专题过关检测（九）楞次定律法拉第电磁感应定律及应用

专题过关检测

（九）楞次定律法拉第电磁感应定律及应用

一、单项选择题（2019•南坦二模）电磁炉热效率高达90%炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（）•炉面板通电线圈产生的磁场A.当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B.电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差D.在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用解析选B当恒定电流通过线图时，会产生恒定磁场，不会发生电磁感应现象，锅底不会产生涡流，没有加热效果，A错误，B正确；电磁炉不能加热陶亮锅或耐热玻璃锅主要是绝缘体内不能产生涡流，金属才能产生涡流，C错误；产生涡流的主要原因是磁场发生了变化，放一纸板，对磁场没有影响，能产生加热的作用，D错误（2019•江苏四校联名）如图所示，用相同的导线围成两个单匝线圈a和b半径分别为r和2r圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合当磁场均匀增强时，流过、〃两线圈的感应电流之比为（）A.11B.12C.21D.14解析选C感应电动势E=詈，因为两线圈磁场的面积相同，磁通量变化率一样，感应电动势相同，但是电阻所以力的电阻是〃电阻的2倍，电动势相同，所以的电流是力的电流的2倍，A、B、D项错误，C项正确

3.穿过某闭合回路的磁通量◎随时间，变化的图像分别如图中的

①〜

④所示，下列说法正确的是（）

①o1—

①②③④A.图

①有感应电动势，且大小恒定不变B.图

②产生的感应电动势一直在变大C.图

③在0〜刀时间内的感应电动势是外〜打时间内感应电动势的2倍D.图

④产生的感应电动势先变大再变小解析选C图

①中磁通量没有变化，因此没有感应电动势，故A错误；图

②中的磁通量均匀增加，图像的斜率不变，因此感应电动势不变，故B错误；图

③在0〜时间内的斜率是4〜d时间内斜率的2倍，所以在〜4时间内感应电动势是A〜打时间内感应电动势的2倍，故C正确；困

④的斜率大小先减小后增大，故产生的感应电动势先变小再变大，故D错误

4.如图所示，铁芯上绕有线圈A和6线圈A与电源连接，线圈〃与理想发光二极管相连，衔铁月连接弹簧K控制触头的通断，忽略A的自感下列说法正确的是（）A.闭合S闪亮一下B.闭合SC将会过一小段时间接通C.断开S不会闪亮D.断开S将会过一小段时间断开解析选D当闭合S时，穿过线图8的磁通量要增加，根据楞次定律（增反减同），结合右手螺旋定则可知，线圈8所在回路的电流方向为逆时针，而由于二极管顺时针方向导电，则二极管不会闪亮一下，此时线图A中磁场立刻吸引反导致触头即时接触，故A、B错误；当断开S时，穿过线圈〃的磁通量要减小，根据楞次定律（增反减同），结合右手螺旋定则可知，线图B所在回路的电流方向为顺时针，则二极管处于导通状态，则会闪亮一下，同时对线图A有影响，阻碍其磁通量减小，那么将会过一小段时间断开，故C错误，D正确

5.如图所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场3方向垂直导轨平面向下，金属棒、cd与导轨构成闭合回路且都可沿bd导轨无摩擦滑动，两金属棒而、cd的质量之比为21用一沿导轨方—4—小向的恒力户水平向右拉金属棒cd经过足够长时间以后（）“A.金属棒H、cd都做匀速运动B.金属棒cd所受安培力的大小等于手C.金属棒面上的电流方向是由向力I）.两金属棒间距离保持不变解析选B若金属棒必做匀速运动，所受的安培力为零，曲中电流为零，则cd中电流也为零，cd不受安培力，但还受到户作用，cd第2页，共7页将做匀加速运动，故A错误；若两金属棒间距离保持不变，回路的磁通量不变，没有感应电流产生，两棒都不受安培力，则cd将做匀加速运动，两者距离将增大，故D错误；由以上分析得知，当两金属棒的运动稳定时，两棒速度之差一定，回路中产生的感应电流一定，两棒所受的安培力都保持不变，一起以相同的加速度做匀加速运动，由于两者距离不断增大，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律判断可知，金属棒打上的电流方向是由b向明故C错误；设cd棒的质量为/〃，则根据牛顿第二定律得对整体F=3inat对cd2棒F—F\=mat解得尸a=qF故B正确

