向，由右手螺旋定則可知，電流的磁場垂直紙面向外且逐漸增大；由楞次定律可知，磁場增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反，所以感應(yīng)電流的磁場的方向垂直紙面向里，A中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，故A錯(cuò)誤，B正確；B環(huán)外的磁場的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場的方向相反，當(dāng)B環(huán)內(nèi)的磁場增強(qiáng)

33、時(shí)，A環(huán)具有面積擴(kuò)張的趨勢，故C錯(cuò)誤，D正確. 11.如圖9所示，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場B，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi).當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后，下列有關(guān)圓環(huán)的說法正確的是(　　) 圖9 A.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流，圓環(huán)有收縮的趨勢 B.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢 C.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應(yīng)電流，圓環(huán)有收縮的趨勢 D.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應(yīng)電流，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢 答案　C 解析　根據(jù)右手定則，當(dāng)

34、金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，abdc回路中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)，abdc回路中的感應(yīng)電流逐漸增大，穿過圓環(huán)的磁通量也逐漸增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)磁通量的增大；abdc回路中的感應(yīng)電流I＝，感應(yīng)電流的變化率＝，又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度a減小，所以感應(yīng)電流的變化率減小，圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小，選項(xiàng)C正確. 12.如圖10所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量

35、變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(　　) 圖10 A.ΔΦ1＞ΔΦ2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) B.ΔΦ1＝ΔΦ2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) C.ΔΦ1＜ΔΦ2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) D.ΔΦ1＜ΔΦ2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) 答案　C 解析　設(shè)金屬框在位置Ⅰ的磁通量為Φ1，金屬框在位置Ⅱ的磁通量為Φ2，由題可知：ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|，ΔΦ2＝|－Φ2－Φ1|，所以金屬框的磁通量變化量大小ΔΦ1＜ΔΦ2，由安培定則知兩次磁通量均向里減小，所以由楞次定律知兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均出現(xiàn)沿adcba

36、方向的電流，C對. 13.(2018·河南焦作質(zhì)檢)如圖11所示，在一有界勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，虛線為有界磁場的左邊界，導(dǎo)軌跟圓形線圈M相接，圖中線圈N與線圈M共面、彼此絕緣，且兩線圈的圓心重合，半徑RM

37、增加，由右手定則判斷出來ab中電流方向由b→a，根據(jù)安培定則可知M產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，穿過N的磁通量增大，線圈面積越大抵消的磁感線越多，所以線圈N要通過增大面積以阻礙磁通量的增大，故A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒ab加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流增加，由右手定則判斷出來ab電流方向由a→b，根據(jù)安培定則判斷可知M產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，穿過N的磁通量增大，同理可知B錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒ab減速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流減小，由右手定則判斷出來ab中電流方向由b→a，根據(jù)安培定則判斷可知M產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，穿過N的磁通量減小，線圈面積越大抵消的磁感線

38、越多，所以線圈N要通過減小面積以阻礙磁通量的減小，故C正確；導(dǎo)體棒ab勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流恒定不變，線圈M產(chǎn)生的磁場恒定不變，穿過線圈N中的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則線圈N不受磁場力，沒有收縮的趨勢，故D錯(cuò)誤. 14.(2017·廣西桂林中學(xué)月考)矩形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場中，如圖12甲所示.磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮鸥袘?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，則(　　) 圖12 A.從0～t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a B.從0～t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來越小 C.從0～t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向始終為a→d→c→b→a D.從0～t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框bc邊受到的安培力越來越大 答案　C 解析　由題圖乙可知，0～t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中磁通量的變化率相同，故0～t2時(shí)間內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，即電流為adcba方向，故A錯(cuò)誤，C正確；從0～t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中磁通量的變化率相同，感應(yīng)電動(dòng)勢恒定不變，電路中電流大小恒定不變，故B錯(cuò)誤；從0～t2時(shí)間內(nèi)，磁場的變化率不變，則電路中電流大小恒定不變，由F＝BIL可知，F(xiàn)與B成正比，即先減小后增大，故D錯(cuò)誤. 18