当前位置: 首页 > >

【中小学资料】全程训练2018届高考物理一轮总复* 课练29 电磁感应现象 楞次定律

发布时间:

中小学最新教育资料
课练 29 电磁感应现象 楞次定律
1.下列说法中正确的是( ) A.电磁炉中的线圈通高频电流时,在铝金属锅上产生涡流,使锅体发热从而加热食物 B.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,是为了防止电磁感应 C.精密线绕电阻常采用双线绕法,可以增强线绕电阻通电时产生的磁场 D.车站的安检门可以探测人身携带的金属物品,其是利用了电磁感应原理 2.
(多选)如图所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环,电路接通瞬间,下列说法正 确的是( )
A.从左往右看,铜环中有逆时针方向的感应电流 B.从左往右看,铜环中有顺时针方向的感应电流 C.铜环有收缩趋势 D.铜环有扩张趋势 3.
如图所示,条形磁铁竖直放在水*桌面上,铜质金属环从条形磁铁的正上方足够高处由 静止开始下落,下列说法正确的是( )
A.金属环下落过程中,磁通量不变化,不产生感应电流 B.金属环下落的整个过程中,加速度都小于重力加速度 g C.金属环下落的整个过程中,条形磁铁对桌面的压力都大于条形磁铁的重力 D.金属环下落的整个过程中,感应电流方向改变一次 4.
如图所示为地磁场的磁感线分布示意图.一架飞机在赤道上空匀速飞行,机翼保持水*, 由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠,在地磁场的作用下,金属机翼上产生了电势差.设飞 行员左方机翼末端处的电势为 φ 1,右方机翼末端处的电势为 φ 2,忽略磁偏角的影响,则 ()
A.若飞机从西往东飞,φ 2 比 φ 1 高 B.若飞机从东往西飞,φ 2 比 φ 1 高 C.若飞机从南往北飞,φ 2 比 φ 1 高 D.若飞机从北往南飞,φ 2 比 φ 1 高 5.
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”.磁单极子是指只有 S 极或只有 N 极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.如图所示的实验就是 用于检测磁单极子的实验之一,abcd 为用超导材料围成的闭合回路.设想有一个 N 极磁单 极子沿 abcd 轴线从左向右穿过超导回路,那么在回路中可能发生的现象是( )
A.回路中无感应电流 B.回路中形成持续的 abcda 流向的感应电流 C.回路中形成持续的 adcba 流向的感应电流 D.回路中形成先 abcda 流向后 adcba 流向的感应电流 6.
如图所示,竖直放置的条形磁铁中央有一闭合金属弹性圆环,条形磁铁中心线与弹性圆 环轴线重合,现将弹性圆环均匀向外扩大,下列说法中正确的是( )
A.穿过弹性圆环的磁通量增大 B.从上往下看,弹性圆环中有顺时针方向的感应电流 C.弹性圆环中无感应电流 D.弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外 7.
如图所示,在载流直导线*旁固定有两*行光滑导轨 A、B,导轨与直导线*行且在同 一水*面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒 ab 和 cd.当载流直导线中的电流逐渐增 强时,导体棒 ab 和 cd 的运动情况是( )
A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.ab 和 cd 相向运动,相互靠* D.ab 和 cd 相背运动,相互远离 8.
如图,圆环形导体线圈 a *放在水*桌面上,在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b,二者 轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片 P 向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈 a 的磁通量变小 C.线圈 a 有扩张的趋势 D.线圈 a 对水*桌面的压力 FN 将增大 9.
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
(多选)上海磁悬浮列车于 2003 年 10 月 1 日正式运营.图为其磁悬浮原理:B 是用高温 超导材料制成的超导圆环,图中 A 是圆柱形磁铁,将超导圆环 B 水*放在磁铁 A 上,它就能 在磁场力作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中.以下判断正确的是( )
A.在 B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流.当稳定后,感应电流消失 B.在 B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流.当稳定后,感应电流仍存在 C.在 B 放入磁场的过程中,如 B 中感应电流方向为如图所示方向,则 A 的 N 极朝上 D.在 B 放入磁场的过程中,如 B 中感应电流方向为如图所示方向,则 A 的 S 极朝上 10.
法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机.铜质圆盘竖直放置在水*向 左的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴,用导 线将电刷与电阻 R 连接起来形成回路.转动摇柄,使圆盘如图示方向转动.已知匀强磁场的 磁感应强度为 B,圆盘半径为 L,圆盘匀速转动的角速度为 ω ,不计圆盘电阻.则下列说法 正确的是( )
A.因为穿过圆盘的总磁通量为零,故不产生感应电动势,因此通过 R 的电流为零 B.通过 R 的电流方向从 a 到 b C.通过 R 的电流方向从 b 到 a D.通过 R 的电流大小为 Bω L2/R 11.(2017·重庆二测)如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向
垂直纸面向里,宽度为 l,上、下边界与地面*行,下边界与地面相距72l.将一个边长 为 l,质量为 m,总电阻为 R 的正方形刚性导电线框 ABCD 置于匀强磁场区域上方,线框 CD 边与磁场上边界*行,从高于磁场上边界 h 的位置由静止释放,h 的值能保证 AB 边匀速通 过磁场区域.从 AB 边离开磁场到 CD 边落到地面所用时间是 AB 边通过磁场时间的 2 倍(重力 加速度为 g).求:
(1)线框通过磁场过程中电流的方向; (2)磁场区域内磁感应强度的大小; (3)CD 边刚进入磁场时线框加速度与 h 的函数关系,分析 h 在不同情况下加速度的大小 和方向,计算线框通过磁场区域产生的热量.
