2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 第51講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律學(xué)案（含解析）.doc

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電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律 [研讀考綱明方向] [重讀教材定方法] (對(duì)應(yīng)人教版選修3－2的頁(yè)碼及相關(guān)問(wèn)題) 1．P7圖4.2－7，要使電流表偏轉(zhuǎn)，搖繩的兩同學(xué)應(yīng)南北站立還是東西站立？ 提示：東西站立。 2．P7[問(wèn)題與練習(xí)]T1，甲、乙、丙三種情況，哪種產(chǎn)生感應(yīng)電流？哪種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？ 提示：乙、丙產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，丙產(chǎn)生感應(yīng)電流。 3．P9[問(wèn)題與練習(xí)]T7，為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與t的關(guān)系如何？ 提示：由B0l2＝Bl(l＋vt)，得B＝。 4．P11閱讀教材，思考：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反嗎？ 提示：不一定。 5．P12[思考與討論]導(dǎo)體棒AB中的感應(yīng)電流沿什么方向？ 提示：沿A→B。 6．P13[問(wèn)題與練習(xí)]T4，線圈在B位置時(shí)，穿過(guò)它的磁通量為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也為零嗎？ 提示：磁通量為零，感應(yīng)電流不為零。 7．P16閱讀教材，思考：E＝Blv中，l指導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度嗎？ 提示：不是。l是有效切割長(zhǎng)度。 8．P16[思考與討論]感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了它？是有利于線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？ 提示：根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)削弱了電源產(chǎn)生的電流，阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。 9．P20[思考與討論]導(dǎo)體棒哪端電勢(shì)高？若外接用電器，導(dǎo)體棒電流沿什么方向？此時(shí)導(dǎo)體棒中哪端電勢(shì)高？ 提示：C端電勢(shì)高；電流從D→C；C端電勢(shì)高。 10．P23圖4.6－4，思考：開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后燈泡A中的電流方向是什么？ 提示：從右向左。 11．P23圖4.6－5，圖甲中，若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電流表示數(shù)立即變?yōu)榱氵€是逐漸變?yōu)榱悖? 提示：立即變?yōu)榱恪? 12．P24閱讀“磁場(chǎng)的能量”。 13．P27圖4.7－7，連接正負(fù)接線柱的導(dǎo)線有什么作用？ 提示：使電流表中形成閉合電路，起到電磁阻尼作用，預(yù)防指針振動(dòng)過(guò)大。  第51講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律 考點(diǎn)一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解 一、磁通量 1．磁通量 (1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積。 (2)公式：Φ＝BS(B⊥S)；單位：韋伯(Wb)。 (3)矢標(biāo)性：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)。 2．磁通量的變化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1。 3．磁通量的變化率(磁通量變化的快慢)：磁通量的變化量與所用時(shí)間的比值，即，與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)。 4．磁通量發(fā)生變化的三種常見(jiàn)情況 (1)磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，回路面積改變。 (2)回路面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)弱改變。 (3)回路面積和磁場(chǎng)強(qiáng)弱均不變，但二者的方向發(fā)生改變。 二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。 2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1)電路閉合；(2)磁通量發(fā)生變化。 3．實(shí)質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(shì)，而無(wú)感應(yīng)電流。 1. 如圖所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過(guò)時(shí)，穿過(guò)三個(gè)線圈的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，則(　　) A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb 答案　B 解析　當(dāng)線圈a中有電流通過(guò)時(shí)，穿過(guò)a、b、c三個(gè)閉合線圈垂直紙面向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線條數(shù)線圈c最多，其次是線圈b，線圈a中沒(méi)有向外的磁感線，因此穿過(guò)閉合線圈的凈磁感線條數(shù)線圈a最多，線圈b次之，線圈c最少，即Φa>Φb>Φc，故B正確。 2. 磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)先后兩次通過(guò)線框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無(wú)法確定 答案　C 解析　設(shè)閉合線框在位置1時(shí)的磁通量為Φ1，在位置2時(shí)的磁通量為Φ2，直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在位置1處比在位置2處要強(qiáng)，故Φ1>Φ2。將閉合線框從位置1平移到位置2，磁感線是從閉合線框的同一面穿過(guò)的，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線分別從閉合線框的正反兩面穿過(guò)，所以ΔΦ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原來(lái)穿過(guò)的方向?yàn)檎较?，則后來(lái)從另一面穿過(guò)的方向?yàn)樨?fù)方向)。故正確選項(xiàng)為C。 3．[教材母題]　(人教版選修3－2 P8T3)如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)局限在虛線框內(nèi)，閉合線圈由位置1穿過(guò)虛線框運(yùn)動(dòng)到位置2。線圈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中什么時(shí)候有感應(yīng)電流，什么時(shí)候沒(méi)有感應(yīng)電流？為什么？ [變式子題]　(2018河北邯鄲期末)圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 答案　B 解析　A項(xiàng)中線圈不是閉合的，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流；B項(xiàng)中回路的面積增大，穿過(guò)回路的磁通量增大，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流；C項(xiàng)中由于直導(dǎo)線在線圈對(duì)稱軸的正上方，所以穿過(guò)線圈的磁通量等于0，電流增大，穿過(guò)線圈的磁通量仍然是0，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流；D項(xiàng)中線圈整體沿垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量始終最大且沒(méi)有發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選B。 考點(diǎn)二　感應(yīng)電流的方向 1．楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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。 (3)應(yīng)用楞次定律的思路： 2．右手定則 (1)內(nèi)容：如圖所示，伸開(kāi)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)w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。 (2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。 3．“三定則一定律”的應(yīng)用對(duì)比 1．[教材母題]　(人教版選修3－2 P13T3)在如圖中CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體AB向右移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)用楞次定律判斷ABCD和ABFE兩個(gè)電路中感應(yīng)電流的方向。 [變式子題]　(2017全國(guó)卷Ⅲ)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)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?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较颍琓中沿逆時(shí)針?lè)较? B．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较? C．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较? D．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较? 答案　D 解析　金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，閉合回路PQRS中磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)方向垂直紙面向外，與原磁場(chǎng)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(chǎng)方向垂直紙面向里，由安培定則可知T中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選項(xiàng)D正確。 2. (多選)兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)。當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→C B．CD向左運(yùn)動(dòng) C．磁場(chǎng)對(duì)CD作用力向左 D．磁場(chǎng)對(duì)AB作用力向左 答案　AD 解析　為了判斷CD內(nèi)電流方向，首先判斷AB內(nèi)的電流方向，因?yàn)锳B在外力F作用下向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則判斷可知電流的方向是B→A，AB起著電源的作用，電流從A端流出，回路的電流方向是 B→A→D→C→B，所以A正確。由左手定則可知D正確，B、C錯(cuò)誤。 考點(diǎn)三　楞次定律的推廣應(yīng)用 1．楞次定律中“阻礙”的含義 2．楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為電磁感應(yīng)的效果總要阻礙引起電磁感應(yīng)的原因，列表說(shuō)明如下 如圖甲所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖乙所示的變化電流，t＝0時(shí)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?如圖中箭頭所示)，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，對(duì)于線圈B，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．線圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì) B．線圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且線圈B有收縮的趨勢(shì) C．線圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì) D．線圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎揖€圈B有收縮的趨勢(shì) 解析　t1～t2時(shí)間內(nèi)，線圈A中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍鶕?jù)安培定則可知在線圈A內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，線圈外部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，線圈B內(nèi)的合磁通量是向外的。由于線圈A中的電流增大，故穿過(guò)線圈B的磁通量增加，因而根據(jù)楞次定律和安培定則，在線圈B中將產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，由楞次定律的推論可知，線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì)。故A正確。 答案　A 方法感悟 線圈大小的變化趨勢(shì)常有兩種判斷方法 (1)微元法：取線圈B上一小段導(dǎo)線，若取足夠小，則可看成一條直線段，根據(jù)其中感應(yīng)電流的方向，所在處磁場(chǎng)的方向及左手定則，可知該段導(dǎo)線的受力方向，以此推出線圈是有收縮的趨勢(shì)還是有擴(kuò)張的趨勢(shì)。 (2)感應(yīng)電流的效果，總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。 本題中“原因”是線圈B中磁通量的增加，“效果”便是阻礙磁通量的增加，只有線圈B的面積增大才能阻礙磁通量的增加，故線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì)。 1．(2018山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診)(多選)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面位于紙面內(nèi)，如圖甲所示。磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎鸥袘?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。用I1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流時(shí)其中很小段受到的安培力。則(　　) A．I1沿逆時(shí)針?lè)较?，I2沿順時(shí)針?lè)较? B．I2沿順時(shí)針?lè)较?，I3沿逆時(shí)針?lè)较? C．F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心 D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心 答案　AD 解析　由題圖可知，在Oa段磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I1沿逆時(shí)針?lè)较?