1、1第 1讲 电磁感应现象楞次定律基础巩固1.(2017北京东城一模,19)用如图所示的器材“研究电磁感应现象”。闭合开关时灵敏电流计指针向左偏转。在保持开关闭合的状态下( )A.将线圈 1全部放入线圈 2中,然后向左较快或较慢推动滑片时,灵敏电流计指针均向左偏转,且偏转角度不同B.将线圈 1全部放入线圈 2中,然后向右较快或较慢推动滑片时,灵敏电流计指针均向左偏转,且偏转角度不同C.滑片置于中间位置不动,将线圈 1从线圈 2中的同一位置较快或较慢抽出,灵敏电流计的指针偏转方向不同,偏转角度也不同D.滑片置于中间位置不动,将线圈 1从图示位置较快或较慢放入线圈 2中,灵敏电流计的指针偏转方向相同
2、,偏转角度也相同2.(2017北京海淀一模,19)课堂上,老师演示了一个有趣的电磁现象:将一铝管竖立,把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放,强磁铁在铝管中始终与管壁不接触。可以观察到,相比强磁铁自由下落,强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。下课后,好奇的小明将一块较厚的泡沫塑料垫在电子秤上,再将这个铝管竖直固定在泡沫塑料上(用以消除电子秤内部铁磁性材料与磁铁相互作用的2影响),如图所示,重复上述实验操作。在强磁铁由静止释放至落到泡沫塑料上之前,关于电子秤示数的变化,下列情况可能发生的是( )A.始终不变 B.先变小后变大C.不断变大 D.先变大后变小3.(2017北京朝阳
3、期末,3)矩形金属框 ABCD位于如图所示的通电长直导线附近,线框与导线在同一个平面内,线框的两条边与导线平行。下面说法正确的是( )A.在这个平面内线框远离导线移动时穿过线框的磁通量减小B.在这个平面内线框平行导线移动时穿过线框的磁通量减小C.当导线中的电流 I增大时线框产生沿 ADCBA方向的感应电流D.当导线中的电流 I减小时线框产生沿 ABCDA方向的感应电流4.(2016北京海淀一模,19)如图所示,铜线圈水平固定在铁架台上,铜线圈的两端连接在电流传感器上,传感器与数据采集器相连,采集的数据可通过计算机处理,从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线。利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端
4、某一高度处由静止释放后,沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象。两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流-时间图线。条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态,且所受空气阻力可忽略不计。则下列说法中正确的是( )A.若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同,其他实验条件均相同,则甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度3B.若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同,其他实验条件均相同,则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强C.甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械
5、能D.两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下5.(2016北京朝阳一模,16)如图所示,通电直导线 MN 与矩形金属线框 abcd 位于同一平面内,导线中的电流方向如图所示。若导线中的电流增大,下列说法正确的是( )A.穿过线框的磁通量始终为零B.穿过线框的磁通量变小C.ab边感应电流的方向为 baD.ab边受到的安培力方向向右6.(2016北京东城零模,18)如图所示,正方形线圈两端接在电容器 a、b 两极板上,匀强磁场竖直向上穿过线圈,此时电容器 a、b 两极板不带电。当磁场随时间均匀增强时,下列说法中正确的是( )A.电容器 a极板带正电,且所带电荷量逐渐增大B.
6、电容器 a极板带负电,且所带电荷量逐渐增大C.电容器 a极板带正电,且所带电荷量保持不变D.电容器 a极板带负电,且所带电荷量保持不变7.如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N 极朝上,S 极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( )A.总是顺时针4B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针综合提能1.(2017北京朝阳期末,13)随着新能源轿车的普及,无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。如图所示,由地面供电装置(主要装置有线圈和电源)将电能传送
7、至电动车底部的感应装置(主要装置是线圈),该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电,供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量,由于电磁辐射等因素,其能量传送效率只能达到 90%左右。无线充电桩一般采用平铺式放置,用户无需下车,无需插电即可对电动车进行充电。目前无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为 1520 cm,允许的错位误差一般为 15 cm左右。下列说法正确的是( )A.无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对车快速充电B.车身感应线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化C.车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反D.若线圈均采用超导材料则能量的传