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
12.在如图甲所示的半径为 r 的竖直圆柱形区域内,存在竖直向上的匀强磁场,磁感应 强度大小随时间的变化关系为 B=kt(k>0 且为常量).
(1)将一由细导线构成的半径为 r、电阻为 R0 的导体圆环水*固定在上述磁场中,并使 圆环中心与磁场区域的中心重合.求在 T 时间内导体圆环产生的焦耳热;
(2)上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间激发涡旋电场,该涡旋 电场驱使导体内的自由电荷定向移动,形成电流.如图乙所示,在半径为 r 的圆周上,涡旋 电场的电场强度大小处处相等,并且可以用 E=2επ r计算,其中 ε 为由于磁场变化在半径 为 r 的导体圆环中产生的感生电动势.如图丙所示,在磁场区域的水*面内固定一个内壁光 滑的绝缘环形真空细管道,其内环半径为 r,管道中心与磁场区域的中心重合.由于细管道 半径远远小于 r,因此细管道内各处电场强度大小可视为相等的.某时刻,将管道内电荷量 为 q 的带正电小球由静止释放(小球的直径略小于真空细管道的直径),小球受到切向的涡旋 电场力的作用而运动,该力将改变小球速度的大小.忽略小球受到的重力、小球运动时激发 的磁场以及相对论效应.
①若小球由静止经过一段时间加速,获得动能 Em,求小球在这段时间内在真空细管道内 运动的圈数;
②若在真空细管道内部空间加有方向竖直向上的恒定匀强磁场,小球开始运动后经过时 间 t0,小球与环形真空细管道之间恰好没有作用力,求在真空细管道内部所加磁场的磁感应 强度的大小.
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
练高考——找规律
1.(多选)(2016·课标Ⅱ)
法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片 P、Q 分别 与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中.圆盘旋转时,关于流过 电阻 R 的电流,下列说法正确的是( )
A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定 B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿 a 到 b 的方向流过电阻 R C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化 D.若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍,则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍 2.(多选)(2015·课标Ⅰ)
1824 年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水*放置, 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘 在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下 列说法正确的是( )
A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 3.(2016·北京理综)
如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环 a、b,磁场方向与圆环所在*面垂直.磁感应 强度 B 随时间均匀增大.两圆环半径之比为 2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为 Ea 和 Eb. 不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是( )
A.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿逆时针方向 B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向 C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向 D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向
练模拟——明趋势 4.(2017·湖北黄冈质检)如图,虚线 P、Q、R 间存在着磁感应强度大小相等,方向相 反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,磁场宽度均为 L.一等腰直角三角形导线框 abc,ab 边与 bc 边长度均为 L,bc 边与虚线边界垂直.现让线框沿 bc 方向匀速穿过磁场区域,从 c 点经过虚线 P 开始计时,以逆时针方向为导线框中感应电流 i 的正方向,则下列四个图象中
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料 能正确表示 i-t 图象的是( )
5.(2017·湖北襄阳二联)如图甲所示,矩形线圈 abcd 固定于方向相反的两个磁场中, 两磁场的分界线 OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分,两磁场的磁感应强度随时间的变 化规律如图乙所示,规定磁场垂直纸面向内为正,线圈中感应电流逆时针方向为正.则线圈 中感应电流随时间的变化图象为( )
6.(2017·江苏四市模拟)
如图所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺 线管,下列说法正确的是( )
A.电流计中的电流先由 a 到 b,后由 b 到 a B.a 点的电势始终低于 b 点的电势 C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 7.(多选)(2017·江苏镇江模拟)
航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示.当固定线圈上突然通过直流电 时,线圈左侧的金属环被弹射出去.现在线圈左侧同一位置,先后放上用横截面积相等的铜 和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,电阻率 ρ 铜<ρ 铝.则合上开关 S 的瞬间( )
A.从右侧看,环中产生沿逆时针方向的感应电流 B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
C.若将金属环置于线圈右侧,环将向右弹射 D.电池正、负极调换后,金属环仍能向左弹射 8.(多选)(2017·呼和浩特质量调研)

