(江蘇專用)2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)講義(含解析).docx
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電磁感應(yīng)考試內(nèi)容范圍及要求高考統(tǒng)計高考命題解讀內(nèi)容要求說明20152016201720181.考查方式高考對本章內(nèi)容考查命題頻率較高,以選擇題和計算題形式出題,難度一般在中檔或中檔以下.2.命題趨勢(1)楞次定律、右手定則、左手定則的應(yīng)用.(2)與圖象結(jié)合考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(3)通過“桿導(dǎo)軌”模型,“線圈穿過有界磁場”模型,考查電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路、能量等知識的綜合應(yīng)用.41.電磁感應(yīng)現(xiàn)象42.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件43.法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律限于導(dǎo)線方向與磁場方向、運(yùn)動方向垂直的情況T13T6、T13T13T944.自感渦流第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、磁通量1.概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,與磁場方向垂直的面積S與B的乘積.2.公式:BS.3.適用條件:(1)勻強(qiáng)磁場.(2)S為垂直磁場的有效面積.4.磁通量是標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”).5.物理意義:相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù).如圖1所示,矩形abcd、abba、abcd的面積分別為S1、S2、S3,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面abcd垂直,則圖1(1)通過矩形abcd的磁通量為BS1cos或BS3.(2)通過矩形abcd的磁通量為BS3.(3)通過矩形abba的磁通量為0.6.磁通量變化量:21.二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.定義:當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時,閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng).2.條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.例如:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運(yùn)動.3.實質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,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)電動勢而無感應(yīng)電流.自測1(多選)下列說法正確的是()A.閉合電路內(nèi)只要有磁通量,就有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,電路中不一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.線框不閉合時,即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化,線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時,一定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢答案CD三、感應(yīng)電流方向的判定1.楞次定律(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(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.2.右手定則(1)內(nèi)容:如圖2,伸開右手,使拇指與其余四個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)Ь€運(yùn)動的方向,這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.圖2(2)適用情況:導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流.自測2如圖3所示,一圓形金屬線圈放置在水平桌面上,勻強(qiáng)磁場垂直桌面向下,過線圈上A點作切線OO,OO與線圈在同一平面上.在線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)180的過程中,線圈中電流方向()圖3A.始終為ABCAB.始終為ACBAC.先為ACBA,再為ABCAD.先為ABCA,再為ACBA答案A解析在線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)90的過程中,穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減小,則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直桌面向下,由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流方向為ABCA;線圈以O(shè)O為軸由90翻轉(zhuǎn)到180的過程中,穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加,則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直桌面向上,由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流方向仍然為ABCA,A正確.命題點一對磁通量的理解例1(2017江蘇單科1)如圖4所示,兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r.圓形勻強(qiáng)磁場B的邊緣恰好與a線圈重合,則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為()圖4A.11B.12C.14D.41答案A變式1如圖5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(qiáng)磁場的右邊界上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時穿過線圈的磁通量為,若線圈繞OO軸逆時針(從下向上看)轉(zhuǎn)過60的過程中,磁通量的變化量為,則和的大小是()圖5A.,B.,C.BL2,D.NBL2,答案A命題點二電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況例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)按如圖6所示連接.下列說法中正確的是()圖6A.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解析開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出,都將造成線圈B處磁場的變化,因此線圈B處的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確;線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間均能引起線圈B中磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯誤;開關(guān)閉合后,只要移動滑片P,線圈B中磁通量就變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C、D錯誤.變式2(2018阜寧中學(xué)調(diào)研)如圖7所示,一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置,其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面,且與豎直方向的夾角為.在下列各過程中,一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()圖7A.ab向右運(yùn)動,同時使減小B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小,角同時也減小C.ab向左運(yùn)動,同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab向右運(yùn)動,同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和角(090)答案A解析設(shè)此時回路面積為S,據(jù)題意,磁通量BScos,對A選項,S增大,減小,cos增大,則增大,A正確.對B選項,B減小,減小,cos增大,可能不變,B錯誤.對C選項,S減小,B增大,可能不變,C錯誤.對D選項,S增大,B增大,增大,cos減小,可能不變,D錯誤.故只有A正確.命題點三感應(yīng)電流方向的判斷1.用楞次定律判斷(1)楞次定律中“阻礙”的含義:(2)應(yīng)用楞次定律的思路:2.用右手定則判斷該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流,注意三個要點:(1)掌心磁感線穿入;(2)拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向;(3)四指指向感應(yīng)電流的方向.例3(2018鹽城中學(xué)質(zhì)檢)如圖8,有界勻強(qiáng)磁場中水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌上金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好,磁感線垂直導(dǎo)軌平面向上(俯視圖),導(dǎo)軌與處于磁場外的大線圈M相接,欲使置于M內(nèi)的小閉合線圈N產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流,下列做法可行的是()圖8A.ab勻速向右運(yùn)動B.ab加速向右運(yùn)動C.ab加速向左運(yùn)動D.ab勻速向左運(yùn)動答案C變式3(2018東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖9所示,一個有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面向外.一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動到位置2(右),則()圖9A.導(dǎo)線框進(jìn)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(jìn)入磁場時,受到的安培力方向水平向左答案D解析導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,向外的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向為adcba,故A錯誤.導(dǎo)線框離開磁場時,向外的磁通量減小,感應(yīng)電流方向為abcda,故B錯誤.導(dǎo)線框離開磁場時,由左手定則可知,受到的安培力方向水平向左,故C錯誤.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,由左手定則可知,受到的安培力方向水平向左,故D正確.命題點四楞次定律推論的靈活應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因,列表說明如下:內(nèi)容阻礙原磁通量變化“增反減同”阻礙相對運(yùn)動“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化“增反減同”例證磁鐵靠近線圈,B感與B原方向相反磁鐵靠近,是斥力磁鐵遠(yuǎn)離,是引力P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動金屬棒、磁鐵下移,a、b靠近合上S,B先亮例4(2018常州市一模)如圖10所示,鐵芯上繞有線圈A和B,線圈A與直流電源、開關(guān)S連接,線圈B與理想發(fā)光二極管D相連,銜鐵E連接彈簧K控制觸頭C的通、斷.忽略A的自感,下列說法正確的是()圖10A.閉合S,D閃亮一下B.閉合S,C將會過一小段時間后接通C.斷開S,D不會閃亮D.斷開S,C將會過一小段時間后斷開答案D解析閉合S瞬間,穿過線圈B的磁通量增加,根據(jù)楞次定律“增反減同”,結(jié)合右手螺旋定則可知,線圈B所在回路的電流沿逆時針方向,而由于二極管順時針方向?qū)щ?,則D不會閃亮一下,線圈A中磁場立刻吸引街鐵E,導(dǎo)致觸頭C即時接通,故A、B錯誤;斷開S瞬間,穿過線圈B的磁通量要減小,根據(jù)楞次定律“增反減同”,結(jié)合右手螺旋定則可知,線圈B所在回路的電流沿順時針方向,則二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),則D會閃亮,同時對線圈A有影響,阻礙其磁通量減小,那么C將會過一小段時間后斷開,故C錯誤,D正確變式4(2018海安中學(xué)月考)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的.電磁驅(qū)動原理如圖11所示,當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時,線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在在固定線圈左側(cè)同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),電阻率銅鋁.則合上開關(guān)S的瞬間()圖11A.電池正負(fù)極調(diào)換后,金屬環(huán)不能向左彈射B.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向C.若將銅環(huán)放置在線圈右方,環(huán)將向左運(yùn)動D.銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力答案B解析線圈中電流為右側(cè)流入,磁場方向為向左,在閉合開關(guān)的過程中,磁場變強(qiáng),則由楞次定律可知,從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向,故B正確;電池正負(fù)極調(diào)換后,金屬環(huán)受力向左,故仍將向左彈出,故A錯誤;若環(huán)放在線圈右方,根據(jù)“來拒去留”可得,環(huán)將向右運(yùn)動,故C錯誤;由于銅環(huán)的電阻較小,故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大,故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)受到的安培力,故D錯誤.命題點五三定則一定律的應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對比:基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用規(guī)律運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動因動生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律例5(多選)(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)如圖12,一根足夠長的直導(dǎo)線水平放置,通以向右的恒定電流,在其正上方O點用細(xì)絲線懸掛一銅制圓環(huán).將圓環(huán)從a點無初速度釋放,圓環(huán)在直導(dǎo)線所處的豎直平面內(nèi)運(yùn)動,經(jīng)過最低點b和最右側(cè)c后返回,則()圖12A.從a到c的過程中圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針B.運(yùn)動過程中圓環(huán)受到的安培力方向與速度方向相反C.圓環(huán)從b到c的時間大于從c到b的時間D.圓環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量大于從c到b產(chǎn)生的熱量答案AD變式5(多選)(2018南通中學(xué)期中)如圖13所示,一個閉合三角形導(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.釋放線框,它由實線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動,在此過程中()圖13A.線框中感應(yīng)電流方向依次為ACBAABCAACBAB.線框的磁通量為零時,感應(yīng)電流卻不為零C.線框所受安培力的合力方向依次是為向上向下向上D.線框所受安培力的合力為零,做自由落體運(yùn)動答案AB解析根據(jù)安培定則,通電直導(dǎo)線的磁場在導(dǎo)線上方方向向外,在導(dǎo)線下方方向向里;離導(dǎo)線近的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大,離導(dǎo)線遠(yuǎn)的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度小.線框從上向下靠近導(dǎo)線的過程,向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加,根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生順時針方向的電流;穿越導(dǎo)線時,上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加,先是向外的磁通量減小,之后變成向里的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生逆時針方向的電流.向里的磁通量變成最大后,繼續(xù)向下運(yùn)動,向里的磁通量又逐漸減小,這時線框中的電流又變成了順時針方向,故A正確;根據(jù)A中的分析可知,當(dāng)線框中的磁通量為零時,線框中有逆時針方向的感應(yīng)電流,故B正確;根據(jù)楞次定律可知,線框受到的安培力的方向始終向上,故C、D錯誤.1.(2017徐州市考前模擬)下列各圖所描述的物理情境中,沒有感應(yīng)電流的是()答案A解析開關(guān)S閉合穩(wěn)定后,穿過線圈N的磁通量保持不變,線圈N不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A符合題意;磁鐵向鋁環(huán)A靠近,穿過鋁環(huán)A的磁通量在增大,鋁環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B不符合題意;金屬框從A向B運(yùn)動,穿過金屬框的磁通量時刻在變化,金屬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C不符合題意;銅盤在磁場中按題圖所示方向轉(zhuǎn)動,銅盤的一部分切割磁感線,電阻R中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D不符合題意.2.(多選)(2018鹽城中學(xué)模擬)如圖14所示為兩同心圓環(huán),當(dāng)有一有界勻強(qiáng)磁場恰好完全垂直穿過A環(huán)面時,A環(huán)面磁通量為1,此時B環(huán)面磁通量為2,若將其勻強(qiáng)磁場改為一條形磁鐵,垂直穿過A環(huán)面,此時A環(huán)面的磁通量為3,B環(huán)面磁通量為4,有關(guān)磁通量的大小說法正確的是()圖14A.14D.34,同理,如果磁鐵內(nèi)部穿過環(huán)面的磁感線方向向內(nèi),也可得出結(jié)論34,故C正確,D錯誤.3.如圖15所示,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()圖15A.金屬環(huán)向上運(yùn)動,則環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B.金屬環(huán)向下運(yùn)動,則環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流答案D解析兩個直導(dǎo)線之間的磁場是對稱的,金屬環(huán)在中間時,通過金屬環(huán)的磁通量為零,金屬環(huán)上下運(yùn)動的時候,穿過金屬環(huán)的磁通量不變,不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A、B錯誤;金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則穿過金屬環(huán)的磁場垂直紙面向外并且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可得,環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針,故C錯誤;金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則穿過金屬環(huán)的磁場垂直紙面向里并且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可得,環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針,故D正確.4.如圖16,ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框,E是電源,當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑行時,線框ab將()圖16A.保持靜止不動B.沿順時針方向轉(zhuǎn)動C.沿逆時針方向轉(zhuǎn)動D.發(fā)生轉(zhuǎn)動,但電源極性不明,無法確定轉(zhuǎn)動方向答案B1.下列說法中正確的是()A.當(dāng)穿過某個面的磁通量等于零時,該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定與通電導(dǎo)線所受安培力方向、直導(dǎo)線方向都垂直C.感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向,這是能量守恒定律的必然結(jié)果D.洛倫茲力不改變運(yùn)動電荷的速度答案C解析當(dāng)磁場與平面平行時,磁通量為零,而磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零,故A錯誤;根據(jù)左手定則可知,安培力一定與磁感應(yīng)強(qiáng)度及電流方向垂直,但磁場方向不一定與直導(dǎo)線方向垂直,故B錯誤;感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向,這是能量守恒定律的必然結(jié)果,故C正確;洛倫茲力對電荷不做功,因此不改變運(yùn)動電荷的速度大小,但可以改變速度的方向,故D錯誤.2.(2018海安中學(xué)段考)下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()答案B解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:A中,電路沒閉合,無感應(yīng)電流;B中,電路閉合,且垂直磁感線的平面的面積增大,即閉合電路的磁通量增大,有感應(yīng)電流;C中,穿過閉合圓環(huán)的磁感線相互抵消,磁通量恒為零,無感應(yīng)電流;D中,閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化,無感應(yīng)電流.3.(2018如東縣質(zhì)量檢測)物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”.如圖1所示,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)實驗,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()圖1A.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D解析無論實驗用的是交流電還是直流電,閉合開關(guān)S的瞬間,穿過套環(huán)的磁通量均增加,只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體,套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,套環(huán)就會跳起.如果套環(huán)是用塑料做的,則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,也就不會受安培力作用而跳起.選項D正確.4.如圖2所示,線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路,在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的S極朝下,在將磁鐵的S極插入線圈的過程中,下列說法正確的是()圖2A.通過電阻的感應(yīng)電流的方向為由b到a,線圈與磁鐵相互排斥B.通過電阻的感應(yīng)電流的方向為由a到b,線圈與磁鐵相互排斥C.通過電阻的感應(yīng)電流的方向為由a到b,線圈與磁鐵相互吸引D.通過電阻的感應(yīng)電流的方向為由b到a,線圈與磁鐵相互吸引答案A解析當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動時,穿過線圈的磁通量變大,條形磁鐵磁場方向向上,所以感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下,根據(jù)右手螺旋定則,通過電阻的電流方向為ba.根據(jù)楞次定律中“來拒去留”規(guī)律可判斷線圈對磁鐵有阻礙作用,故線圈與磁鐵相互排斥,故A正確,B、C、D錯誤.5.(2018江蘇百校12月大聯(lián)考)現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備.電子感應(yīng)加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成.當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時會產(chǎn)生變化的磁場,穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化,這時真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場,電子將在渦旋電場作用下得到加速.如圖3所示(上邊部分為側(cè)視圖,下邊部分為真空室的俯視圖),若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動,當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時( )圖3A.電子在軌道上順時針運(yùn)動B.保持電流的方向不變,當(dāng)電流減小時,電子將加速C.保持電流的方向不變,當(dāng)電流增大時,電子將加速D.被加速時電子做圓周運(yùn)動的周期不變答案C6.(2018如皋市質(zhì)檢)如圖4甲所示,長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.在0時間內(nèi),直導(dǎo)線中電流向上,則在T時間內(nèi),線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是()圖4A.順時針,向左B.逆時針,向右C.順時針,向右D.逆時針,向左答案B解析在0時間內(nèi),直導(dǎo)線中電流向上,由題圖乙知,在T時間內(nèi),直導(dǎo)線中電流方向也向上,根據(jù)安培定則知,導(dǎo)線右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里,電流逐漸增大,則磁場逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律,金屬線框中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流.根據(jù)左手定則,金屬線框左邊受到的安培力方向向右,右邊受到的安培力方向向左,離導(dǎo)線越近,磁場越強(qiáng),受到的安培力越大,則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力,所以金屬線框所受安培力的合力方向向右,故B正確,A、C、D錯誤.7.(2019射陽二中模擬)如圖5,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直,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.現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動,在運(yùn)動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()圖5A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向答案D解析金屬桿PQ突然向右運(yùn)動,在運(yùn)動開始的瞬間,閉合回路PQRS中磁場方向垂直紙面向里,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)生的磁場垂直紙面向外,由安培定則可判斷感應(yīng)電流方向為逆時針;由于閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外,與原磁場方向相反,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)生的磁場方向垂直紙面向里,由安培定則可知T中感應(yīng)電流方向為順時針,選項D正確.8.如圖6所示,一個N極朝下的條形磁鐵豎直下落,恰能穿過水平放置的固定矩形導(dǎo)線框,則()圖6A.磁鐵經(jīng)過位置時,線框中感應(yīng)電流沿abcd方向;經(jīng)過位置時,沿adcb方向B.磁鐵經(jīng)過位置時,線框中感應(yīng)電流沿adcb方向;經(jīng)過位置時,沿abcd方向C.磁鐵經(jīng)過位置和時,線框中感應(yīng)電流都沿abcd方向D.磁鐵經(jīng)過位置和時,線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向答案A解析當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置時,穿過線框的磁通量向下且不斷增加,由楞次定律可確定感應(yīng)電流的磁場方向向上,阻礙原磁通量的增加,根據(jù)安培定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿abcd方向.同理可判斷當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置時,感應(yīng)電流沿adcb方向,故選A.9.(2018江蘇一模)如圖7所示為電磁驅(qū)動器的原理圖.其中為磁極,它被固定在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,金屬圓盤可以繞中心軸轉(zhuǎn)動,圓盤與轉(zhuǎn)軸間的阻力較小.整個裝置固定在一個絕緣支架上.當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時,金屬圓盤也將轉(zhuǎn)動起來.下列有關(guān)說法中正確的是()圖7A.金屬圓盤轉(zhuǎn)動的方向和磁極的轉(zhuǎn)動方向相同,轉(zhuǎn)速小于磁極的轉(zhuǎn)速B.金屬圓盤轉(zhuǎn)動的方向和磁極的轉(zhuǎn)動方向相同,轉(zhuǎn)速等于磁極的轉(zhuǎn)速C.將金屬圓盤換成絕緣盤,它也會跟著磁極轉(zhuǎn)動D.當(dāng)電動機(jī)突然被卡住不轉(zhuǎn)時,金屬圓盤將轉(zhuǎn)動較長時間才會停下來答案A解析根據(jù)楞次定律可知,為阻礙磁通量變化,金屬圓盤與磁極的轉(zhuǎn)動方向相同,但快慢不一,金屬圓盤的轉(zhuǎn)速一定比磁極的轉(zhuǎn)速小,故A正確,B錯誤;將金屬圓盤換成絕緣盤,盤中沒有感應(yīng)電流,不受安培力,不會跟著磁極轉(zhuǎn)動,故C錯誤;當(dāng)電動機(jī)突然被卡住不轉(zhuǎn)時,由于金屬圓盤產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力,而安培力將阻礙金屬圓盤與磁極間的相對運(yùn)動,所以金屬圓盤很快會停下來,故D錯誤.10.(2018東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖8所示,均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置,當(dāng)a繞圓心O在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時,b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,且具有收縮趨勢,由此可知,圓環(huán)a沿()圖8A.逆時針加速旋轉(zhuǎn)B.逆時針減速旋轉(zhuǎn)C.順時針加速旋轉(zhuǎn)D.順時針減速旋轉(zhuǎn)答案D解析分析A選項,當(dāng)帶正電的絕緣圓環(huán)a逆時針加速旋轉(zhuǎn)時,相當(dāng)于逆時針方向電流,并且在增大,根據(jù)右手螺旋定則,其內(nèi)(金屬圓環(huán)a內(nèi))有垂直紙面向外的磁場,其外(金屬圓環(huán)b處)有垂直紙面向里的磁場,并且磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大,金屬圓環(huán)b包圍的面積內(nèi)的磁場的總磁感應(yīng)強(qiáng)度是垂直紙面向外(因為向外的比向里的磁通量多,向外的是全部,向里的是部分)而且增大,根據(jù)楞次定律,b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場垂直紙面向里,所以b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,且受到向外的磁場力,有擴(kuò)張的趨勢,所以A錯誤;同樣的方法可分析B選項,圓環(huán)b中產(chǎn)生逆時針方向電流,具有收縮趨勢,C選項,圓環(huán)b中產(chǎn)生順時針方向電流,具有擴(kuò)張趨勢,選項B、C錯誤;而D選項,b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,具有收縮趨勢,所以D正確.11.(2017南通市第一次調(diào)研)如圖9所示,圓筒形鋁管豎直置于水平桌面上,一磁塊從鋁管的正上方由靜止開始下落,穿過鋁管落到水平桌面上,下落過程中磁塊不與管壁接觸.忽略空氣阻力,則在下落過程中()圖9A.磁塊做自由落體運(yùn)動B.磁塊的機(jī)械能守恒C.鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力D.磁塊動能的增加量大于重力勢能的減少量答案C解析磁塊在鋁管中運(yùn)動的過程中,雖不計空氣阻力,但存在安培力做負(fù)功現(xiàn)象,磁塊不會做自由落體運(yùn)動,故A錯誤;磁塊在整個下落過程中,除重力做功外,還有產(chǎn)生的感應(yīng)電流對應(yīng)的安培力做功,導(dǎo)致減小的重力勢能除部分轉(zhuǎn)化為動能外,還要產(chǎn)生內(nèi)能,故機(jī)械能不守恒,動能的增加量小于重力勢能的減少量,故B、D錯誤;磁塊在整個下落過程中,由楞次定律中“來拒去留”規(guī)律可知,鋁管受向下的作用力,故鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力,故C正確.12.(多選)如圖10所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd,用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點,并可繞O點左右擺動.金屬線框從圖示位置的右側(cè)某一位置由靜止釋放,在擺動到左側(cè)最高點的過程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則下列說法中正確的是()圖10A.線框中感應(yīng)電流的方向先是dcbad,后是abcdaB.線框中感應(yīng)電流的方向是dcbadC.穿過線框中的磁通量先變大后變小D.穿過線框中的磁通量先變小后變大答案BD解析線框從題圖所示位置的右側(cè)某一位置擺到最低點的過程中,穿過線框的磁通量減小,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為dcbad,從最低點到左側(cè)最高點的過程中,穿過線框的磁通量增大,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為dcbad,故B、D正確.- 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