2011年高考物理电磁感应现象楞次定律练习

用心爱心专心12011年高考物理电磁感应现象楞次定律练习如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心)，则()A．从X到O，电流由E经流向F，先增大再减小B．从X到O，电流由F经流向E，先减小再增大C．从O到Y，电流由F经流向E，先减小再增大D．从O到Y，电流由E经流向F，先增大再减小【解析】本题考查楞次定律，意在考查考生对楞次定律的理解和运用．从X到O过程中，原磁场方向指向上不断增加，则感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定则知，感应电流方向应该是由F经到E，又感应电流从零到有再到零，则一定经历先增大再减小的过程．同理，当从O到Y的过程中，感应电流的方向应该是由E经到F，大小也是先增大再减小．【答案】D2．(2009·高考海南卷)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连接在如图所示的电路中，其中R为滑线变阻器，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【解析】本题考查电流的磁场、电磁感应现象、楞次定律、安培力等知识，是一道电磁感应综合问题，意在考查考生综合有关知识解决电磁感应综合问题的能力；由图可知，A、B中都是通电发生电磁感应，由楞次定律可得，产生的感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，都是产生排斥作用，N将向右运动；而C、D在通电情况下移动滑动变阻器，滑动头向c端移动时，接入电路中的电阻变大，电流变小，由楞次定律可知两者互相吸引，N将向左运动，反之，当滑动头向d移动时，N将向右运动．【答案】C3．如图所示，金属导轨M、N处于同一平面内，导轨M的水平部分有垂直纸面向里的匀强磁场，金属棒ab与导轨始终接触良好并且能够水平向左(或右)运动．若导轨M、N的圆形部分由于磁场力而相互吸引，那么棒ab的运动可能是()A．向右加速运动B．向右减速运动C．向左加速运动D．向左减速运动【解析】MN相互吸引――→同向电流吸引、反向电流排斥M、N中电流同向―→M中电流减小．若顺时针电流――→右手定则ab向左减速；若逆时针电流――→右手定则ab向右减速．【答案】BD用心爱心专心24．(2009·北京西城区抽样测试)如图所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上．M的电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑动触头，开关S处于闭合状态．N与电阻R相连．下列说法正确的是()A．当P向右移动时，通过R的电流为b到aB．当P向右移动时，通过R的电流为a到bC．断开S的瞬间，通过R的电流为b到aD．断开S的瞬间，通过R的电流为a到b【解析】考查楞次定律．根据右手螺旋定则可知M线圈内磁场方向向左，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，电阻减小，M线圈中电流增大，磁场增大，穿过N线圈内的磁通量增大，根据楞次定律可知N线圈中产生的感应电流通过R的方向为b到a，A正确B错误；若断开S的瞬间，M线圈中的电流突然减小，穿过N线圈中的磁通量减小，根据楞次定律可知N线圈中产生的感应电流方向为a到b，C错误D正确．【答案】AD5．振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．下列说法正确的是()A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高C．膜片上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高D．膜片上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高【解析】当软铁块靠近磁铁时，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可得，b端电势比a端电势高，选项B正确；膜片上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频率越高，线圈中感应电动势的频率越高，所以选项C正确．【答案】BC6．在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环，如图所示，以下判断中正确的是()A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑动时做减速运动D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势【解析】由条形磁铁磁场分布特点可知，在条形磁铁中心位置正上方的圆环的合磁通量为0，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，只受重力，则环下落时机械能守恒，A对，B错；给磁铁水平向右的初速度，由楞次定律可知，圆环的运动总是阻碍自用心爱心专心3身磁通量的变化，所以要受到向右的作用力，由牛顿第三定律可知，磁铁要受到向左的作用力而做减速运动(或据总阻碍相对运动的推论得出)．故C对D错．【答案】AC7．如图所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是()A．线圈a中无感应电流B．线圈b中无感应电流C．线圈c中有顺时针方向的感应电流D．线圈d中有逆时针方向的感应电流【解析】由安培定则判断磁场方向如右图所示，故线圈a、c中有电流．再根据楞次定律可知线圈a电流为逆时针，c为顺时针，A错，C对．而线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流，B对D错．【答案】BC8．如图所示，一根长导线弯曲成如图所示形状，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，下列叙述正确的是()A．金属环中无感应电流产生B．金属环中有顺时针方向的感应电流C．悬挂金属环C的竖直线中的张力不变D．金属环C仍能保持静止状态【解析】导线中的电流在金属环C内产生的合磁通量向里，故电流I增大的过程中，金属环C中的磁通量向里增大，由安培定则及楞次定律知金属环中有逆时针方向的感应电流，故A、B选项错．由对称性及左手定则知，金属环受到了竖直向下的安培力的作用且随着电流I增大而增大，金属环C仍能保持静止状态，故C项错，D项正确．【答案】D9．如图所示，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图所示．用I表示回路中的电流，则()A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向B．当AB向左、CD向右滑动且速度相等时，I＝0C．当AB、CD都向右滑动且速度相等时，I＝0D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0，且沿逆时针方向【解析】选项A中，由右手定则可知，电流沿逆时针方向；选项B中，当AB向左、CD向右滑动时，回路ABDC的磁通量变化，I≠0；选项C中，当AB、CD都向右滑动且速度相等时，回路ABDC的面积不变，磁通量不变化，I＝0；选项D中，AB、CD都向右滑动，AB速度大于CD时，回路ABDC的面积减小，磁通量变化，I≠0.根据楞次定律，电流方向沿顺时针方向，故选C.【答案】C10．现将电池组、滑动变阻器，带铁芯的线圈A、线圈B、零刻度在中央的电流计及开关如下图所示连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断()A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转用心爱心专心4B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转方向【解析】由于变阻器滑动端P向左加速滑动时，可使B中磁通量减少而产生的电流为I0，当P向右加速滑动时B中磁通量增加，而产生的电流为I1与I0方向相反，所以指针应向左偏，而线圈A向上移动时，可使B中磁通量减少，感应电流与I0同向，指针向右偏，故A错；A中铁芯向上拔出或断开开关，B中磁通量减少，感应电流与I0同向，电流计指针向右偏转，选项B正确；C项中应有感应电流，指针应偏转，故C错；因为电流计指针的偏转方向与线圈中的磁通量变化趋势一一对应，故D错．【答案】B11．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是()A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈【解析】由产生电磁感应的条件和楞次定律知，A正确，B错误．由各线圈位置关系知，C错误，D正确．【答案】AD12．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动，圆环c中将有感应电流产生()A．向右做匀速运动B．向左做匀速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动【解析】当导体棒切割磁感线运动时，线圈中有电流通过，如果电流不变化，则穿过圆环的磁通量不变，则环c中就不能产生感应电流，所以导体棒必须做变速运动．【答案】CD13．(2008·重庆卷)如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右【解析】当磁铁沿矩形线圈中线AB正上方通过时，线圈中产生感应电流，感应电流的方向(从上向下看)先逆时针再顺时针，则线圈上方先为N极下方先为S极，后改为上方为S极下方为N极．则线圈受到的支持力先大于mg后小于mg.水平方向的运动趋势向右．所以D正确，A、B、C错误．也可直接用“来者拒之，走者拉之”判断．【答案】D14．(2008·海南卷)法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上用心爱心专心5认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来，在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是()A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流【解析】磁铁可使近旁的铁块磁化带磁，静电荷可使近旁的导体引起静电感应带电，但静止的稳恒电流，其磁场不变，不会使静止的线圈磁通量发生变化而产生感应电流，所以A项被实验否定，答案应为A.除此之外，磁铁可使运动的导体切割磁感线产生感应电动势，稳恒电流尽管磁场不变，但运动的线圈磁通量会变化，同样运动导线上的稳恒电流尽管磁场不变，但运动的线圈磁通量会变化，同样运动导线上的稳恒电流也会使线圈磁通量变化，综上所述BCD都会被实验所证实是正确的．【答案】A15．(2009·重庆中学月考)如图所示，欲使原来静止的ab杆向右移动，cd杆应()A．向右匀速运动B．向右加速运动C．向左加速运动D．向左减速运动【解析】欲使原来静止的ab杆向右移动，根据左手定则，ab杆与线圈L1组成的回路中必须产生逆时针方向的感应电流，再根据楞次定律可知，铁芯中或有逆时针增强