專題40 電磁感應(yīng) 楞次定律（練）1如圖所示，閉合圓導(dǎo)線圈平行地放置在勻強(qiáng)磁場中，其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場方向的兩直徑，試分析線圈做以下哪種運(yùn)動時能產(chǎn)生感應(yīng)電流（ ）A使線圈在紙面內(nèi)平動或轉(zhuǎn)動B使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動C使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動D使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動【答案】D【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵是明確產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，要知道磁通量可以用磁感線的條數(shù)表示，線圈與磁場平行時磁通量為零。2現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)如圖所示連接。下列說法中正確的是（ ）A開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)B線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)C開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度D開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn)【答案】A【名師點睛】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件及實驗電路分析，知道感應(yīng)電流產(chǎn)生條件，穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，認(rèn)真分析即可正確解題3下列實驗現(xiàn)象，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（ ）【答案】C【解析】電流在磁場中受到磁場力而運(yùn)動，說明磁場對電流有力的作用，由圖示可知，BD能說明磁場對電流有力的作用；A能說明電流周圍存在磁場，故選C【名師點睛】知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的概念、導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)感應(yīng)電流的現(xiàn)象或者穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;分析清楚圖示實驗情景即可正確解題。4如圖所示，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運(yùn)動中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 （ ）【答案】B【名師點睛】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，要知道產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是傳播閉合回路的磁通量發(fā)生變化時就有感應(yīng)電流產(chǎn)生；解題時要分析清楚圖示情景、明確磁通量是否發(fā)生變化，即可正確解題。5美國大眾科學(xué)月刊網(wǎng)站2011年6月22日報道，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種具有獨特屬性的新型合金能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)化為電能具體而言，只要略微提高溫度，這種合金會從非磁性合金變成強(qiáng)磁性合金，從而在環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖M為圓柱形合金材料，N為線圈，套在圓柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑現(xiàn)對M進(jìn)行加熱，則（ ）AN中將產(chǎn)生逆時針方向的電流BN中將產(chǎn)生順時針方向的電流CN線圈有收縮的趨勢DN線圈有擴(kuò)張的趨勢【答案】D【解析】當(dāng)導(dǎo)致線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)磁場去阻礙線圈的磁通量的變化 A、B、提高溫度，這種合金會從非磁性合金變成強(qiáng)磁性合金，穿過線圈的磁通量增大，從而在環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流由于原磁場的方向未知，所以不能判斷出感應(yīng)電流的方向，故AB錯誤；C、D、M外側(cè)的磁場的方向與M中的磁場的方向相反，N的面積越大，則穿過線圈N的磁通量小當(dāng)M與N中磁通量增大時，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的阻礙磁通量的增大，面積有最大的趨勢，故C錯誤，D正確，故選：D【名師點睛】可從阻礙磁通量變化的角度去分析：增反減同，當(dāng)磁通量增大時，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的阻礙磁通量的增大1如圖所示，螺線管B置于閉合金屬圓環(huán)A的軸線上，當(dāng)B中通過的電流I增大時（ ）A環(huán)A有縮小的趨勢B環(huán)A有擴(kuò)張的趨勢C螺線管B沒有縮短或伸長的趨勢D螺線管B有伸長的趨勢【答案】B【名師點睛】本題關(guān)鍵要明確螺線管線圈相當(dāng)于條形磁鐵，穿過A環(huán)的磁通量存在抵消的情況，注意A的面積越大，磁通量是越小的，不是越大，不能得出相反的結(jié)果2如圖所示，線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)將線框沿垂直磁場方向拉出磁場的過程中，穿過線框磁通量的變化情況是（ ）A變小 B變大 C不變 D先變小后變大【答案】A【解析】在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)線圈與磁場垂直時，磁通量為=BS，S為在磁場中的面積解：線框平面與磁場方向垂直，故磁通量為=BS；將線框沿垂直磁場方向拉出磁場的過程中，在磁場中的面積S減小，故BS減??；故選：A【名師點睛】本題考查了磁通量的概念，關(guān)鍵是記住公式=BS，也可以用穿過線圈的磁感線條數(shù)形象表示，基礎(chǔ)題目3（多選）如圖，一閉合的小金屬環(huán)用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點O處，使金屬圓環(huán)在豎直線OO的兩側(cè)來回擺動的過程中穿過水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感線的方向和水平面垂直若懸點摩擦和空氣阻力均不計，則（ ）A金屬環(huán)每次進(jìn)入和離開磁場區(qū)域都有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流的方向相反B金屬環(huán)進(jìn)入磁場區(qū)域后越靠近OO線時速度越大，而且產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大C金屬環(huán)開始擺動后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后不再減小D金屬環(huán)在擺動過程中，機(jī)械能將全部轉(zhuǎn)化為環(huán)中的電能【答案】ACD、圓環(huán)最后的運(yùn)動狀態(tài)為在磁場區(qū)域來回擺動，機(jī)械能守恒，金屬環(huán)在擺動過程中，只有一部分的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為環(huán)中的電能，故D錯誤，故選：AC【名師點睛】本題考查楞次定律的應(yīng)用和能量守恒相合注意楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的過程，先確認(rèn)原磁場方向，再判斷磁通量的變化，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙原磁通量的變化41931年英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個磁極的粒子即“磁單極子”1982年美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計了一個尋找磁單極子的實驗，儀器的主要部分是一個由超導(dǎo)體組成的線圈，超導(dǎo)體的電阻為零，一個微弱的電動勢就可以在超導(dǎo)線圈中引起感應(yīng)電流，而且這個電流將長期維持下去，并不減弱，他設(shè)想，如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈，那么從上向下看，超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn)（ ）A先是逆時針方向的感應(yīng)電流，然后是順時針方向的感應(yīng)電流B先是順時針方向的感應(yīng)電流，然后是逆時針方向的感應(yīng)電流C順時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流D逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流【答案】D【名師點睛】考查右手螺旋定則、楞次定律，及磁單極子的特征同時注意磁體外部的感應(yīng)線是從N極射出，射向S極5如圖所示，AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬棒，立在導(dǎo)軌上，它從靜止開始在重力作用下運(yùn)動，運(yùn)動過程中b端始終在OC上，a端始終在OA上，直到完全落在OC上，空間存在著勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，則ab棒在上述過程中（ ）A感應(yīng)電流方向是ba B感應(yīng)電流方向是abC感應(yīng)電流方向先是ba，后是ab D感應(yīng)電流方向先是ab，后是ba【答案】C【解析】在ab桿滑動的過程中，aob的面積先增大，后減小，穿過aob磁通量先增大，后減小，根據(jù)楞次定律可知：感應(yīng)電流的方向先是由ba，后是由ab，故ABD錯誤，C正確，故選C【名師點睛】本題是楞次定律的應(yīng)用，難點是分析aob的面積變化尤其要注意到面積在變化的過程中存在最大值，即在ab桿滑動的過程中，aob的面積先增大，后減小，穿過aob磁通量先增大，后減小，根據(jù)楞次定律來判斷電流的方向 1【2016·上海卷】磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動時，線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應(yīng)電流，則磁鐵A向上運(yùn)動B向下運(yùn)動C向左運(yùn)動D向右運(yùn)動【答案】B【解析】據(jù)題意，從圖示可以看出磁鐵提供的穿過線圈原磁場的磁通量方向向下，由安培定則可知線圈中感應(yīng)電流激發(fā)的感應(yīng)磁場方向向上，即兩個磁場的方向相反，則由楞次定律可知原磁場通過線圈的磁通量的大小在增加，故選項B正確?！痉椒记伞客ㄟ^安培定則判斷感應(yīng)磁場方向，通過楞次定律判斷磁鐵的運(yùn)動情況。2【2016·海南卷】如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(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，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向B金屬環(huán)向下運(yùn)動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向C金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向D金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向【答案】D【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向，以及學(xué)會根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流的方向。3【2015·全國新課標(biāo)·19】（多選）1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動【答案】AB【解析】圓盤運(yùn)動過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，選項A對，圓盤在徑向的輻條切割磁感線過程中，內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點電勢不等而形成渦流產(chǎn)生，選項B對。圓盤轉(zhuǎn)動過程中，圓盤位置，圓盤面積和磁場都沒有發(fā)生變化，所以沒有磁通量的變化，選項C錯。圓盤本身呈現(xiàn)電中性，不會產(chǎn)生環(huán)形電流，選項D錯?！疽?guī)律總結(jié)】把握磁通量的變化才是關(guān)鍵，根據(jù)對稱性，圓盤磁通量始終等于零，無磁通量變化。4【2014·全國·3】在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，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合成一閉合回路，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【方法技巧】抓住產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化。