第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律1.(2019·廣東六校聯(lián)考)(多選)以下說(shuō)法正確的是(AB)A.一個(gè)質(zhì)子(不計(jì)重力)穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),此空間可能存在磁場(chǎng)B.一個(gè)質(zhì)子(不計(jì)重力)穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),此空間可能存在電場(chǎng)C.某電路的磁通量改變了,電路中一定有感應(yīng)電流D.導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒兩端一定有電勢(shì)差解析:質(zhì)子沿著磁感線進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),質(zhì)子不受洛倫茲力作用,不會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;如果該區(qū)域只存在電場(chǎng),并且質(zhì)子是沿著電場(chǎng)線的方向進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),質(zhì)子不發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B正確;某電路的磁通量改變了,如果不是閉合電路,則電路中不會(huì)有感應(yīng)電流,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒兩端才會(huì)有電勢(shì)差,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.(2019·北京模擬)純電動(dòng)汽車(chē)是一種節(jié)能、環(huán)保的交通工具,它的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)通過(guò)能量回收再利用,可提高汽車(chē)對(duì)能量的利用效率.制動(dòng)能量回收的原理是利用線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),將車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能存儲(chǔ)起來(lái).關(guān)于制動(dòng)能量回收,下列說(shuō)法中正確的是(A)A.制動(dòng)能量回收利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.制動(dòng)能量回收利用了電流的熱效應(yīng)C.制動(dòng)能量回收時(shí),將車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.制動(dòng)能量回收時(shí),將車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能解析:汽車(chē)在行駛剎車(chē)過(guò)程中,動(dòng)能減小,減小的動(dòng)能以電能的形式存儲(chǔ),因此制動(dòng)能量回收一定利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A正確,B,C,D 錯(cuò)誤.3.下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景,導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b的是(A)解析:A中ab棒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),運(yùn)用右手定則,可知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b,故A正確.B中ab向紙外運(yùn)動(dòng),則知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎a,故B錯(cuò)誤.C中穿過(guò)回路的磁通量減小,由楞次定律知,回路中感應(yīng)電流方向由badc,則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎a,故C錯(cuò)誤.D中ab棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎a,故D錯(cuò)誤.4.(2016·海南卷,4)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(D)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)较駼.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)较駽.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?lè)较駾.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?lè)较蚪馕?當(dāng)金屬圓環(huán)上、下移動(dòng)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;當(dāng)金屬圓環(huán)向左移動(dòng)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面向外并且增強(qiáng),故根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)金屬圓環(huán)向右移動(dòng)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面向里并且增強(qiáng),故根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針,選項(xiàng)D正確.5.(2018·全國(guó)卷,20)(多選)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè).導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向.導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(AC)A.在t=時(shí)為零B.在t=時(shí)改變方向C.在t=時(shí)最大,且沿順時(shí)針?lè)较駾.在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針?lè)较蚪馕?在t=時(shí),交流電圖線斜率為0,即磁場(chǎng)變化率為0,由E=S知,E=0,選項(xiàng)A正確;在t=和t=T時(shí),圖線斜率最大,磁場(chǎng)的變化率最大,則在t=和t=T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.在到之間,電流由Q到P減弱,導(dǎo)線在R處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng),且磁場(chǎng)減弱,由楞次定律知,R中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿順時(shí)針?lè)较?同理可判斷在到時(shí),R中電動(dòng)勢(shì)也為順時(shí)針?lè)较?在T到T時(shí),R中電動(dòng)勢(shì)為逆時(shí)針?lè)较?選項(xiàng)C正確,B,D錯(cuò)誤.6.(2018·山東青島二模)在光滑絕緣水平面上,固定一電流方向如圖所示的通電直導(dǎo)線,其右側(cè)有閉合圓形金屬線圈,某時(shí)刻線圈獲得一個(gè)如圖所示的初速度v0,若通電導(dǎo)線足夠長(zhǎng),則下列說(shuō)法正確的是(C)A.線圈中產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较虻暮愣娏鰾.線圈中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻暮愣娏鰿.線圈最終會(huì)以某一速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.線圈最終會(huì)停下來(lái)并保持靜止解析:金屬線圈處在直線電流的磁場(chǎng)中,金屬線圈向右下方運(yùn)動(dòng),磁通量減小,根據(jù)“來(lái)拒去留”可知,所受的安培力與運(yùn)動(dòng)方向相反,使金屬線圈在垂直導(dǎo)線方向做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)垂直導(dǎo)線方向的速度減為零,只有沿導(dǎo)線方向的速度,則磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流,線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng),由于速度減小,并且磁場(chǎng)減弱,故產(chǎn)生的電流不會(huì)為恒定電流,故A,B,D錯(cuò)誤C正確.7.(2019·成都武侯校級(jí)模擬)如圖所示是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的示意圖,鐵環(huán)上繞有A,B兩個(gè)線圈,線圈A接直流電源,線圈B接電流表和開(kāi)關(guān)S.通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),即可歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,分析這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是(C)A.閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,電流表G中有ab的感應(yīng)電流B.閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,電流表G中有ba的感應(yīng)電流C.閉合開(kāi)關(guān)S后,在增大電阻R的過(guò)程中,電流表G中有ba的感應(yīng)電流D.閉合開(kāi)關(guān)S后,向右滑動(dòng)變阻器滑片,電流表G指針不偏轉(zhuǎn)解析:閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,穿過(guò)線圈B的磁通量不發(fā)生變化,電流表G中無(wú)感應(yīng)電流,故A,B錯(cuò)誤.閉合開(kāi)關(guān)S后,在增大電阻R的過(guò)程中,電流減小,則通過(guò)線圈B的磁通量減小了,根據(jù)安培定則可確定穿過(guò)線圈B的磁場(chǎng)方向,再根據(jù)楞次定律可得:電流表G中有ba的感應(yīng)電流,故C正確;閉合開(kāi)關(guān)S后,向右滑動(dòng)變阻器滑片,導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量變化,則電流表中有電流,因而電流表G指針會(huì)偏轉(zhuǎn),故D 錯(cuò)誤.8.(2018·江蘇校級(jí)一模)如圖所示,兩同心圓環(huán)A,B置于同一光滑水平桌面上,其中A為均勻帶正電荷的絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán),若A環(huán)以圖示的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)速逐漸增大,則(A)A.B環(huán)將有沿半徑向外方向擴(kuò)張的趨勢(shì)B.B環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿.B環(huán)對(duì)桌面的壓力將增大D.B環(huán)對(duì)桌面的壓力將減小解析:A環(huán)以圖示的順時(shí)針?lè)较蚶@圓心加速轉(zhuǎn)動(dòng),因絕緣環(huán)A帶正電,所以產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?使得B環(huán)中的磁通量變大,由楞次定律可得感應(yīng)電流方向是逆時(shí)針的,兩環(huán)的電流方向相反,則具有沿半徑擴(kuò)張趨勢(shì),故A正確,B錯(cuò)誤.因兩同心圓環(huán)A,B置于同一光滑水平桌面上,相互作用力在水平面上,對(duì)桌面的壓力不變,故C,D錯(cuò)誤.9.1931年英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言:存在只有一個(gè)磁極的粒子即“磁單極子”.1982年美國(guó)物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn),儀器的主要部分是一個(gè)由超導(dǎo)體組成的線圈,超導(dǎo)體的電阻為零,一個(gè)微弱的電動(dòng)勢(shì)就可以在超導(dǎo)線圈中引起感應(yīng)電流,而且這個(gè)電流將長(zhǎng)期維持下去,并不減弱,他設(shè)想,如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過(guò)如圖所示的超導(dǎo)線圈,那么從上向下看,超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn)(D)A.先是逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,然后是順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.先是順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,然后是逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.順時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流D.逆時(shí)針?lè)较虺掷m(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流解析:若N極磁單極子穿過(guò)超導(dǎo)線圈的過(guò)程中,當(dāng)磁單極子靠近線圈時(shí),穿過(guò)線圈中磁通量增加,且磁場(chǎng)方向從上向下,所以由楞次定律可知,從上向下看,可確定感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?當(dāng)磁單極子遠(yuǎn)離線圈時(shí),穿過(guò)線圈中磁通量減小,且磁場(chǎng)方向從下向上,所以由楞次定律可知,從上向下看線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不變,D正確.10.(2019·貴州銅仁模擬)(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動(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(BD)A.導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò),方向是DCB.導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò),方向是CDC.磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D.磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右解析:AB切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)右手定則判斷可知,AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽A,則導(dǎo)體棒CD中有電流通過(guò),方向是CD,故A錯(cuò)誤,B正確.感應(yīng)電流通過(guò)CD棒,CD棒受到安培力作用,由左手定則判斷可知磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的安培力向右,故C錯(cuò)誤,D正確.11.(2019·安徽六安模擬)已知地磁場(chǎng)類(lèi)似于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng),地磁N極位于地理南極.如圖所示,在安徽某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上,放置邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合導(dǎo)體線框abcd,線框的ad邊沿南北方向,ab邊沿東西方向,下列說(shuō)法正確的是(C)A.若使線框向東平移,則a點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)電勢(shì)高B.若使線框向北平移,則a點(diǎn)電勢(shì)等于b點(diǎn)電勢(shì)C.若以ad邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過(guò)程線框中電流方向始終為adcb方向D.若以ab邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過(guò)程線框中電流方向始終為adcb方向解析:安徽位于北半球,地磁場(chǎng)的豎直分量向下,若使線圈向東平動(dòng),地磁場(chǎng)的豎直分量向下,線圈的磁通量沒(méi)有變化,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,ad切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),a點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若使線圈向北平動(dòng),地磁場(chǎng)的豎直分量向下,ab切割磁感線,由右手定則判斷可知,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高,故B錯(cuò)誤;若以ad邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,線圈的磁通量向下減小,根據(jù)楞次定律判斷知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba,選項(xiàng)C正確;若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),因地磁場(chǎng)方向沿向北斜向下的方向,則線圈的磁通量先增加后減小,根據(jù)楞次定律判斷知線圈中感應(yīng)電流方向先abcda,后adcba方向,故D錯(cuò)誤.12.(2019·江西景德鎮(zhèn)模擬)(多選)如圖所示,一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成“”形,通以直流電I,正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi).在電流I增大的過(guò)程中,下列判斷正確的是(BC)A.金屬環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B.金屬環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力解析:根據(jù)安培定則,金屬環(huán)左、右及上方電流在環(huán)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,當(dāng)電流I增大,B增大,所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生,A錯(cuò)誤.由楞次定律得,感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針,且有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),即拉力大于重力,選項(xiàng)B,C正確,D錯(cuò)誤.13.如圖所示,上下開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置.小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部.則小磁塊(C)A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)B.在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大解析:小磁塊從銅管P中下落時(shí),P中的磁通量發(fā)生變化,P中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給小磁塊一個(gè)向上的磁場(chǎng)力,阻礙小磁塊向下運(yùn)動(dòng),因此小磁塊在P中不是做自由落體運(yùn)動(dòng),而塑料管Q中不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此Q中小磁塊做自由落體運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;P中的小磁塊受到的磁場(chǎng)力對(duì)小磁塊做負(fù)功,機(jī)械能不守恒,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于在P中小磁塊下落的加速度小于g,而Q中小磁塊做自由落體運(yùn)動(dòng),因此從靜止開(kāi)始下落相同高度,在P中下落的時(shí)間比在Q中下落的時(shí)間長(zhǎng),C項(xiàng)正確;根據(jù)動(dòng)能定理可知,落到底部時(shí)在P中的速度比在Q中的速度小,D項(xiàng)錯(cuò)誤.6