，在ab段磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減少，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I2沿順時(shí)針?lè)较?，A正確；在bc段磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I3沿順時(shí)針?lè)较颍珺錯(cuò)誤；由左手定則可知，Oa段電流受到的安培力F1方向指向圓心，ab段電流受到的安培力F2方向背離圓心向外，C錯(cuò)誤；bc段電流受到的安培力F3方向指向圓心，D正確。 2. (2018安徽宣城月考)如圖所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈，當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是(　　) A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 B．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 C．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 D．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 答案　D 解析　解法一：當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，線圈中向下的磁通量先增大后減小，由楞次定律可知，線圈中先產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流后產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(從上往下看)，線圈四條邊所受安培力的合力先向右下，后向右上，因此FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右，D正確。 解法二：根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。本題中的“原因”是線圈中磁通量先增大后減小，歸根結(jié)底是磁鐵先靠近后遠(yuǎn)離線圈?！靶Ч笔蔷€圈要采取措施阻礙磁通量先增大后減小，即“來(lái)拒去留”，故必有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。在豎直方向上，線圈則應(yīng)以先“向下躲”后“向上追”的方式阻礙磁通量先增大后減小，故FN先大于mg后小于mg。D正確。 課后作業(yè) [鞏固強(qiáng)化練] 1. 如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心線恰好和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有(　　) A．使螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) B．使螺線管上的電流發(fā)生變化 C．使線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D．使線圈以與MN垂直的直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　D 解析　題圖所示位置，線圈a所在平面與磁感線平行，穿過(guò)線圈的磁通量為零，當(dāng)按A、B、C所述方式變化時(shí)，線圈a所在平面仍與磁感線平行，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；按選項(xiàng)D所述方式變化時(shí)，由于線圈與磁場(chǎng)夾角變化引起磁通量變化，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。 2. 如圖所示的金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從磁場(chǎng)中勻速拉出來(lái)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 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(guò)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(chǎng)，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(chǎng)方向和原磁場(chǎng)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?lè)较?，A、C錯(cuò)誤，B正確；金屬圓環(huán)勻速拉出磁場(chǎng)過(guò)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。 3. (多選)如圖所示，光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與軌道所在平面垂直，導(dǎo)體棒ab的兩端可始終不離開(kāi)軌道無(wú)摩擦地滑動(dòng)，當(dāng)ab由圖示位置釋放，直到滑到右側(cè)虛線位置的過(guò)程中，關(guān)于ab棒中的感應(yīng)電流情況，正確的是(　　) A．因ab切割磁感線，故ab棒上有感應(yīng)電流 B．盡管ab切割磁感線，但ab棒上無(wú)感應(yīng)電流 C．磁場(chǎng)穿過(guò)圓環(huán)與ab構(gòu)成的回路的磁通量沒(méi)有變化 D．磁場(chǎng)穿過(guò)圓環(huán)與ab構(gòu)成的回路的磁通量發(fā)生了變化 答案　BC 解析　棒始終在圓環(huán)軌道上運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于圓的一條弦，與圓弧所圍的面積不變，又處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，故磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。B、C正確。 4. 矩形導(dǎo)線框abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線MN放在同一水平面上，ab邊與MN平行，導(dǎo)線MN中通入如圖所示的電流，當(dāng)MN中的電流增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．導(dǎo)線框abcd中沒(méi)有感應(yīng)電流 B．導(dǎo)線框abcd中有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C．導(dǎo)線框所受的安培力的合力方向水平向左 D．導(dǎo)線框所受的安培力的合力方向水平向右 答案　D 解析　直導(dǎo)線中通有向上且增大的電流，根據(jù)安培定則知，通過(guò)線框的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，且增大，根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則知，ab邊所受安培力方向水平向右，cd邊所受安培力方向水平向左，離導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，所以ab邊所受的安培力大于cd邊所受的安培力，則線框所受安培力的合力方向水平向右，故C錯(cuò)誤，D正確。 5. 如圖所示，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(guò)。現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ。設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)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(　　) A．FT1>mg，F(xiàn)T2>mg B．