1、1第一节 电磁感应现象 楞次定律(建议用时：40 分钟)一、单项选择题1.美国大众科学月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示 A 为圆柱形合金材料， B 为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径现对A 进行加热，则( ) A B 中将产生逆时针方向的电流B B 中将产生顺时针方向的电流C B 线圈有收缩的趋势D B 线圈有扩张的趋势解析：选 D.合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈 B 的磁通量增大，由于线圈 B
2、 内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，C 错误，D 正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B 错误2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：选 D.产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合
3、电路的磁通量要发生变化选项 A、B 电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项 A、B 不能观察到电流表的变化；选项 C 满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项 C 也不能观察到电流表的变化；选项 D 满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选 D.3.如图所示，两个同心圆形线圈 a、 b 在同一平面内，其半径大小关系为 rarb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量 a、 b间的大小关系为( )2A a b B a bC amg.同理，当金属环离开磁铁下端时，金属环与磁铁相互吸引
4、，因而绳的拉力 FT2mg，故 A 正确5近来，无线充电成为应用于我们日常生活中的一项新科技，其中利用电磁感应原理来实现无线充电是比较成熟的一种方式，电动汽车无线充电方式的基本原理如图所示：路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电在汽车匀速行驶的过程中，下列说法正确的是( )A感应线圈中电流的磁场方向一定与路面线圈中电流的磁场方向相反B感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流C感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，会阻碍汽车运动3D给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果答案：C6.(
5、2019浙江嘉兴一中测试)如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则( )A无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化解析：选 D.当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流时，通过右侧线圈的磁通量增大，根据楞次定律可以知道，右侧线圈产生的感应电流方向为逆时针，由于磁场是均匀增大，则产生的感应电流为恒定的，故选项 A、B 错误；当有金属片通过时，接收线圈中磁通
6、量仍然增大，故产生的感应电流方向仍然为逆时针，但是由于金属片中也要产生感应电流，所以接收线圈中的感应电流大小发生变化，故选项 C 错误，选项 D 正确7.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 正上方水平快速经过时，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：选 D.根据楞次定律的推论判断磁铁靠近线圈时，线圈阻碍
7、它靠近线圈受到磁场力方向为右偏下，故 FNmg，有向右运动趋势，磁铁从 B 点离开线圈时，线圈受到磁场力方向向右偏上，故 FNmg，仍有向右运动趋势，因此只有 D 正确8.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高 h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触若不计空气阻力重力加速度为 g，下列说法中正确4的是( )A在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下C磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D磁铁落地
8、时的速率一定等于 2gh解析：选 A.当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环)，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环)，A 正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，B 错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，机械能不守恒，C 错误；若磁铁从高度 h 处做自由落体运动，其落地时的速度 v ，但磁铁2gh穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于 ，2ghD
9、错误9.如图所示， ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动过程中，线圈 ab 将( )A静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向解析：选 C.滑片 P 向右滑动过程中，电流增大，线圈处的磁场变强，磁通量增大，根据“阻碍”含义，线圈将阻碍磁通量增大而顺时针转动，故 C 正确10(2019青岛模拟)如图甲所示，水平面上的平行导轨 MN、 PQ 上放着两根导体棒ab、 cd，两棒中间用绝缘丝线系住开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度 B 随时间 t 的变化如图乙所示， I 和 FT分别表示
10、流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力)，则在 t0时刻( )5A I0， FT0 B I0， FT0C I0， FT0 D I0， FT0解析：选 C.t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故 I0；由于 B0，故 ab、 cd 所受安培力均为零，丝线的拉力为零，C 项正确11.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：选 C.小磁块在铜
11、管中下落，产生电磁感应现象，根据楞次定律的推论阻碍相对运动可知，小磁块下落过程中受到向上的电磁阻力，而在塑料管中下落，没有电磁感应现象，小磁块做自由落体运动，故 C 正确二、多项选择题12.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形则该磁场( )A逐渐增强，方向向外B逐渐增强，方向向里C逐渐减弱，方向向外D逐渐减弱，方向向里解析：选 CD.回路变为圆形，面积增大，说明原闭合回路的磁通量减小，所以磁场逐渐减弱，而磁场方向可能向外，也可能向里，故选项 C、D 正确13.(2019海南嘉积模拟)电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线6圈的正上方，N 极朝下
12、，如图所示，现使磁铁由静止开始下落，在 N 极接近线圈上端的过程中，下列说法正确的是( )A流过 R 的电流方向是 b 到 aB电容器的下极板带正电C磁铁下落过程中，加速度保持不变D穿过线圈的磁通量不断增大解析：选 ABD.在 N 极接近线圈上端的过程中，线圈中向下的磁通量在变大，所以选项D 正确；根据楞次定律可以得出，感应电流方向为逆时针(俯视图)，流过 R 的电流方向是b 到 a，选项 A 正确；线圈的下部相当于电源的正极，电容器的下极板带正电，所以选项 B正确；磁铁下落过程中，重力不变，线圈对磁铁的作用力变化，所以合力变化，加速度变化，所以选项 C 错误14.如图所示， AOC 是光滑的
13、金属轨道， AO 沿竖直方向， OC 沿水平方向， PQ 是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q 端始终在 OC 上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在 PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )A感应电流的方向始终是由 P QB感应电流的方向先是由 P Q，后是由 Q PC PQ 受磁场力的方向垂直杆向左D PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右解析：选 BD.在 PQ 杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形 POQ 内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断 B 项正确；再由 PQ 中电流方向及左手
14、定则可判断 D 项正确15.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以自由滑动当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )A导体棒 CD 内有电流通过，方向是 D C7B导体棒 CD 内有电流通过，方向是 C DC磁场对导体棒 CD 的作用力向右D磁场对导体棒 AB 的作用力向左解析：选 BCD.本题中 AB 导体棒切割磁感线，根据右手定则判定 AB 棒中的电流方向为B A，则 CD 棒中的电流方向为 C D，所以 A 错误，B 正确；根据左手定则，判定 CD 棒受到的安培力的方向为水平向右，所以 C 项正确； AB 棒中感应电流方向为 B A，根据左手定则判定 AB 棒所受安培力的方向为水平向左，即安培力的方向阻碍 AB 棒的相对运动，所以D 项正确