如图所示,在边长为 a 的等边三角形区域内有匀强磁场 B,其方向垂直于纸面向外,一

个边长也为 a 的等边三角形导线框架 EFG 正好与上述磁场区域的边界重合,而后绕其几何中

心 O 点在纸面内以角速度 ω 顺时针方向匀速转动,于是线框 EFG 中产生感应电动势,若转

过 60°后线框转到图中的虚线位置,则在这段时间内( )

A.感应电流方向为 E→G→F→E

B.感应电流方向为 E→F→G→E

C.*均感应电动势大小等于

3ω a2B 4π

D.*均感应电动势大小等于

3ω a2B 3π

9.(多选)(2017·安徽五校第三次联考)

空间中存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场区域的横截面为等腰直角三角形,底边水 *,其斜边长度为 L.一正方形导体框 abcd 的边长也为 L,开始时正方形导体框的 ab 边与磁 场区域横截面的斜边刚好重合,如图所示.由图示的位置开始计时,正方形导体框以*行于 bc 边的速度 v 匀速穿越磁场.若导体框中的感应电流为 i,a、b 两点间的电压为 Uab,感应 电流取逆时针方向为正,则导体框穿越磁场的过程中,i、Uab 随时间变化的图象正确的是 ()

10.(多选)(2017·广州一测)
如图所示,两*行金属导轨固定在水*面上,匀强磁场方向垂直导轨*面向下,金属棒 ab、cd 与导轨垂直并构成闭合回路,且两棒都可沿导轨无摩擦滑动.用与导轨*行的水* 恒力 F 向右拉 cd 棒,经过足够长时间以后( )
A.两棒间的距离保持不变 B.两棒都做匀速直线运动 C.两棒都做匀加速直线运动 D.ab 棒中的电流方向由 b 流向 a 11.(2017·陕西汉中二模)
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
如图所示,两根完全相同的光滑金属导轨 OP、OQ 固定在水*桌面上,导轨间的夹角为 θ =74°.导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为 B0=0.2 T,t=0 时刻,一长为 L=1 m 的金属杆 MN 在外力的作用下以恒定速度 v=0.2 m/s 从 O 点开始向右 滑动.在滑动过程中金属杆 MN 与导轨接触良好,且始终垂直于两导轨夹角的*分线,金属 杆 中 点 始 终 在 两 导 轨 夹 角 的 * 分 线 上 . 导 轨 与 金 属 杆 单 位 长 度 的 电 阻 均 为 r0 = 0.1 Ω /m.(sin30°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)t=2 s 时刻,金属杆中的电流; (2)0~2 s 内,闭合回路中产生的焦耳热; (3)若在 t=2 s 时刻撤去外力,为保持金属杆继续以 v=0.2 m/s 做匀速运动,在金属 杆脱离导轨前可采取将 B 从 B0 逐渐减小的方法,则磁感应强度 B 应随时间怎样变化(写出 B 与 t 的关系式)?
12.(2017·河北石家庄一模)
如图所示,间距为 L 的*行且足够长的光滑导轨由两部分组成:倾斜部分与水*部分* 滑相连,倾角为 θ ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为 r 的定值电阻.质量为 m、电阻也为 r 的金属杆 MN 垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨*面向下、磁感应强度 大小为 B 的匀强磁场;在水*导轨区域加另一垂直导轨*面向下、磁感应强度大小也为 B 的匀强磁场.闭合开关 S,让金属杆 MN 从图示位置由静止释放,已知金属杆运动到水*导 轨前,已达到最大速度,不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为 g.求:
(1)金属杆 MN 在倾斜导轨上滑行的最大速率 vm; (2)金属杆 MN 在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度 vm 前,当流经定值电阻的电流 从零增大到 I0 的过程中,通过定值电阻的电荷量为 q,求这段时间内在定值电阻上产生的焦 耳热 Q; (3)金属杆 MN 在水*导轨上滑行的最大距离 xm.
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料
课练 29 电磁感应现象 楞次定律
1.D 电磁炉中的线圈通高频电流时,在铁磁性金属锅上产生涡流,使锅体发热从而加 热食物,而铝非铁磁性金属,因为铝的电阻率较小,发热效果不好,A 错误;磁电式电表的 线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,当线圈和铝框一起在磁场中运动时,铝框中产 生感应电流,感应电流会使铝框受到与运动方向相反的安培力作用,即电磁阻尼,是利用了 电磁感应,B 错误;精密线绕电阻常采用双线绕法,双线中电流方向相反,可以减小电阻中 通过电流时产生的自感电动势,C 错误;车站的安检门利用涡流探测原理:线圈中交变电流 产生交变的磁场,会在金属物品中产生交变的感应电流,而金属物品中感应电流产生的交变 磁场会在线圈中产生感应电流,引起线圈中交变电流发生变化,从而被探测到,D 正确.
2.BC 电路接通瞬间,螺线管中电流从无到有,铜环中磁通量增大,产生感应电流, 由楞次定律可判断出从左往右看,铜环中有顺时针方向的感应电流,铜环有收缩趋势,A、D 错误,B、C 正确.
3.D 金属环从条形磁铁的正上方足够高处由静止开始下落,磁通量先增大,根据楞次 定律,金属环产生逆时针方向的感应电流,经过虚线 O 后磁通量减小,产生顺时针方向的感 应电流,感应电流方向改变一次,A 错误、D 正确;在金属环下落到虚线 O 处时,磁通量不 变,不产生感应电流,不受电磁阻尼作用,金属环下落的加速度等于 g,条形磁铁对桌面的 压力等于条形磁铁的重力,B、C 错误.
4.C 当飞机在赤道上空竖直下坠时,由于地磁场向北,若飞机从西往东飞,或从东往 西飞,机翼不切割磁感线,不产生感应电动势,电势 φ 2 与 φ 1 相等,A、B 错误;若飞机从 南往北飞,且飞机竖直下坠,由右手定则可知 φ 2 比 φ 1 高,C 正确;若飞机从北往南飞,且 飞机竖直下坠,由右手定则可知 φ 2 比 φ 1 低,D 错误.
5.C N 极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布,由楞次定律知,回路 中形成方向沿 adcba 流向的感应电流,由于回路为超导材料做成的,电阻为零,故感应电流 不会消失,C 项正确.
6.B 竖直向下穿过条形磁铁内部的磁感线与磁铁外部的磁感线形成闭合曲线,故穿过 弹性圆环的磁感线方向竖直向下,当将弹性圆环均匀向外扩大时,穿过弹性圆环的磁通量减 小,由楞次定律知产生顺时针方向的电流(从上向下看),由左手定则可判断出圆环受到的安 培力方向沿半径向里.
7.C 电流增强时,电流在 abdc 回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强,回路中磁通 量增大,根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体棒要相向运 动,相互靠*.选项 C 正确.
8.D 若将滑动变阻器的滑片 P 向下滑动,螺线管 b 中电流增大,根据楞次定律,线圈 a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流,穿过线圈 a 的磁通量变大,线圈 a 有缩小的趋势, 线圈 a 对水*桌面的压力 FN 将增大,选项 A、B、C 错误,D 正确.
9.BC 本题借助磁悬浮模型,考查磁悬浮列车原理.当将 B 靠* A 时,穿过 B 中的磁 通量增大,在该环中会产生感应电流,但由于超导体(电阻率为零)没有电阻,所以 B 中的电 流不会变小,永远存在,故选项 A 错误、B 正确;此时 B 悬浮在 A 的上方空中,即相互排斥, 由安培定则可判断出 B 的下面相当于磁铁 N 极,因此 A 的 N 极朝上,故选项 C 正确、D 错误.
10.C 本题主要考查了动生电动势、右手定则等知识点,意在考查考生的理解能力和 推理能力.可将圆盘看成是由许多根长度为 L 的铜条拼接而成的,这许多根铜条均切割磁感 线产生感应电动势,它们并联起来为电阻 R 供电,故选项 A 错误;对其中一根长度为 L 的铜 条,由右手定则可知,电流从圆盘的圆心流出,从 b 流进电阻,故选项 B 错误、C 正确;通 过电阻 R 的电流 I=E/R,n 根铜条并联的电动势等于一根铜条产生的电动势 E=BLv,v= ω L/2,联立解得 I=BL2ω /2R,故选项 D 错误.
11.解题思路:(1)由楞次定律得,线框中电流方向:CD 边在磁场中时沿 D→C→B→A→D 方向
AB 边在磁场中时沿 A→B→C→D→A 方向 (2)设线框 AB 边在磁场中做匀速运动的速度大小为 v1,穿过磁场的时间为 t,AB 边切割 磁感线产生的电动势为 E1,线框中电流为 I1,则
中小学最新教育资料

中小学最新教育资料

mg=I1lB E1=lv1B I1=ER1

l=v1t 根据题意和匀变速直线运动规律,得 72l-l=v1(2t)+12g(2t)2 联立解得 v1=2 gl,B=???m42Rl25g???14 (3)设线框 CD 边刚进入磁场时,速度大小为 v,加速度大小为 a,线框 CD 边产生的电动 势为 E,电流为 I,线框通过磁场区域产生的热量为 Q 由动能定理得 mgh=12mv2-0

解得 v= 2gh E=lvB I=ER

解得 I=lRvB

由牛顿第二定律得 mg-IlB=ma

解得 a=???1- 2hl???g 当 h=2l 时,a=0

当 h>2l 时,加速度大小为??? 2hl-1???g,方向竖直向上
当 h<2l 时,加速度大小为???1- 2hl???g,方向竖直向下 根据能量守恒定律,有 Q=mg(h+2l)-12mv21

解得 Q=mgh

答案:(1)见解析 (2)???m42Rl25g???14 (3)见解析

12.解题思路:(1)穿过导体圆环内的磁通量发生变化,将产生感生电动势,导体圆环

的面积 S=π r2,根据法拉第电磁感应定律,感生电动势为:ε

=Δ Δ

Φ t

=Δ

BS Δt

=SΔ Δ

Bt=

π r2k

导体圆环内感生电流 I=εR0 =kπR0r2

在 T 时间内导体圆环产生的焦耳热 Q=I2R0T

联立解得:Q=Tπ

2k2r4 R0

(2)①根据题意可知,磁场变化将在真空管道处产生涡旋电场,该电场的电场强度 E=

ε 2π

r=k2r

小球在该电场中受到电场力的作用,电场力的大小为:

F=Eq=k2qr

电场力的方向与真空管道相切,即与速度方向始终相同,小球将会被加速,动能变大

中小学最新教育资料

中小学最新教育资料

设小球由静止到其动能为 Em 的过程中,小球运动的路程为 s,根据 动能定理有 Fs=Em-0 小球运动的圈数 N=2πs r

联立解得:N=kqEπm r2

②小球的切向加速度大小为 a=Fm=k2qmr

由于小球沿速度方向受到大小恒定的电场力,所以可以把小球从开始运动到 t0 时刻,

小球在真空细管道内沿切线方向的加速运动等效成匀加速直线运动

小球的速度大小 v 满足 v=at0 小球沿管道做圆周运动,t0 时刻,因为小球与管道之间没有相互作用力,所以,小球受 到的洛伦兹力提供小球的向心力,设所加磁场的磁感应强度为 B0,则有 qvB0=mrv2

联立解得:B0=k2t0

答案:(1)Tπ

2k2r4 R0

(2)①kqEπm r2

②k2t0

加餐练

1.AB 设圆盘的半径为 L,可认为圆盘由无数根辐条构成,则每根辐条切割磁感线产

生的感应电动势 E=12BL2ω ,整个回路中的电源为无数个电动势为 E 的电源并联而成,电源

总内阻为零,故回路中电流

I=ER=BL22Rω

,由此可见

A

正确.R

上的热功率

P=I2R=B2L44Rω

2


由此可见,ω 变为原来的 2 倍时,P 变为原来的 4 倍,故 D 错.由右手定则可判知 B 正确.电

流方向与导体切割磁感线的方向有关,而与切割的速度大小无关,故 C 错.

2.AB

如图所示,将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合,则每个线圈绕 OO′轴转动时,

均有感应电流产生,这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,

可见 A、B 均正确.由于圆盘面积不变,与磁针间的距离不变,故整个圆盘中的磁通量没有

变化,C 错误.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场,由安培定则可判断在

中心方向竖直向下,其他位置关于中心对称,此磁场不会导致磁针转动,D 错误.

3.B

由题意可知Δ Δ

Bt=k,导体圆环中产生的感应电动势

E=ΔΔ Φt

=Δ Δ

Bt,S=ΔΔ

Bt·π

r2,

因 ra∶rb=2∶1,故 Ea∶Eb=4∶1;由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时针方向,选项 B

正确.

4.A 由右手定则可知导线框从左侧进入磁场时,电流方向为逆时针方向,即沿正方向,

且逐渐增大,导线框刚好完全进入 P、Q 之间的瞬间,电流由正向最大值变为零,然后电流

方向变为顺时针且逐渐增加,当导线框刚好完全进入 P、Q 之间的瞬间,电流由负向最大值

变为零.故 A 正确.

5.A 由 E=nΔΔ BtS 及 I=ER,可知磁场均匀变化时产生的电流恒定,再结合楞次定律和

安培定则分析,可知 A 正确.

中小学最新教育资料

中小学最新教育资料

6.D 由楞次定律,可判断出电流计中的电流先由 b 到 a,后由 a 到 b,A 错误;螺线

管中产生感应电动势,是回路的电源,磁铁从螺线管的正上方进入时,b 点电势高于 a 点电

势;磁铁从螺线管的下方出来时,a 点电势高于 b 点电势,B 错误;由能量守恒定律可知,

磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管过程中,磁铁减少的重力势能等于回路

中产生的热量和磁铁增加的动能之和,C 错误;由于受到向上的吸引力作用,磁铁刚离开螺

线管时的加速度小于重力加速度,D 正确.

7.BCD 闭合开关 S 的瞬间,金属环中向右的磁场磁通量增大,根据楞次定律,从右侧

看,环中产生沿顺时针方向的感应电流,A 错误;由于电阻率 ρ 铜<ρ 铝,先后放上用横截面

积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,铜环中产生的感应电流大于铝环

中产生的感应电流,由安培力公式可知,铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力,B 正确;

若将金属环置于线圈右侧,则闭合开关 S 的瞬间,从右侧看,环中产生沿顺时针方向的感应

电流,环将向右弹射,C 正确;电池正、负极调换后,同理可以得出金属环仍能向左弹射,

D 正确.

8.BC 本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律等知识点.根据题意,穿过线框的

磁通量变小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场相同,再由安培定则可知感应电

流方向为 E→F→G→E,A 项错误、B 项正确;根据几何关系可得,磁场穿过线框的有效面积

减小了

Δ

S= 123a2,根据法拉第电磁感应定律得*均感应电动势

E

=Δ Δ

StB=

3ω 4π

a2B ,C



正确、D 项错误.