FT1mg，F(xiàn)T2mg 答案　A 解析　金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過(guò)程中，由楞次定律推論知，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(duì)磁鐵的作用力始終向下，對(duì)磁鐵受力分析可知FT1>mg，F(xiàn)T2>mg，A正確。 6. 如圖所示，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且與線圈相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，線圈所受安培力的合力方向(　　) A．向左 B．向右 C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里 答案　B 解析　解法一：當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，單匝矩形線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，由左手定則可知ab邊與cd邊所受安培力方向均向右，所以線圈所受安培力的合力方向向右，B正確。 解法二：由對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解可知，當(dāng)MN中電流突然減小而導(dǎo)致線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減小時(shí)，線圈abcd一定會(huì)有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)以“阻礙”其磁通量的減小，所以其所受安培力的合力方向向右，B正確。 7. 如圖所示，一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi)，其下方(略靠前)固定一根與導(dǎo)線框平面平行的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流。釋放導(dǎo)線框，它由實(shí)線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在此過(guò)程中(　　) A．導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBA→ABCA→ACBA B．導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電流也為零 C．導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為向上→向下→向上 D．導(dǎo)線框所受安培力的合力為零，做自由落體運(yùn)動(dòng) 答案　A 解析　根據(jù)右手螺旋定則可知導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，下方的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，而且越靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)越強(qiáng)。所以閉合導(dǎo)線框ABC在下降過(guò)程中，導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量先增大，當(dāng)增大到BC邊與導(dǎo)線在同一水平面時(shí)，達(dá)到最大，再向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量逐漸減小至零，然后隨導(dǎo)線框的下降，導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量增大，達(dá)到最大后，繼續(xù)下降時(shí)由于導(dǎo)線框逐漸遠(yuǎn)離導(dǎo)線，使導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量再逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)先向內(nèi)，再向外，最后向內(nèi)，所以導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBA→ABCA→ACBA，A正確；當(dāng)導(dǎo)線框內(nèi)的磁通量為零時(shí)，內(nèi)部的磁通量仍然在變化，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，所以感應(yīng)電流不為零，B錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)楞次定律的理解，感應(yīng)電流的效果總是阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于導(dǎo)線框一直向下運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)線框所受安培力的合力方向一直向上，不為零，C、D錯(cuò)誤。 [真題模擬練] 8．(2018全國(guó)卷Ⅰ) (多選)如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng) B．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　AD 解析　小磁針的N極的指向?yàn)樵撎幋艌?chǎng)的方向。開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，通過(guò)右邊線圈的電流增大，在鐵芯中產(chǎn)生由北向南的磁場(chǎng)增大，通過(guò)左側(cè)的線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律和安培定則可以判斷，直導(dǎo)線的電流從南流向北，再根據(jù)安培定則可以判斷，直導(dǎo)線電流在小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，小磁針N極向里轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，通過(guò)左側(cè)線圈的磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以直導(dǎo)線無(wú)感應(yīng)電流流過(guò)，小磁針在地磁場(chǎng)作用下恢復(fù)原指向，B、C錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，通過(guò)左側(cè)線圈的磁通量減小，直導(dǎo)線產(chǎn)生由北流向南的電流，則小磁針N極向外轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。 9．(2014全國(guó)卷Ⅰ)在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是(　　) A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 答案　D 解析　將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，因線圈中的磁通量沒(méi)有變化，故不能觀察到感應(yīng)電流，A不符合題意；在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈時(shí)，如果通電線圈通以恒定電流，產(chǎn)生不變的磁場(chǎng)，則在另一線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B不符合題意；在線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表時(shí)，磁通量已不再變化，因此也不能觀察到感應(yīng)電流，C不符合題意；繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，在給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，使穿過(guò)另一線圈的磁通量變化，因此，能觀察到感應(yīng)電流，D符合題意。 10. (2016海南高考)如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若(　　) A．金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? B．