第一讲 电磁感应现象 楞次定律
1．下列现象中属于电磁感应现象的是( )
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
解析 电磁感应现象指的是变化磁场产生电流的现象，选项B正确．
答案 B
2．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( )
A．a→b→c→d→a
B．d→c→b→a→d
C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
解析 金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到竖直位置的过程中，磁场自abcd的右侧面穿出，摆动过程中磁通量在减少，根据楞次定律得电流a→d→c→b；金属线框竖直位置在摆动到左侧最高点的过程中，根据楞次定律不难得出感应电流的方向为d→c→b→a→d.
答案 B
3．一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放．在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环( )
A．始终相互吸引
B．始终相互排斥
C．先相互吸引，后相互排斥
D．先相互排斥，后相互吸引
解析 条形磁铁释放后进入金属圆环时将使穿过金属圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，金属圆环中将产生感应电流，感应电流的磁场将阻碍条形磁铁进入，故进入时是排斥，同理，离开时，感应电流的磁场将阻碍条形磁铁离开，故后来是吸引，所以正确答案为D.
答案 D
4.将一铜环用一细线吊起，如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )
A．A、B两点在同一水平线
B．A点高于B点
C．A点低于B点
D．铜环将做等幅振动
解析 铜环由A点向B点运动，在进入磁场和离开磁场的过程中，由于穿过环面的磁通量变化，所以都要产生感应电流，即产生电能，这些电能是由铜环的机械能转化来的，即铜环由A到B过程中机械能减少，所以B点比A点低，只有B正确．
答案 B
5.某同学设计了如图所示的装置验证楞次定律，其中ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将( )
A．保持静止不动
B．逆时针转动
C．顺时针转动
D．发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向
解析 滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量变小．根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的变化，所以线框ab应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍线框的磁通量减小．
答案 C
6．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
解析 由物理学史可知，奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A正确；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，B错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，C正确；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误．
答案 AC
7.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则( )
A．铝环不断升高
B．铝环停留在某一高度
C．铝环跳起到某一高度后将回落
D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
解析 若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落；正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律，铝环向上跳起．
答案 CD
8.如图所示，一用绝缘材料做的玩偶两脚固定在矩形闭合线圈两个边上，现将其放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)，当磁铁匀速向右通过线圈时，玩偶却静止不动，那么下列说法正确的是( )
A．摩擦力方向一直向左
B．摩擦力方向先向左、后向右
C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针(从上向下看)
D．感应电流的方向顺时针→逆时针(从上向下看)
解析 根据楞次定律可以判断选项A、C正确．
答案 AC
9.如图所示，A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同，但用不同材料制成的线圈，两线圈平面位于竖直方向且高度相同．匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直．同时释放A、B线圈，穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面，但A线圈比B线圈先到达地面．下面对两线圈的描述中可能正确的是( )
A．A线圈是用塑料制成的，B线圈是用铜制成的
B．A线圈是用铝制成的，B线圈是用胶木制成的
C．A线圈是用铜制成的，B线圈是用塑料制成的
D．A线圈是用胶木制成的，B线圈是用铝制成的
解析 线圈如果是用塑料或胶木制成的，线圈通过磁场时没有感应电流，磁场对线圈无阻碍作用；如果线圈是铝制或铜制的，则线圈通过磁场时，磁场对线圈有阻碍作用，由此可见A、D符合题意．
答案 AD
10.如图所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有( )
A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同
B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反
C．线圈中产生交流电
D．线圈中产生大小改变、方向不变的电流
解析 根据楞次定律的推广含义可知A正确，B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电．
答案 AC
11．如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接．压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间，带正电小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向上穿过线圈．K未接通时传感器的示数为1 N，K闭合后传感器的示数变为2 N．则磁场的变化情况可能是( )
A．向上均匀增大 B．向上均匀减小
C．向下均匀减小 D．向下均匀增大
答案 AC
12．如图，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．
解析 滑片向左移动的过程中，电路中电阻减小，电流增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，相互排斥，则金属环A将向左移动，因磁通量增大，金属环A有收缩趋势．
答案 左 收缩
13.学习楞次定律的时候，老师往往会做如图所示的实验．图中，a、b都是很轻的铝环，环a是闭合的，环b是不闭合的．a、b环都固定在一根可以绕O点自由转动的水平细杆上，开始时整个装置静止．当条形磁铁N极垂直a环靠近a时，a环将________；当条形磁铁N极垂直b环靠近b时，b环将________．(填“靠近磁铁”、“远离磁铁”或“静止不动”)
解析 当条形磁铁N极垂直a环靠近a时，穿过a环的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故相互排斥，远离磁铁．由于b环不闭合，无感应电流产生，和磁铁之间无相互作用，静止不动．
答案 远离磁铁 静止不动
14．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流表及开关按如图所示的方式连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左滑动时，灵敏电流表的指针向右偏转．由此可以推断：将线圈A中的铁芯________或________开关，都能使灵敏电流表的指针向右偏转．
解析 当P向左滑动时，电阻增大，通过线圈A的电流减小，则通过线圈B中的原磁场减弱，磁通量减少，线圈B中有使灵敏电流表的指针向右偏转的感应电流通过；当线圈A向上运动或断开开关，则通过线圈B中的原磁场也减弱，磁通量也减少，所以线圈B中也有使灵敏电流表的指针向右偏转的感应电流通过．
答案 向上拔出 断开
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