二、多项选择题.2019•江苏七市调研某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通讯、储存设备工作时，探测环中的发射线圈通以正弦式电流，附近的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报贝心A.被测金属物中产生的是恒定电流B.被测金属物中产生的是交变电流C.探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报D.违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到解析选BC因为探测环中的发射线圈通以正弦式电流，正弦式变化的电流产生交变的磁场，所以被测金属物中产生的是交变电场，形成交变电流，A项错误，B项正确；探测器应用的原理是涡流，相对静止也可以产生涡流，C项正确；只要是金属物品就会产生涡流现象，手机是金属制品，不发信号也会被探测到，D项错误.如图a、b所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S使电路达到稳定，灯泡A发光，贝1A.在电路a中，断开SA将渐渐变暗.在电路a中，断开SA将先变得更亮，然后渐渐变暗C.在电路b中，断开SA将渐渐变暗D.在电路b中，断开SA将先变得更亮，然后渐渐变暗解析选AD在电路a中，断开S由于线图阻碍电流变小，导致灯泡A将逐渐变暗故A项正确，B项错误；在电路b中，由于电阻K和自感线图L第3页，共7页的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比通过线圈的电流小，断开S时，线圈阻碍电流变小，A将先变得更亮，然后逐渐变暗，故C项错误，D项正确

8.（2019•南京模拟）匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度〃随时间，变化的规律如图甲所示在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示（磁场未画出）用

八、心、〃分别表示Oa、ab、be段的感应电流，尸卜尸

2、尸3分别表示电流为

八、/

2、4时，金属圆环上很小一段受到的安培力，贝人）A.八沿逆时针方向，心沿顺时针方向.沿逆时针方向，沿顺时针方向C.入方向指向圆心，尸2方向指向圆心D.尸2方向背离圆心向外，正3方向指向圆心解析选AD在0段，磁场垂直纸面向里且均匀增强，根据楞次定律可判断圆环内产生的感应电流的方向是逆时针的，同理，ab.be段产生的感应电流的方向是顺时针的，A正确，B错误；根据左手定则可判断O、ab、加段对应金属圆环上很小一段受到的安培力的方向，尸

1、尸3方向指向圆心，而尸2方向背离圆心向外，C错误，D正确.如图所示，一水平方向的匀强磁场，磁场区域的高度为h磁感应强度为以质量为加、电阻为K粗细均匀的矩形线圈，ab=Ltbc=hf该线圈从“边离磁场上边界高度”=翳帘处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g设Cd边始终保持水平，贝人）cd边刚进入磁场时速度大小=翳cd边刚进入磁场时其两端电压U“=湍七；十〃）C.线圈穿过磁场的时间/=嘴铲D.线圈穿过磁场过程中，回路中产生的热量=2〃加解析选CD由题意可知，线图从开始运动到cd边进入磁场时做自由落体运动，故第4页，共7页边刚进入磁场时速度大小满足M=2g解得=髭，故A错误；cd边刚进入磁场时其两端电压严IR=BLvt解得加=黑卡黑故B错误；cd边刚进入磁场时受安培力尸=B〃=把/=〃吆，所以线图匀速穿过磁场，时间I言二2卜廉故C正确；回路中产生的热量等于重力势能的减少量，即=2〃陪心故D正确

三、计算题2019・无锡期末高频焊接是一种常用的焊接方法，图甲是焊接的原理示意图将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间/的变化规律如图乙所示1=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外工件非焊接部分单位长度上的电阻R°=L0X10焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响012345678r/Cxi

0.丙1在图丙中画出感应电流随时间变化的i-t图像以逆时针方向电流为正，并写出必要的计算过程；2求环形金属工件中感应电流的有效值；3求f=

0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热解析1环形金属工件电阻为R=2Ro+9X2Ro=2ObRo=

6.28X10-3O在0〜4时间内的感应电动势为E=~r~nr2=

6.28VA/电流为/=4=

1.0Xl伊AK由楞次定律得到电流方向为逆时针，第5页，共7页1・f关系图像如困所示2在一个周期内I本政2Kr=j2q~解得/有效=10型A=816A03焊接处的电阻为R=9X2r*=

5.65X10-3a则在f=

0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为0=1-1=

1.13X103J答案

（1）见解析图

（2）816A

（3）

1.13X103J2019•南京、盈械模拟如图所示，绝缘斜面倾角为仇虚线下方有方向垂直于斜面向上、磁感应强度为3的匀强磁场，虚线与斜面底边平行将质量为机，电阻为凡边长为，的正方形金属框必cd从斜面上由静止释放，释放时cd边与磁场边界距离为不，不计摩擦，重力加速度为8求1金属框〃边进入磁场时，因切割磁感线产生的感应电动势大小E；2金属框cd边进入磁场时的加速度大小a；3金属框进入磁场的整个过程中，通过金属框的电荷量仪解析1金属框进入磁场前机械能守恒，zngxosinO=jinv2金属框cd边进入磁场时因切割磁感线产生的感应电动势大小为E=Blv解得E=Bbj2gxosin2感应电流/=安培力Fx=IlB取沿斜面向下为正方向，对于金属框mgsin0-F\=ma解得a=gsinO—^^j2gxosin0o⑶金属框进入磁场过程中的平均电动势—A0BPE=*.=~第6页，共7页平均电流I=方通过的电荷量q=It解得q=R~o»2»2o/2答案lbN2gxsin02gsin2fjx^in0⑶R第7页，共7页。