金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 答案　D 解析　當(dāng)金屬環(huán)上下移動(dòng)時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)金屬環(huán)向左移動(dòng)時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量垂直紙面向外且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故C錯(cuò)誤；當(dāng)金屬環(huán)向右移動(dòng)時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量垂直紙面向里且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故D正確。 11. (2018甘肅天水一中月考)如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒(méi)有感應(yīng)電流的是(　　) A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速移動(dòng) C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P加速移動(dòng) D．將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間 答案　A 解析　線圈中通以恒定的電流時(shí)，線圈周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場(chǎng)，穿過(guò)銅環(huán)A的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化，回路中電流變化，線圈周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，穿過(guò)銅環(huán)A的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流；通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P加速移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化，則回路中電流變化，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，穿過(guò)銅環(huán)A的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流；將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)從有到無(wú)，穿過(guò)銅環(huán)A的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選A。 12. (2018江西南昌二中期末)如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界。若不計(jì)空氣阻力，則(　　) A．圓環(huán)向右穿過(guò)磁場(chǎng)后，還能擺至原來(lái)的高度 B．在進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流 C．圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大 D．圓環(huán)最終將靜止在平衡位置 答案　B 解析　圓環(huán)穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)中將產(chǎn)生焦耳熱，根據(jù)能量守恒定律知圓環(huán)的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以擺不到原來(lái)的高度，故A錯(cuò)誤。當(dāng)圓環(huán)進(jìn)入或離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確。整個(gè)圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能守恒，故圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流為零，故C錯(cuò)誤。在圓環(huán)不斷進(jìn)出磁場(chǎng)，機(jī)械能不斷損耗的過(guò)程中，圓環(huán)的最大擺角越來(lái)越小，最后整個(gè)圓環(huán)只會(huì)在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，因?yàn)樵诖藚^(qū)域內(nèi)沒(méi)有磁通量的變化，圓環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以機(jī)械能守恒，即圓環(huán)最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，而不是靜止在平衡位置，故D錯(cuò)誤。 13. (2018宣城模擬)如圖為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱，在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運(yùn)動(dòng)，(O是線圈中心)。則(　　) A．從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，線圈的面積有收縮的趨勢(shì) B．從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，線圈的面積有擴(kuò)張的趨勢(shì) C．從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)G流向E，線圈的面積有收縮的趨勢(shì) D．從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)G流向F，線圈的面積有擴(kuò)張的趨勢(shì) 答案　D 解析　磁極繞轉(zhuǎn)軸從X到O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量向上增大，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，電流由F經(jīng)G流向E，線圈的每部分受到指向圓心的安培力，線圈的面積有縮小的趨勢(shì)，故A、B錯(cuò)誤；磁極繞轉(zhuǎn)軸從O到Y(jié)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量向上減小，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng) 電流，電流由E經(jīng)G流向F，線圈的每部分受到背離圓心的安培力，所以線圈的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，故C錯(cuò)誤，D正確。 14. (2018內(nèi)江模擬)L形的光滑金屬軌道AOC，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是如圖所示的放在導(dǎo)軌上的一根金屬直桿，直桿從圖示位置由靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上?？臻g存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是(　　) A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q B．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．感應(yīng)電流的方向始終是由Q→P D．感應(yīng)電流的方向先是由Q→P，后是由P→Q 答案　B 解析　在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，桿與導(dǎo)軌所圍成的△POQ的面積先增大后減小，穿過(guò)△POQ的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向先垂直紙面向里后垂直紙面向外，根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→P，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。