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第1讲电磁感应现象楞次定律[课时作业] 单独成册 方便使用[基础题组]
一、单项选择题1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”的设想实验中，能观察到感应电流的是 A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意．答案D
2.如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行．当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是 A．线圈中产生顺时针方向的感应电流B．线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈中不会产生感应电流D．线圈面积有缩小的倾向解析由于线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为
0.当磁感应强度增大时，穿过线圈的磁通量仍然为0，则线圈中不会产生感应电流，故只有C正确．答案C
3.如图所示，左侧有一个竖直放置的超导体圆环，O点为圆环的圆心，右侧有一条形磁铁．一开始圆环中没有电流，条形磁铁由静止沿轴线向左加速运动，当N极到达圆心O所在位置时，突然静止不动．下列说法正确的是 A．条形磁铁运动的过程中，线圈中有逆时针电流从左向右看B．条形磁铁N极运动到O点静止瞬间，线圈中的电流消失C．条形磁铁运动的过程中，线圈对条形磁铁有向右的作用力D．条形磁铁运动的过程中，条形磁铁对线圈始终没有作用力解析根据楞次定律“增反减同”的结论，条形磁铁运动的过程中，线圈中有顺时针电流从左向右看，选项A错误；线圈是超导体，条形磁铁静止瞬间，线圈中的电流不会消失，选项B错误；根据楞次定律“来拒去留”，条形磁铁运动的过程中，线圈对条形磁铁有向右的作用力，条形磁铁对线圈有向左的作用力，选项C正确，选项D错误．答案C
4.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则 A．ΔΦ1＞ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向的电流出现B．ΔΦ1＝ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向的电流出现C．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向的电流出现D．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向的电流出现解析设金属框在位置Ⅰ的磁通量为ΦⅠ，金属框在位置Ⅱ的磁通量为ΦⅡ，由题可知ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|，ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|，所以金属框的磁通量变化量大小ΔΦ1＜ΔΦ2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流，C对．答案C
5.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aB．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解析电流计中的电流先由b到a，后由a到b，A错误．a点的电势先比b点低，后比b点高，B错误．磁铁减少的机械能等于回路中产生的热量，C错误．根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁铁与闭合回路间的相对运动，磁铁刚离开螺线管时，受到向上的磁场力，加速度小于重力加速度，D正确．答案D
二、多项选择题
6.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则该磁场 A．逐渐增强，方向向外B．逐渐增强，方向向里C．逐渐减弱，方向向外D．逐渐减弱，方向向里解析由于磁场变化，线圈变为圆形，面积变大，根据楞次定律可知，磁场逐渐减弱，方向可以是向里也可以是向外，C、D两项正确．答案CD
7.如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中，则 A．将B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，稳定后，感应电流消失B．将B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在C．如A的N极朝上，B中感应电流为顺时针方向俯视D．如A的N极朝上，B中感应电流为逆时针方向俯视解析当将B环靠近A时，由于越靠近磁铁A，磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中穿过B环的磁通量发生改变，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即B环没有电阻，所以稳定后B环中的电流不会变小，且永远存在，故A错误，B正确．此时B环水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁A的上方空中，即其相互排斥，说明B环的下面是N极，故B环中感应电流为顺时针方向俯视，故C正确，D错误．答案BC
8.2018·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解析闭合开关S的瞬间，金属环中向右的磁通量增大，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，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．答案BCD[能力题组]选择题
9.2018·湖南长沙模拟自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据．近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝曙光．如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现 A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流C．逆时针方向的持续流动的感应电流D．顺时针方向的持续流动的感应电流解析N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针．因此线圈中产生的感应电流方向不变．由于超导线圈中没有电阻，因此感应电流将长期维持下去，故A、B、D错误，C正确．答案C
10.2018·陕西西安模拟如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直．若要在线圈中产生abcda方向的感应电流，可行的做法是 A．AB中电流I逐渐增大B．AB中电流I先增大后减小C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°俯视解析选项A、B、C中通过线圈的磁通量始终为零，故不能产生感应电流，A、B、C错误；选项D中，线圈中的磁通量增加，且原磁场方向逆时针穿过线圈，根据楞次定律可判断感应电流为顺时针穿过线圈，由安培定则可得感应电流方向为abcda，D正确．答案D11．2018·湖南长沙重点高中联考MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则 A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到b到d到cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcdvab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a解析若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故A错．若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，则不产生感应电流，故B错．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中有顺时针方向的电流，故C错．若ab、cd均向右运动，且vcdvab，则ab、cd所围的面积增大，磁通量也增大，则产生由c到d到b到a的电流，故D正确．答案D
12.2018·山东潍坊模拟如图所示，线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大；等离子气流由高温高压的等电荷量的正、负离子组成由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，发现两直导线a、b互相吸引．由此可以判断P
1、P2两极板间的匀强磁场的方向为 A．垂直纸面向外 B．垂直纸面向里C．水平向左D．水平向右解析线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知a中电流的方向向下，a、b相互吸引，说明b中电流的方向也向下，则P1带正电，说明正离子向上偏转，根据左手定则可知P
1、P2间磁场的方向垂直于纸面向里，B正确．答案B
13.多选如图所示，倾角为α的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上．在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是 A．圆环L有收缩趋势B．圆环L有扩张趋势C．圆环内产生的感应电流变小D．圆环内产生的感应电流不变解析由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，则KNMP回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于金属棒向下运动的加速度减小，磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小．故A、C正确．答案AC14．多选如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是 A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈解析由楞次定律可知，若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为顺时针，A错误．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，线圈通过磁场区域更快，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势更大，感应电流更大，安培力也更大，B正确．由图知
1、
2、
4、…线圈都发生了相对滑动，而第3个线圈没有，故第3个线圈为不合格线圈，C错误，D正确．答案BD15．多选如图甲所示，等离子气流由左边连续以方向如图所示的速度v0射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中，ab直导线与P
1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示．下列说法正确的是 A．0～1s内ab、cd导线互相排斥B．1～2s内ab、cd导线互相排斥C．2～3s内ab、cd导线互相排斥D．3～4s内ab、cd导线互相排斥解析由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b；由右侧电路及题图乙可以判断，0～2s内cd中感应电流方向为由c到d，跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A、B错误.2～4s内cd中感应电流方向为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C、D正确．答案CD。
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