9.AD 本题考查电磁感应知识,意在考查考生运用法拉第电磁感应定律解题的能力.由

楞次定律可知,导体框进入磁场时感应电流的方向为逆时针方向,出磁场时感应电流的方向

为顺时针方向,由 E=Blv 可知 i=RE总=BRl总v,导体框进、出磁场时,有效切割长度 l 均由 L

逐渐变为零,所以电流也是从大变小,A 项正确、B 项错误;进磁场时 ab 边为电源,Uab 为 负值,且大小为34BLv,出磁场时 ab 边不是电源,电流从 b 到 a,Uab 为负值,且大小为B4Lv,

C 项错误、D 项正确.

10.CD 本题考查了电磁感应、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律及其相关的知识点.设

回路的总电阻为 R,用与导轨*行的水*恒力 F 向右拉 cd 棒,cd 棒做加速运动.由 F-BIL

=ma,I=ER,E=BLv,联立解得 F-B2RL2v=ma.随着速度的增大,cd 棒所受安培力逐渐增大,

说明 cd 棒做加速度逐渐减小的加速运动.ab 棒在安培力作用下做加速度逐渐增大的加速运

动.经过足够长时间以后,二者加速度均不再变化,两棒都做匀加速直线运动,两棒间的距

离随时间变化,选项 A、B 错误,C 正确;由左手定则可判断出 ab 棒中的电流方向由 b 流向

a,选项 D 正确.

11.解题思路:(1)在 t 时刻,连入回路的金属杆的长度:L0=2vt tan37° 回路的总电阻:R=2(vttan37°+cosv3t7°)r0

电动势:E=B0L0v 回路的电流:I=ER

解得:I=0.15 A

(2)由于电流恒定,在 t 时刻回路消耗的电功率:P=I2R

则在 0~2 s 内回路消耗的*均电功率:

P =P2=1.8×10-3 W

回路中产生的焦耳热:

Q= P t=3.6×10-3 J

(3)在 t=2 s 时刻撤去外力后,因金属杆做匀速运动,故光滑金属杆不再受到安培力作 用,回路中电流为零,任一时刻回路中的磁通量相等,Φ 1=Φ 2

中小学最新教育资料

中小学最新教育资料

三角形回路的面积:S=L02vt=3v42t2

t1=2 s 时刻回路的磁通量:Φ 1=B03v42t21

t 时刻回路的磁通量:Φ 2=B3v42t2

解得:B=0t.28(2 s≤t≤130 s)

答案:(1)0.15 A (2)3.6×10-3 J

(3)见解析

12.解题思路:(1)金属杆 MN 在倾斜导轨上滑行的速度最大时,其受到的合力为零,

对其受力分析,可得:mgsinθ -BIL=0 根据欧姆定律可得:I=B2Lrvm

解得:vm=2mgBr2sLi2nθ

(2)设在这段时间内,金属杆运动的位移为 x,

由电流的定义可得:q=IΔ t

根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得:

I

=2BrΔΔ

S BLx t=2rΔ t

解得:x=2BqLr

设电流为 I0 时金属杆的速度为 v0,根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律,可得:I0=B2Lrv0

此过程中,电路产生的总焦耳热为 Q 总,由功能关系可得:mgxsinθ =Q 总+12mv20

定值电阻产生的焦耳热 Q=12Q 总

解得:Q=mgqrBsLinθ -mBI220Lr22

(3)金属杆在水*导轨上滑行的最大距离为 xm, 由牛顿第二定律得:BIL=ma

由法拉第电磁感应定律、欧姆定律可得:I=B2Lrv

可得:B22Lr2v=mΔΔ

v t

B2L2

B2L2

2r vΔ t=mΔ v,即 2r xm=mvm

得:xm=4m2gBr42Ls4inθ

答案:(1)vm=2mgBr2sLi2nθ (2)Q=mgqrBsLinθ -mBI202Lr22

(3)xm=4m2gBr42Ls4inθ

中小学最新教育资料




友情链接: