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电磁感应和楞次定律知识点经典例题

物理学习方法 05-19 21:20:53 编辑:张丹
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  电磁学属于高中所学的一个重难点内容,属于高考必考范围,由于其可结合电学、磁学、能量学、力学及运动学等多模块内容,故也成为高考压轴题的热门“人选”。今天给大家带来的是楞次定律专题!

  1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是(  )

  A.阻碍引起感应电流的磁通量

  B.与引起感应电流的磁场方向相反

  C.阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化

  D.与引起感应电流的磁场方向相同

  解析:由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化,并不是阻碍原磁场的磁通量,感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同,也可与原磁场方向相反。

  答案:C

  2.如图1所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)(  )

  图1

  A.沿顺时针方向

  B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向

  C.沿逆时针方向

  D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向

  解析:条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,向右的磁通量一直增加,根据楞次定律,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向。(学习呀 www.xuexiya.com)

  答案:C

  3.某磁场磁感线如图2所示,有一铜线圈自图示a处落至b处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是(  )

  图2

  A.始终顺时针

  B.始终逆时针

  C.先顺时针再逆时针

  D.先逆时针再顺时针

  解析:自a点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知线圈中感应电流方向为顺时针,自图示位置落至b点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针。

  答案:C

  4.(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图3所示的匀强磁场中,在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。当ab在外力F作用下向右运动时,下列说法正确的是(  )

  图3

  A.cd内有电流通过,方向是d→c

  B.cd向左运动

  C.磁场对cd作用力向左

  D.磁场对ab作用力向左

  解析:为了判断cd内电流方向,首先判断ab内的电流方向,因为ab在外力F作用下向右做切割磁感线运动,根据右手定则判断可知电流的方向是b→a,ab起着电源作用,电流从a端流出,回路的电流方向是b→a→d→c→b,所以A是对的。由左手定则可知D是正确的。

  答案:AD

  5.(多选)信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区如图4所示。刷卡时,当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时,在检测头的线圈中产生感应电流,那么下列说法正确的是(  )

  图4

  A.a、b、c三位置经过检测头时,线圈中有感应电流产生

  B.a、b、c三位置经过检测头时,线圈中无感应电流产生

  C.a、c两位置经过检测头时,线圈中感应电流方向相同

  D.a、c两位置经过检测头时,线圈中感应电流方向相反

  解析:a、b、c三位置处于磁性过渡区,经过检测头时,引起线圈中磁通量变化,有感应电流产生,A对B错。a、c两位置磁性变化规律不同,经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反,感应电流方向相反,C错D对。

  答案:AD

  6.如图5所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则(  )

  图5

  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棒中感应电流的方向由b到a

  D.螺线管产生的磁场,A端为N极

  解析:金属棒ab沿导轨向右运动时,所受安培力方向向左,以“阻碍”其运动,A、B错误。根据右手定则可知,流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a,所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端,根据右手螺旋定则可知,螺线管的A端为S极,C正确、D错误。

  答案:C

  7.如图6所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )

  图6

  A.ab向右运动,同时使θ减小

  B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小

  C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B

  D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)

  解析:依题意,磁通量 Φ=BS cos θ,对于A选项,棒向右运动,S增大,同时θ减小,cos θ增大,则Φ一定增大,回路中有感应电流;对于B选项,B减小,同时θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,不一定产生感应电流;对于C选项,棒向左运动,S减小,同时B增大,Φ可能不变,也不一定产生感应电流;对于D选项,棒向右运动,S增大,同时B增大,θ增大即 cos θ减小,Φ可能不变,也不一定产生感应电流。

  答案:A

  8.如图7所示,一铝制导体圆环竖直固定在水平光滑杆ab上,当把条形磁铁的N极向左插向圆环时,圆环中产生的感应电流方向如何?如果把条形磁铁从圆环中向右抽出时,圆环中产生的感应电流方向又如何呢?

  图7

  解析:当条形磁铁的N极向左插向圆环时,穿过圆环的磁通量逐渐增加,圆环产生感应电流。感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的增加,故感应电流的磁场方向向右,用安培定则可判定感应电流的方向为:从右向左看为逆时针方向。

  若条形磁铁从圆环中向右抽出时,穿过圆环的磁通量逐渐减少,圆环产生感应电流。感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的减少,感应电流的磁场方向向左,用安培定则可判定感应电流的方向为:从右向左看为顺时针方向。

  答案:见解析

  9.如图8所示,圆形金属环放在水平桌面上,有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过,则带电微粒在飞过环的过程中,环中感应电流方向是(  )

  图8

  A.始终是沿顺时针方向

  B.始终是沿逆时针方向

  C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向

  D.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向

  解析:带电微粒靠近圆环过程中,穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加,由楞次定律知,圆环中将产生逆时针方向的感应电流,当微粒远离圆环时,圆环中产生顺时针方向的感应电流。

  答案:D

  10.(多选)如图9所示,导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd,下列说法正确的是(  )

  图9

  A.当电阻变大时,abcd中有感应电流

  B.当电阻变小时,abcd中无感应电流

  C.电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时,其中有感应电流

  D.电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内远离PQ时,其中有感应电流

  解析:当电阻变化或abcd靠近、远离PQ时,穿过abcd的磁通量发生变化,会产生感应电流。

  答案:ACD

  11.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图10所示方式连接。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  (  )

  图10

  A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转

  B.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的方向

  分割线

  解析:本题重点考查学生对实验现象的综合分析能力,关键是找到电流计指针向右偏转的原因是线圈B中磁通量的减小。滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,线圈A中电流减小,线圈B中的磁通量减小,闭合电路中产生感应电流,电流表指针向右偏转。当线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关时,线圈B中的磁通量均减小,电流计指针均向右偏转,故选B。

  答案:B

  分割线

  12.如图11所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。

  图11

  (1)在给出的实物图中,用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。

  (2)将线圈L1插入L2中,合上开关,能使感应电流与原电流的绕行方向相同的方法是(  )

  A.插入软铁棒

  B.拔出线圈L1

  C.使变阻器连入电路中的阻值变大

  D.断开开关

  解析:(1)实物连接如图所示。

  (2)实验结果要使感应电流与原电流的绕行方向相同,必须使线圈L2中的磁通量减少,故正确选项是B、C、D。

  答案:BCD