选修3
2
第
课时　电磁感应现象　楞次定律
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 【测控导航表】 知识点 题号  1.电磁感应现象 1  2.楞次定律 2、4、5、9、10  3.产生感应电流的条件 3、11  4.与力学综合 6、7、8   1~7题为单选题;8~10题为多选题 1.对于电磁感应现象的理解,下列说法中正确的是(　D　) A.电磁感应现象是由奥斯特发现的 B.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相同 C.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相反 D.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向可能与引起感应电流的磁场方向相同,也可能相反 解析:电磁感应现象是由法拉第发现的;在电磁感应现象中,感应电流的磁场总阻碍引起感应电流的磁通量的变化,磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,磁通量减少时,两者方向相同.因此,正确选项为D. 2.(2012济南一模)如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中(　B　)
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥 C.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引 D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引 解析:在条形磁铁的S极插入线圈过程中,向上的磁通量增加,根据“增反减同”可判定线圈中感应电流产生的磁场向下,根据安培定则可判定通过线圈的电流方向,通过电阻的感应电流的方向由b到a,并根据“来拒去留”可判定线圈与磁铁相互排斥. 3.(2012年北京卷)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.
某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是(　D　) A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 解析:闭合开关S,金属套环跳起,是因为S闭合瞬间,穿过套环的磁通量变化,环中产生感应电流的缘故.产生感应电流要具备两个条件:回路闭合和穿过回路的磁通量变化.只要连接电路正确,闭合S瞬间,就会造成穿过套环磁通量变化,与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关.该同学实验失败,可能是套环选用了非导电材料的缘故,故选项D正确.
　弄清套环跳起的原因是套环产生了感应电流,根据感应电流产生的条件来分析导致套环未动的原因. 4.如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁,置于薄板的正下方(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,线圈静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向为(　A　)
A.一直向左 B.一直向右 C.先向左,后向右 D.先向右,后向左 解析:蹄形磁铁在矩形线圈的下方通过时,线圈中产生感应电流,根据楞次定律可知,线圈中产生的感应电流总阻碍它们之间的相对运动,故线圈有沿薄板向右运动的趋势,一直受到向左的静摩擦力作用,正确答案为A. 5.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中 ,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(　D　)
A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电 解析:原磁场方向向下,在N极接近线圈上端的过程中,磁通量增大;由楞次定律可知,感应电流磁场的方向与原磁场方向相反,即向上,由安培定则确定感应电流的方向是从b经R到a,电容器下极板带正电,故选项D对.
　电磁感应现象中,产生电磁感应现象的那部分导体相当于“电源”.此题中,线圈相当于“电源”对外供电,电阻R为外电路,电容器C的充电电压等于R两端的电压. 6.(2012汕头一模)如图所示,金属棒ab,金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则(　C　)
A.ab棒不受安培力作用 B.ab棒所受安培力的方向向右 C.ab棒向右运动速度越大,所受安培力越大 D.螺线管产生磁场,A端为N极 解析:ab棒是电源,根据右手定则,可判定电流由b流向a,根据左手定则可判定安培力向左,故选项A、B错误;ab棒向右运动速度越大,感应电流越大,所受安培力越大,故选项C正确;根据安培定则可判定A端为S极,故选项D错误. 7.(2012年海南卷)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则(　A　)
A.T1>mg,T2>mg B.T1mg,T2mg 解析:金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1>mg,T2>mg,选项A正确. 8.(2012绍兴调测)矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,如图(甲)所示,磁场的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图(乙)所示,则(　AD　)

A.从0到t1时间内,导线框中电流的方向为adcba B.从0到t1时间内,导线框中电流越来越小 C.从t1到t2时间内,导线框中电流越来越大 D.从t1到t2时间内,导线框bc边受到安培力大小均匀增大 解析:0到t1时间内,磁场方向垂直纸面向里且在减小,由楞次定律得,感应电流方向为adcba,选项A正确;由法拉第电磁感应定律得E=
=
S,由于B均匀变化,
为恒量,所以感应电流不变,选项B、C错;从t1到t2时间内,感应电流不变而磁场均匀增加,所以bc边受到安培力大小均匀增大,选项D正确. 9.(2013成都模拟)如图所示,长直导线与矩形导线框固定在同一平面内,直导线中通有图示方向电流.当电流逐渐减弱时,下列说法正确的是(　BD　)
A.穿过线框的磁通量不变 B.线框中产生顺时针方向的感应电流 C.线框中产生逆时针方向的感应电流 D.线框所受安培力的合力向左 解析:根据安培定则,穿过线框的磁感线垂直于纸面向里,当电流逐渐减弱时,导线周围的磁感应强度减小,穿过线框的磁通量减小,再根据楞次定律,为了阻碍磁通量的“减小”,线框中产生顺时针方向的感应电流,同时,线框具有水平向左运动的趋势,即线框所受安培力的合力向左,选项A、C错误,B、D正确. 10.(2013雅安模拟)如图所示,在匀强磁场中,放有一与线圈D相连接的平行导轨,要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力,金属棒MN的运动情况可能是(　AB　)
A.加速向右 B.加速向左 C.减速向右 D.减速向左 解析:根据楞次定律“增缩减扩”的原则,穿过线圈A的磁通量肯定在增加,这说明线圈D中的感应电流在逐渐增大,感应电动势也在增大,因为感应电动势的大小E=BLv,可见,在B和L不变的情况下,只要金属棒MN切割磁感线的速度v增大即可.AB选项正确. 11.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R,边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场区域,如图所示,从ab进入磁场开始计时.
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像; (2)判断线框中有无感应电流.若有,请判断出感应电流的方向;若无,请说明理由. 解析:线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中). (1)①线框进入磁场阶段:t为0~
,线框进入磁场中的面积与时间成正比,即S=lvΔt1 故Φ=BS=BlvΔt1,Δt1=
时,Φ=Bl2. ②线框在磁场中运动阶段:t为
~
,线框中的磁通量为Φ=Bl2,保持不变,此过程Δt2=
. ③线框离开磁场阶段:t为
~
,线框中的磁通量均匀减小,即Φ=Bl(l-vΔt3)=Bl2-BlvΔt3 当t=
时,Δt3=
,Φ=0. 因此,穿过线框的磁通量随时间的变化图像如图所示.
(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向. 线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生. 线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向. 答案:见解析.

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