8、输效率有望达到 100%2.(2016北京海淀零模,20)利用所学物理知识,可以初步了解安检中常用的一种手持金属探测器的工作原理及相关问题。这种手持金属探测器工作时,因其内部的探测器线圈内通有一定频率(该频率可在固定的频率范围内调节)的正弦交变电流,产生迅速变化的磁场。如果该种探测器附近有金属物品,在金属物品中会感应出涡流,涡流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流,引发探测器蜂鸣报警。金属物品中感应出的涡流越大对探测器线圈中的电流的影响越大,金属物品中感应出涡流的大小与正弦交变电流的频率以及被检测金属物品的尺寸和导电的性能有关。关于该种金属探测器,下列说法中正确的是 ( )A.金属物品中产生的涡
9、流的变化频率与探测器线圈中的交变电流的频率可能不同B.当探测器中通有的交变电流频率不在工作频率范围内时,被检测金属物品中就不产生感应电流C.探测器线圈中通低频率的正弦交变电流更容易检测出尺寸小、电阻率大的金属物品D.该种金属探测器能检测有无金属物品,但不能准确区分金属的种类53.(2017北京顺义二模,19)与一般吉他以箱体的振动发声不同,电吉他靠拾音器发声。如图所示,拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性,即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时,线圈中就会产生相应的电流,并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是( )A.若磁体失去磁性,电吉
10、他仍能正常工作B.换用尼龙材质的琴弦,电吉他仍能正常工作C.琴弦振动的过程中,线圈中电流的方向不会发生变化D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号4.将 形金属框架 D固定在水平面上,用绝缘杆 C将金属棒 AB顶在金属框架的两端,组成一个良好的矩形回路,如图甲所示。AB 与绝缘杆 C间有压力传感器,开始时压力传感器的读数为 10 N。将整个装置放在匀强磁场中,磁感应强度随时间做周期性变化,设垂直于纸面向外方向的磁感应强度为正值, 形金属框架放入磁场前后的形变量可认为相同。压力传感器测出压力随时间变化的图像如图乙所示。由此可以推断,匀强磁场随时间变化的情况可能是 ( )丙A.如图丙
11、中的 A图所示B.如图丙中的 B图所示C.如图丙中的 C图所示D.上述选项都不正确6答案精解精析基础巩固1.B 由题干知,闭合开关时,磁通量增加,电流计指针向左偏转。将线圈 1全部放入线圈 2中,滑片向右移动,电路中电阻变小,穿过线圈 2的磁通量增加,电流计指针向左偏转,向右较快或较慢推动滑片时,灵敏电流计指针偏转角度不同,B 正确;同理可知 A错误。C 项中灵敏电流计指针偏转方向相同;D 项中指针偏转角度应不同。2.C 强磁铁在铝管中下落时会在管中产生涡流,使管受到向下的安培力作用,磁铁下落速度越大,管中感应电流越大,管所受向下的安培力越大,电子秤示数越大。因此 C正确。3.A 在通电直导线
12、与线框构成的平面内,通电直导线周围的磁场,与导线距离越近,磁感应强度越大,与导线距离越远,磁感应强度越小,距离相同,则磁感应强度大小相同。在这个平面内线框远离导线移动时,穿过线框的磁通量减小,A 正确;在这个平面内线框平行导线移动时,磁通量不变,B 错误;当 I增大时,电流周围同一点的磁感应强度也会增大,通过线框的磁通量增加,根据安培定则和楞次定律知,感应电流方向应为 ABCDA,C错误;当 I减小时,电流周围同一点的磁感应强度也会减小,通过线框的磁通量减小,根据安培定则和楞次定律知,感应电流方向应为 ADCBA,D错误。4.C 铜线圈中产生的感应电流的最大值取决于:条形磁铁通过铜线圈时的速度
13、,即条形磁铁距铜线圈上端的高度;条形磁铁的磁性强弱。条形磁铁通过铜线圈时的速度越大(条形磁铁距铜线圈上端的高度越高)、磁性越强,感应电流的最大值越大,A、B 错误。条形磁铁穿过铜线圈时损失的机械能全部克服磁场力做功,转化为铜线圈产生的焦耳热,实验中电流越大,磁场力越大,条形磁铁克服磁场力做功越多,损失的机械能就越多,C 正确。根据楞次定律,两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都始终向上,D 项错。5.D 根据右手螺旋定则可判断出,通电直导线 MN在其右侧产生的磁场方向垂直于纸面向里,导线中的电流增大,磁场的磁感应强度增强,穿过线框的磁通量增大,故 A、B 均错误;线框中磁通量增大,感
14、应电流产生的磁场阻碍原磁场磁通量的变化,感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,根据右手螺旋定则知,线框中感应电流方向为逆时针,即 abcda,故 C错误;根据感应电流方向及左手定则可判断出,线框 ab边受到的安培力方向向右,故 D正确。6.D 磁场均匀变化产生恒定的感应电动势,故由 Q=CU知,电容器极板所带电荷量不变,A、B 均不正确;利用楞次定律可以判断 b极板带正电,a 极板带正电,故 C错误,D 正确。77.C 由楞次定律知,当磁铁向下靠近圆环时,圆环中产生向下的感应磁场,又结合安培定则可知圆环中产生顺时针方向(从上向下看)的感应电流;同理可判定,当磁铁向下远离圆环时,圆环中产生逆时针
15、方向(从上向下看)的感应电流,故只有 C正确。综合提能1.B 题中给出目前无线充电桩可以允许充电的有限距离为 1520 cm,达不到在百米之外充电,A 选项错误;由楞次定律知,B 正确;感应电流的磁场不一定与供电线圈线圈中的电流产生的磁场方向相反,C 错误;由于电磁辐射等因素,能量传输效率不能达到百分之百,D 错误。故选:B。2.D 由电磁感应规律知感应电流的频率跟原电流的频率相同,故 A项错误;只要被检测金属物品置于变化的磁场中,金属物品中就会产生感应电流,故 B项错误;原电流的频率越大,则金属物品中的感应电动势越大,金属物品的电阻率越小时,其中的感应电流越大,故 C项错误;无论是何种金属在变化的磁场中均能产生涡流,故 D项正确。3.D A、B 项中琴弦振动时,不会发生电磁感应,线圈中不产生感应电流,电吉他不能工作,A、B 错误。琴弦振动,相当于磁体振动,使线圈中产生变化的电流,C 错误。4.D 根据乙图可知,初始阶段,压力增大,即可判断安培力水平向右,根据楞次定律知安培力阻碍磁通量的变化,可知初始阶段磁通量在减小,线框面积不变,即磁感应强度变小,A、B、C 图所示的第一阶段磁感应强度都是增大的,所以都不正确,选项 D对。
