電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律1.如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由平移到，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為1和2，則()A1>2B12C1<2D不能判斷解析：選C.導(dǎo)體MN周圍的磁場并非勻強磁場，靠近MN處的磁場強些，磁感線密一些，遠離MN處的磁感線疏一些，當(dāng)線框在位置時，穿過平面的磁通量為I，當(dāng)線框平移到位置時，磁通量為，則磁通量的變化量為1|.當(dāng)線框翻轉(zhuǎn)至位置時，磁感線相當(dāng)于從“反面”穿過平面，則磁通量為，則磁通量的變化量是2|，所以1<2.2(多選)(2019·寧波質(zhì)檢)下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運動B如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時C如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時D如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時解析：選BD.甲圖中導(dǎo)體AB順著磁感線運動，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應(yīng)電流，故選項A錯誤；乙圖中條形磁鐵插入線圈時，線圈中的磁通量增加，拔出時線圈中的磁通量減少，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項B正確；丙圖中開關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項C錯誤；丙圖中開關(guān)S接通，滑動變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場變化，螺線管B中的磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項D正確3如圖所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是()A三者同時落地B甲、乙同時落地，丙后落地C甲、丙同時落地，乙后落地D乙、丙同時落地，甲后落地解析：選D.甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時間長；乙沒有閉合回路，丙是塑料線框，故都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運動，故D正確4(2019·臺州質(zhì)檢)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗中：(1)首先要確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向間的關(guān)系實驗中所用電流計量程為100 A，電源電動勢為1.5 V，待選的保護電阻有：R1100 k，R21 k，R310 ，應(yīng)選用_作為保護電阻(2)實驗中已得出電流計指針向右偏轉(zhuǎn)時，電流是“接線柱流入的，那么在如圖甲所示的裝置中，若將條形磁鐵S極朝下插入線圈中，則電流計的指針應(yīng)向_偏轉(zhuǎn)(3)在給出的實物圖乙中，用實線作為導(dǎo)線將實驗器材連成實驗電路(4)將線圈L1插入L2中，合上開關(guān)能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實驗操作是_A插入軟鐵棒B拔出線圈L1C使變阻器阻值變大D斷開開關(guān)解析：(1)為保護電流計安全，保護電阻最小阻值R 1.5×104 ，因此保護電阻應(yīng)選R1.(2)將條形磁鐵S極朝下插入線圈中，穿過線圈的磁場方向向上，磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從“”接線柱流入電流計，電流計的指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)(3)將線圈L2和電流計串聯(lián)形成一個回路，將開關(guān)、滑動變阻器、電源、線圈L1串聯(lián)而成另一個回路即可，實物圖如圖所示：(4)根據(jù)楞次定律可知，若使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同，則線圈L2中的磁通量應(yīng)該減小，故拔出線圈L1，使變阻器阻值變大，斷開開關(guān)均可使線圈L2中的磁通量減小，故A錯誤，B、C、D正確答案：(1)R1(2)右(3)如解析圖(4)BCD5(2019·臺州月考)在“探究感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)”的實驗中，請完成下列實驗步驟：(1)為弄清靈敏電流計指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，可以使用一個已知正負極性的直流電源進行探究某同學(xué)想到了多用電表內(nèi)部某一擋含有直流電源，他應(yīng)選用多用電表的_擋(選填“歐姆”“直流電流”“直流電壓”“交流電流”或“交流電壓”)對靈敏電流計進行測試由實驗可知當(dāng)電流從正接線柱流入電流計時，指針向右擺動(2)該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流計的正接線柱，再將黑表筆_(選填“短暫”或“持續(xù)”)接靈敏電流計的負接線柱若靈敏電流計的指針向左擺動，說明電流由電流計的_(選填“正”或“負”)接線柱流入靈敏電流計的(3)實驗中該同學(xué)將磁鐵某極從線圈上方向下插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，請在圖中用箭頭畫出線圈電流方向，并用字母N、S標出磁鐵的極性解析：(1)歐姆擋含有直流電源，故換到歐姆擋(2)試探性的，所以需要短暫接觸，從上面可以知道當(dāng)電流從正接線柱流入電流計時，指針向右擺動，現(xiàn)要使指針向左擺動，則應(yīng)使電流從負接線柱流入靈敏電流計答案：(1)歐姆(2)短暫負(3)如圖【課后達標檢測】一、選擇題1.(2019·湖州檢測)如圖所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁感應(yīng)強度為B，則穿過線圈的磁通量為()A. B.CBL2DNBL2答案：A2物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”如圖，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起某同學(xué)另找來器材再探究此實驗他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是()A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同答案：D3(2019·嘉興質(zhì)檢)如圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2，則()A導(dǎo)線框進入磁場時，感應(yīng)電流方向為abcdaB導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向為adcbaC導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右D導(dǎo)線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左答案：D4.(2019·紹興調(diào)研)如圖所示，螺線管的導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相接，一個帶負電的小球用絲線懸掛在兩金屬板間，并處于靜止狀態(tài)，若條形磁鐵突然插入線圈時，小球的運動情況是()A向左擺動B向右擺動C保持靜止D無法判定解析：選A.條形磁鐵突然插入線圈時，由楞次定律可判定線圈中產(chǎn)生瞬間電流給平行金屬板充電，左板帶正電，右板帶負電，小球在電場力作用下向左擺動，故A正確5(多選)(2019·杭州質(zhì)檢)如圖所示，一平面線圈用細桿懸于P點，開始細桿處于水平位置，釋放后它在圖示的勻強磁場中運動已知線圈平面始終與紙面垂直當(dāng)線圈第一次通過位置和位置時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向依次為()A位置逆時針方向B位置位置均為逆時針方向C位置順時針方向D位置位置均為順時針方向解析：選AC.由題圖可知，當(dāng)線圈從位置運動到最低點過程中，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向順著磁場方向看是逆時針；當(dāng)線圈從最低點運動到位置的過程中，穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)是順時針，所以A、C項正確，B、D項錯誤6(2019·浙江91聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示，水平地面上方存在有界勻強磁場(上、下邊界水平)，磁場上方有三個單匝正方形銅線圈A、B、C，它們從相同高度由靜止開始同時下落其中A有一個缺口，B、C都是閉合的，但B的導(dǎo)線最粗；A、B邊長相等，C邊長最大，但都小于磁場區(qū)域的高度則線圈()AA最后落地 BB最后落地CC最后落地DB、C同時落地解析：選C.線圈A由于有缺口，在磁場中不能形成電流，所以下落時不受安培力作用，故下落的加速度一直為g；而B、C線圈是閉合的，進入磁場后，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到豎直向上的安培力作用，加速度小于g，則A線圈最先落地，設(shè)線圈的邊長為L，橫截面積為S，電阻率為0，密度為，質(zhì)量為m，進入磁場后速度為v時加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律得mgvma，agvg vg，可知a與橫截面積S、長度L無關(guān)，而線圈C邊長最大，進入磁場的位移大，所以C線圈最后落地，選項C正確，選項A、B、D錯誤7(2019·寧波調(diào)研)如圖甲所示，金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示已知磁場方向垂直于環(huán)面向里為正方向，則下列說法不正確的是()At2時刻，穿過圓環(huán)的磁通量為0，圓環(huán)中無感應(yīng)電流Bt1t3時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向C0t4時間內(nèi)，金屬圓環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢，兩次擴張趨勢Dt2t3時間內(nèi)，環(huán)上某一段受到的安培力指向圓心解析：選A.在t2時刻，穿過圓環(huán)的磁通量為0，但此時磁通量在變化，圓環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A項錯誤；根據(jù)楞次定律，t1t3時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流方向一直沿順時針方向，故B項正確；根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)磁感應(yīng)強度增大時，金屬環(huán)有收縮的趨勢，當(dāng)磁感應(yīng)強度減小時，金屬環(huán)有擴張趨勢，從圖象可以看出，0t4時間內(nèi)，金屬環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢，兩次擴張趨勢，故C項正確；t2t3時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量垂直紙面向外并且增大，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則，圓環(huán)受到的安培力指向圓心，故D項正確8(2019·浙江黃巖選考適應(yīng)性考試)如圖甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強度B的正方向，螺線管與U型導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)，當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，下列選項中正確的是()A在t1時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大B在t2時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大C在t1t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D在t1t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有擴張的趨勢解析：選B.當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，在t1時刻，感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量為零，選項A錯誤；在t2時刻，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大，選項B正確；由楞次定律，在t1t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流，感應(yīng)電流逐漸增大，金屬圓環(huán)L內(nèi)磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，選項C錯誤；在t1t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢，選項D錯誤9(多選)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠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，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)下列說法正確的是()A開關(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B開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動解析：選AD.由電路可知，開關(guān)閉合瞬間，右側(cè)線圈環(huán)繞部分的電流向下，由安培定則可知，直導(dǎo)線在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場，由楞次定律可知，左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流，則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北，由安培定則可知，直導(dǎo)線在小磁針所在位置產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，A正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，穿過左側(cè)線圈的磁通量不變，則左側(cè)線圈中的感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場，則小磁針靜止不動，B、C錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，穿過左側(cè)線圈向右的磁通量減少，則由楞次定律可知，左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南，直導(dǎo)線在小磁針所在處產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，D正確二、非選擇題10為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示已知線圈由a端開始繞至b端；當(dāng)電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)(1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)俯視線圈，其繞向為_(選填“順時針”或“逆時針”)(2)當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時，指針向右偏轉(zhuǎn)俯視線圈，其繞向為_(選填“順時針”或“逆時針”)解析：(1)根據(jù)楞次定律，線圈的磁場上端為N極，下端為S極，又由于指針向左偏轉(zhuǎn)，所以線圈中的電流方向為從b到a，由右手螺旋定則知，俯視線圈時，從a到b，線圈的繞向為順時針(2)根據(jù)楞次定律，線圈的磁場上端為N極，下端為S極，又由于指針向右偏轉(zhuǎn)，所以線圈中的電流方向為從a到b，由右手螺旋定則知，俯視線圈時，從a到b，線圈的繞向為逆時針答案：(1)順時針(2)逆時針11(2019·舟山質(zhì)檢)某同學(xué)利用如圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化內(nèi)阻r40 的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接滑動變阻器最大阻值為40 ，初始時滑片位于正中間20 的位置打開傳感器，將質(zhì)量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止(磁鐵下落中受到的電磁阻力遠小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動)，釋放點到海綿墊高度差為h.計算機屏幕上顯示出如圖所示的UIt曲線(1)磁鐵穿過螺線管過程中，產(chǎn)生第一峰值時線圈中的感應(yīng)電動勢約_V.(2)圖象中UI出現(xiàn)前后兩個峰值，對比實驗過程發(fā)現(xiàn)，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的，對這一現(xiàn)象的相關(guān)說法正確的是_A線圈中的磁通量變化率經(jīng)歷先增大后減小再增大再減小的過程B如果滑片從中間向左移動時，坐標系中的兩個峰值一定都會減小C磁鐵在下落過程中加速度始終小于重力加速度gD如果僅略減小h，兩個峰值都會減小(3)在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉(zhuǎn)化為的電能是_J.解析：(1)由UIt曲線可知，產(chǎn)生第一峰值時滑動變阻器功率為：P滑0.004 5 W線圈輸出功率表達式為P出I2R外根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EI(R內(nèi)R外)聯(lián)立將R內(nèi)40 ，R外20 代入得E0.9 V.(2)由UIt圖象的變化趨勢可知，A對；滑片向左移動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電流增大，螺線管消耗的功率增大，滑動變阻器消耗的功率減小，即UI減小，圖象峰值減小，B對；磁鐵下落至螺線管中點時，磁通量變化率為0，螺線管感應(yīng)電流為0，磁鐵只受重力加速度g，C錯；減小h，磁鐵速度減小，螺線管中磁通量變化率減小，感應(yīng)電流減小，圖線峰值減小，D對故選ABD.(3)根據(jù)圖象物理意義可知：圖象與橫軸圍成面積大小等于下落過程中電源的輸出電能，由圖象可得，在磁鐵下降h的過程中機械能轉(zhuǎn)化為電能為：2.3×104 J(2.1×104 J2.4×104 J均正確)答案：(1)0.9(2)ABD(3)2.3×104(2.1×1042.4×104均正確)- 9 -