健康与亚健康

考点一电磁感应现象楞次定律1.(2015·新课标全国Ⅰ,19，6分)(难度★★)(多选)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()A．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圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A正确；圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，产生的磁场又导致磁针转动，选项B正确；圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错误；圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错误．答案AB2．(2014·新课标全国Ⅰ，14，6分)(难度★★)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将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果给线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意．答案D3．(2014·全国大纲，20，6分)(难度★★)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率()A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变解析对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大，当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C项．答案C4．(2014·广东理综，15，4分)(难度★★)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在P中下落得慢，用时长，到达底端速度小，C项正确，A、B、D错误．答案C5．(2014·山东理综,16，6分)(难度★★★)(多选)如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是()A．FM向右B．FN向左C．FM逐渐增大D．FN逐渐减小解析直导线产生的磁场在M区域垂直纸面向外，在N区域垂直纸面向里，根据右手定则,导体棒上的感应电流在M区域向下，在N区域向上，由左手定则判定,在M、N区域导体棒所受安培力均向左，故A错误，B正确；I感＝BLvR,F安＝BI感L＝B2L2vR，离直导线越近处B越大，所以FM逐渐增大，FN逐渐减小，C、D正确．答案BCD6．(2014·四川理综,6，6分)(难度★★★)(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则()A．t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB．t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC．t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND.t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N解析据已知B＝(0.4－0.2t)T可知t＝1s时，正方向的磁场在减弱，由楞次定律可判定电流方向为由C到D，A项正确；同理可判定B项错误；t＝1s时感应电动势E＝ΔΦΔt＝|ΔB|Δt·S·sin30°＝0.1V，I＝E/R＝1A，安培力F安＝BIL＝0.2N，对杆受力分析如图．对挡板P的压力大小为FN＝FN′＝F安cos60°＝0.1N，C项正确；同理可得t＝3s时对挡板H的压力大小为0.1N，D项错误．答案AC7．(2013·新课标全国Ⅱ，19，6分)(难度★★)(多选)在物理学发展过程中，观测、实验假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述符合史实的是()A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化解析电流能产生磁场，说明电和磁之间存在联系，A项正确；为解释磁现象的电本质，安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，B项正确；恒定电流附近的固定导线框，不会产生感应电流，C项错误；楞次通过实验，得出了楞次定律，D项正确．答案ABD8．(2012·北京理综，19，6分)(难度★★★)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，他把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同解析当闭合S瞬间，线圈L内产生的磁场B及磁通量的变化率ΔΦΔt，随电压及线圈匝数增加而增大，如果套环是金属材料又闭合，由楞次定律可知，环内会产生感应电流I及磁场B′，环会受到向上的安培力F，当F＞mg时，环跳起，ΔΦΔt越大，环电阻越小，F越大．如果环越轻，跳起效果越好，所以选项B、C错误；如果套环换用电阻大密度大的材料，I减小F减小，mg增大，套环可能无法跳起，选项D正确；如果使用交流电，S闭合后，套环受到的安培力大小及方向(上、下)周期性变化，S闭合瞬间，F大小、方向都不确定，直流电效果会更好，选项A错误．答案D考点二法拉第电磁感应定律自感和涡流1．(2015·新课标全国Ⅱ，15，6分)(难度★★★)如图，直角三角形金属框abc放置的匀强磁场中,磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()A．Ua＞Uc，金属框中无电流B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿abcaC．Ubc＝－12Bl2ω，金属框中无电流D．Ubc＝12Bl2ω，金属框中电流方向沿acba解析金属框绕ab边转动时，闭合回路abc中的磁通量始终为零(即不变)，所以金属框中无电流．金属框在逆时针转动时，bc边和ac边均切割磁感线，由右手定则可知φb＜φc，φa＜φc，所以根据E＝Blv可知，Ubc＝Uac＝－Blv＝－Bl0＋ωl2＝－12Bl2ω.由以上分析可知选项C正确．答案C2．(2015·重庆理综，4,6分)(难度★★)图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb()A．恒为nS（B2－B1）t2－t1B．从0均匀变化到nS（B2－B1）t2－t1C．恒为－nS（B2－B1）t2－t1D．从0均匀变化到－nS（B2－B1）t2－t1解析由于磁感应强度均匀增大,故φa－φb为定值，由楞次定律可得φaφb，故由法拉第电磁感应定律得φa－φb＝－nS（B2－B1）t2－t1，故C项正确．答案C3．(2015·山东理综，17,6分)(难度★★★)(多选)如图，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()A．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由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确;根据E＝BLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生安培力，圆盘匀速转动，选项D正确．答案ABD4.(2015·海南单科，2，3分)(难度★★)如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为ε′.则ε′ε等于()A.12B.22C．1D.2解析设折弯前导体切割磁感线的长度为L,ε＝BLv;折弯后,导体切割磁感线的有效长度为L′＝L22＋L22＝22L,故产生的感应电动势为ε′＝BL′v＝B·22Lv＝22ε，所以ε′ε＝22，B正确．答案B5．(2014·新课标全国Ⅰ,18，6分)(难度★★★)如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流．用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()解析通电线圈中产生的磁场B＝kI(k为比例系数)；在另一线圈中的磁通量Φ＝BS＝kIS，由法拉第电磁感应定律可知，在另一线圈中产生的感应电动势E＝nΔΦΔt,由图(b)可知，|Ucd|不变，则|ΔΦΔt|不变，故|ΔIΔt|不变，故选项C正确．答案C6．(2014·江苏单科，1，3分)(难度★★)如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A.Ba22ΔtB.nBa22ΔtC.nBa2ΔtD.2nBa2Δt解析由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势E＝nΔΦΔt＝nΔBΔt·S＝n2B－BΔt·a22，得E＝nBa22Δt，选项B正确．答案B7．(2013·北京理综，17，6分)(难度★★)如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆M