第九章 第1單元 電磁感應現象、楞次定律一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1如圖1所示，閉合線圈abcd在磁場中運動到如圖所示位置 時，ab邊受到的磁場力豎直向上，此線圈的運動情況可能是 () a向右進入磁場b向左移出磁場c以ab為軸轉動d以cd為軸轉動2如圖2所示，在勻強磁場中，mn、pq是兩根平行的金屬導軌，而ab、cd為串有伏特表和安培表的兩根金屬棒，它們同時以相同的速度向右運動時，下列說法中正確的是()a電壓表有讀數，電流表有讀數b電壓表無讀數，電流表有讀數c電壓表無讀數，電流表無讀數d電壓表有讀數，電流表無讀數3如圖3所示，虛線框abcd內有一勻強磁場區域，磁場方向豎直向下矩形閉合金屬線框abcd以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區域運動圖4中所給出的是金屬框的四個可能達到的位置，則金屬框的速度不可能為零的位置是 ()4如圖5甲所示，兩個閉合圓形線圈a、b的圓心重合，放在同一水平面內，線圈a中通以如圖5乙所示的變化電流，t0時電流方向為順時針(如圖中箭頭所示)在t1t2時間內，對于線圈b，下列說法中正確的是 ()a線圈b內有順時針方向的電流，線圈有擴張的趨勢b線圈b內有順時針方向的電流，線圈有收縮的趨勢c線圈b內有逆時針方向的電流，線圈有擴張的趨勢d線圈b內有逆時針方向的電流，線圈有收縮的趨勢5現代汽車中有一種先進的制動機構，可保證車輪在制動時不是完全剎死滑行，而是讓車輪仍有一定的滾動經研究這種方法可以更有效地制動，它有一個自動檢測車速的裝置，用來控制車輪的轉動，其原理如圖6所示，鐵質齒輪p與車輪同步轉動，右端有一個繞有線圈的磁體，m是一個電流檢測器當車輪帶動齒輪轉動時，線圈中會有電流，這是由于齒靠近線圈時被磁化，使磁場增強，齒離開線圈時磁場減弱，磁通量變化使線圈中產生了感應電流將這個電流經放大后去控制制動機構，可有效地防止車輪被制動抱死在齒a轉過虛線位置的過程中，關于m中感應電流的說法正確的是()am中的感應電流方向一直向左bm中的感應電流方向一直向右cm中先有自右向左、后有自左向右的感應電流dm中先有自左向右、后有自右向左的感應電流二、多項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6如圖7所示是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構成的閉合回路中就會產生感應電流各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況，其中正確的是 ()7如圖8所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強磁場中，下列做法中能使圓盤中產生感應電流的是()a圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉動b圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉動c圓盤在磁場中向右勻速平移d勻強磁場均勻增加8如圖9所示，在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質圓環以下判斷中正確的是 ()a釋放圓環，環下落時環的機械能守恒b釋放圓環，環下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵受的重力大c給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動d給磁鐵水平向右的初速度，圓環產生向左運動的趨勢9(2010南京模擬)如圖10所示，通過水平絕緣的傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈均與傳送帶以相同的速度勻速運動為了檢測出個別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強磁場區域，磁場方向垂直于傳送帶，線圈進入磁場前等距離排列，穿過磁場后根據線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈，通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是 ()a若線圈閉合，進入磁場時，線圈相對傳送帶向后滑動b若線圈不閉合，進入磁場時，線圈相對傳送帶向后滑動c從圖中可以看出，第2個線圈是不合格線圈d從圖中可以看出，第3個線圈是不合格線圈10如圖11所示，aoc是光滑的金屬軌道，ao沿豎直方向，oc沿水平方向，pq是一根金屬直桿如圖所示立在導軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動，運動過程中q端始終在oc上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強磁場，則在pq桿滑動的過程中，下列判斷正確的是 ()a感應電流的方向始終是由pqb感應電流的方向先是由pq，后是由qpcpq受磁場力的方向垂直桿向左dpq受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右三、計算題(本題共2小題，共30分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)11(14分)如圖12所示，固定于水平面上的金屬架cdef處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒mn沿框架以速度v向右做勻速運動t0時，磁感應強度為b0，此時mn到達的位置使mden構成一個邊長為l的正方形為使mn棒中不產生感應電流，從t0開始，磁感應強度b應怎樣隨時間t變化？請推導出這種情況下b與t的關系式12(16分)磁感應強度為b的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內，有一個電阻為r、邊長為l的正方形導線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖13所示，從ab進入磁場時開始計時(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象；(2)判斷線框中有無感應電流若有，請判斷出感應電流的方向；若無，請說明理由第九章 第1單元 電磁感應現象、楞次定律【參考答案與詳細解析】一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1解析：ab邊受磁場力豎直向上，由左手定則知，通過ab的電流方向是由a指向b，由右手定則可知當線圈向左移出磁場時，bc邊切割磁感線可產生順時針方向的電流當然也可以用楞次定律判斷當線圈向左移出磁場時，磁通量減小，產生順時針的感應電流，故b正確當以ab或cd為軸轉動時，在圖示位置，導線不切割磁感線，無感應電流產生，故c、d錯答案：b2解析：此題考查對電磁感應現象的理解和對電壓表、電流表示數的理解兩棒以相同的速度向右運動時，因穿過面abcd的磁通量不變，回路中沒有感應電流，電流表和電壓表均不會有讀數c項正確答案：c3 解析：當線框完全處于磁場中時，線框中無感應電流產生，線框不受力，將做勻速直線運動，其速度不可能為零，故c對答案：c4解析：在t1t2時間內，通入線圈a中的電流是正向增大的，即逆時針方向增大的，其內部會產生增大的向外的磁場，穿過b的磁通量增大，由楞次定律可判定線圈b中會產生順時針方向的感應電流線圈b中電流為順時針方向，與a中的電流方向相反，有排斥作用，故線圈b將有擴張的趨勢綜上所述，a項正確答案：a解析：由楞次定律知，感應電流的“效果”總是阻礙引起感應電流的“原因”由于齒靠近線圈時被磁化，使磁場增強，感應電流的磁場總要阻礙原磁場增強，由安培定則可知m中感應電流的方向為自左向右；齒離開線圈時磁場減弱，由楞次定律知，m中感應電流方向為自右向左d項正確答案：d二、多項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6 解析：根據楞次定律可確定感應電流的方向：對c選項，當磁鐵向下運動時：(1)閉合線圈原磁場的方向向上；(2)穿過閉合線圈的磁通量的變化增加；(3)感應電流產生的磁場方向向下；(4)利用安培定則判斷感應電流的方向與圖中箭頭方向相同故c項正確同理分析可知d項正確答案：cd7解析：圓盤繞過圓心的豎直軸轉動和在磁場中勻速平 移，都不會使其磁通量發生變化，故不會有電磁感應現象，a、c錯誤；圓盤繞水平軸轉動或磁場均勻增加，都會使圓盤中的磁通量發生變化，故有感應電流產生，b、d正確答案：bd8解析：由條形磁鐵磁場分布特點可知，穿過其中央位置正上方的 圓環的合磁通量為零，所以在環下落的過程中，磁通量不變，沒有感應電流，圓環只受重力，則環下落時機械能守恒，a對，b錯；給磁鐵水平向右的初速度，由楞次定律可知，圓環的運動總是阻礙自身磁通量的變化，所以環要受到向右的作用力，由牛頓第三定律可知，磁鐵要受到向左的作用力而做減速運動(或據“總阻礙相對運動”的推論得出)，故c對d錯答案：ac9解析：由產生電磁感應現象的條件和楞次定律知，a正確，b錯誤由各線圈位置關系知，c錯誤，d正確答案：ad10解析：在pq桿滑動的過程中，桿與導軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形poq內的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷b項對；再由pq中電流方向及左手定則可判斷d項對答案：bd三、計算題(本題共2小題，共30分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)11解析：要使mn棒中不產生感應電流，應使穿過線圈平面的磁通量不發生變化在t0時刻，穿過線圈平面的磁通量1b0sb0l2設t時刻的磁感應強度為b，此時磁通量為2bl(lvt)由12得b.答案：b12解析：線框穿過磁場的過程可分為三個階段：進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)(1)線框進入磁場階段：t為0，線框進入磁場中的面積與時間成正比，slvt，最后為bsbl2.線框在磁場中運動階段：t為，線框磁通量為bl2，保持不變線框離開磁場階段：t為，線框磁通量線性減小，最后為零(2)線框進入磁場階