1、1.圖9110如圖9110所示, 繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成閉合電路, 在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A, 下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是()A. 線圈中通以恒定的電流B. 通電時, 使滑動變阻器的滑片P勻速移動C. 通電時, 使滑動變阻器的滑片P加速移動D. 將開關(guān)突然斷開的瞬間解析: 選A.當(dāng)線圈中通恒定電流時, 產(chǎn)生的磁場為穩(wěn)定磁場, 通過銅環(huán)A的磁通量不發(fā)生變化, 不會產(chǎn)生感應(yīng)電流. 2. (2011高考上海單科卷)如圖9111, 磁場垂直于紙面, 磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布, 水平方向非均勻分布. 一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點, 將圓環(huán)拉至位置a后無初速

2、釋放, 在圓環(huán)從a擺向b的過程中()圖9111A. 感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B. 感應(yīng)電流方向一直是逆時針C. 安培力方向始終與速度方向相反D. 安培力方向始終沿水平方向解析: 選A D.圓環(huán)從位置a運(yùn)動到磁場分界線前, 磁通量向里增大, 感應(yīng)電流為逆時針; 跨越分界線過程中, 磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲? 感應(yīng)電流為順時針; 再擺到b的過程中, 磁通量向外減小, 感應(yīng)電流為逆時針, 所以選A; 由于圓環(huán)所在處的磁場, 上下對稱, 所受安培力豎直方向平衡, 因此總的安培力沿水平方向, 故D正確. 3. 如圖9112甲所示, 兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合, 放在同一水平面內(nèi),

3、線圈A中通以如圖乙所示的變化電流, t0時電流方向為順時針(如圖中箭頭所示). 在t1t2時間內(nèi), 對于線圈B, 下列說法中正確的是()圖9112A. 線圈B內(nèi)有順時針方向的電流, 線圈有擴(kuò)張的趨勢B. 線圈B內(nèi)有順時針方向的電流, 線圈有收縮的趨勢C. 線圈B內(nèi)有逆時針方向的電流, 線圈有擴(kuò)張的趨勢D. 線圈B內(nèi)有逆時針方向的電流, 線圈有收縮的趨勢解析: 選A.在t1t2時間內(nèi), 通入線圈A中的電流是正向增大的, 即逆時針方向增大的, 其內(nèi)部會產(chǎn)生增大的向外的磁場, 穿過B的磁通量增大, 由楞次定律可判定線圈B中會產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流. 線圈B中電流為順時針方向, 與A的電流方向相反,

4、 有排斥作用, 故線圈B將有擴(kuò)張的趨勢. 4. (2012皖南八校聯(lián)考)如圖9113所示, P、Q是兩根豎直且足夠長的金屬桿, 處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B中, MN是一個螺線管, 它的繞線方法沒有畫出, P、Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連, A是在MN的正下方水平放置在地面上的金屬圓環(huán). 現(xiàn)將金屬棒ef由靜止釋放, 在下滑過程中始終與P、Q棒良好接觸且無摩擦. 在金屬棒釋放后下列說法正確的是()圖9113A. A環(huán)中有大小不變的感應(yīng)電流B. A環(huán)中有越來越大的感應(yīng)電流C. A環(huán)對地面的壓力先減小后增大D. A環(huán)對地面的壓力先增大后減小解析: 選 D.金屬棒下滑過程中受到重

5、力、安培力兩個力的作用, 隨著金屬棒速度的增大, 回路中電流逐漸增大, 金屬棒所受安培力逐漸增大, 棒的加速度逐漸減小, 當(dāng)安培力等于重力時棒勻速下落, 回路中電流恒定不變, A、B皆錯誤. 回路中電流通過線圈時產(chǎn)生磁場, 此磁場強(qiáng)弱隨回路中電流的變化而變化, 從而在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流, 由于回路中電流增大, 線圈中產(chǎn)生的磁場增強(qiáng), 使通過環(huán)的磁通量增大, 由廣義的楞次定律可知環(huán)與線圈間產(chǎn)生斥力, 使環(huán)對地面的壓力大于環(huán)的重力. 由于棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動, 棒的速度變化越來越慢, 則線圈產(chǎn)生的磁場變化越來越慢, 通過環(huán)的磁通量變化率越來越小, 環(huán)中的電流越來越小, 當(dāng)棒勻速運(yùn)動時環(huán)中電流

6、為零. 由于開始時環(huán)中電流最大但線圈產(chǎn)生的磁場最弱為零、最終狀態(tài)下線圈產(chǎn)生的磁場最強(qiáng)但環(huán)中電流為零, 故環(huán)與線圈間的斥力必是先從零增大后又減小到零, 故C錯誤、D正確. 圖91145. 如圖9114所示, 固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中, 金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動. t0時, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0, 此時MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形. 為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流, 從t0開始, 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t應(yīng)怎樣變化？請推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式解析: 要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流, 應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化. 在t0時刻, 穿過線圈平

7、面的磁通量1B0SB0l2設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, 此時磁通量為2Bl(lvt)由12, 得Beq f(B0l,lvt)答案: 見解析一、選擇題1. 下圖是驗證楞次定律實驗的示意圖, 豎直放置的線圈固定不動, 將磁鐵從線圈上方插入或拔出, 線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流. 各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況, 其中表示正確的是()圖9115A. B. C. D. 解析: 選 B.根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向, 當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動時, 若磁鐵N極向下, 如圖, 則: (1)閉合線圈原磁場的方向向下; (2)穿過閉合線圈的磁通量的

8、變化增加; (3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上; (4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向不同故錯誤正確, 同理可得錯誤正確, 選項B正確. 圖91162. 兩個大小不同的絕緣金屬圓環(huán)如圖9116疊放在一起, 小圓環(huán)有一半面積在大圓環(huán)內(nèi), 當(dāng)大圓環(huán)中通順時針方向電流的瞬間, 小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()A. 順時針方向B. 逆時針方向C. 左半圓順時針, 右半圓逆時針D. 無感應(yīng)電流解析: 選 B.根據(jù)安培定則, 當(dāng)大圓環(huán)中電流為順時針方向時, 圓環(huán)內(nèi)的磁場是垂直于紙面向里的, 而環(huán)外的磁場方向垂直于紙面向外, 雖然小圓環(huán)在大圓環(huán)里外的面積一樣, 但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強(qiáng), 凈磁通量還

9、是垂直于紙面向里. 由楞次定律知, 感應(yīng)電流的磁場阻礙垂直于紙面向里方向的磁通量的增強(qiáng), 應(yīng)垂直于紙面向外, 再由安培定則得出小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向, B選項正確. 圖91173. 如圖9117所示, ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈, 當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向右滑動過程中, 線圈ab將()A. 靜止不動B. 順時針轉(zhuǎn)動C. 逆時針轉(zhuǎn)動D. 發(fā)生轉(zhuǎn)動, 但因電源的極性不明, 無法確定轉(zhuǎn)動方向解析: 選 B.當(dāng)P向右滑動時, 電路總電阻減小, 電路中的電流是增大的, 兩磁鐵間的磁場增強(qiáng), 閉合導(dǎo)體線圈的磁通量增大, 線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流, 受到磁場力而發(fā)生轉(zhuǎn)動,

10、“轉(zhuǎn)動”是結(jié)果, 反抗原因是“磁通量增大”, 因此轉(zhuǎn)動后應(yīng)使穿過線圈的磁通量減小, 故應(yīng)沿順時針轉(zhuǎn)動. 故應(yīng)選 B.圖91184. 如圖9118所示, A為水平放置的橡膠圓盤, 在其側(cè)面帶有負(fù)電荷Q, 在A正上方用絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B(絲線未畫出), 使B的環(huán)面與圓盤平行, 其軸線與橡膠圓盤A的軸線O1O2重合. 現(xiàn)使橡膠圓盤A由靜止開始繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向加速轉(zhuǎn)動, 則()A. 金屬圓環(huán)B有擴(kuò)大半徑的趨勢, 絲線受到的拉力增大B. 金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢, 絲線受到的拉力減小C. 金屬圓環(huán)B有擴(kuò)大半徑的趨勢, 絲線受到的拉力減小D. 金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢, 絲線受到的拉

11、力增大解析: 選 B.橡膠圓盤A在加速轉(zhuǎn)動時, 產(chǎn)生的磁場在不斷增加, 穿過B的磁通量不斷增加, 根據(jù)楞次定律可判知B正確. 圖91195. (2012西安八校聯(lián)考)如圖9119所示, 虛線abcd為矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域, 磁場方向豎直向下, 圓形閉合金屬線框以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運(yùn)動. 如圖9120所示給出的是圓形閉合金屬線框的四個可能到達(dá)的位置, 則圓形閉合金屬線框的速度可能為零的位置是()圖9120A. B. C. D. 解析: 選 B.因為線框在進(jìn)、出磁場時, 線框中的磁通量發(fā)生變化, 產(chǎn)生感應(yīng)電流, 安培力阻礙線框運(yùn)動, 使線框的速度可能減為零, 故B正確. 圖91216

12、. 如圖9121所示, 矩形閉合線圈放置在水平薄板上, 有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度). 當(dāng)磁鐵勻速向右通過線圈正下方時, 線圈仍靜止不動, 那么線圈受到薄板的摩擦力方向和線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(從上向下看)是()A. 摩擦力方向一直向左B. 摩擦力方向先向左、后向右C. 感應(yīng)電流的方向順時針逆時針逆時針順時針D. 感應(yīng)電流的方向順時針逆時針解析: 選AC.穿過線圈的磁通量先向上方向增加, 后減少, 當(dāng)線圈處在磁鐵中間以后, 磁通量先向下方向增加, 后減少, 所以感應(yīng)電流的方向順時針逆時針逆時針順時針, 故C正確, D錯誤; 根據(jù)楞次定律可以判斷: 磁

13、鐵向右移動過程中, 磁鐵對線圈有向右的安培力作用, 所以摩擦力方向向左, 故A正確, B錯誤. 圖91227. 如圖9122所示, 閉合的矩形金屬框abcd的平面與勻強(qiáng)磁場垂直, 現(xiàn)金屬框固定不動而磁場運(yùn)動, 發(fā)現(xiàn)ab邊所受安培力的方向為豎直向上, 則此時磁場的運(yùn)動可能是()A. 水平向右平動B. 水平向左平動C. 豎直向上平動D. 豎直向下平動解析: 選A.ab受到的力向上, 由右手定則可知, ab上電流的方向由ba, 由楞次定律可得, 線框內(nèi)的磁通量在增加, 磁場向右運(yùn)動, A項正確, B項錯誤; 當(dāng)磁場上下運(yùn)動時, 線框內(nèi)的磁通量不變化, 不產(chǎn)生感應(yīng)電流, C、D項錯誤. 圖91238.

14、 (2012杭州高三檢測)如圖9123所示, 一根長導(dǎo)線彎成如圖abcd的形狀, 在導(dǎo)線框中通以直流電, 在框的正中間用絕緣的橡皮筋懸掛一個金屬環(huán)P, 環(huán)與導(dǎo)線框處于同一豎直平面內(nèi), 當(dāng)電流I增大時, 下列說法中正確的是()A. 金屬環(huán)P中產(chǎn)生順時針方向的電流B. 橡皮筋的長度增大C. 橡皮筋的長度不變D. 橡皮筋的長度減小解析: 選 B.導(dǎo)線框中的電流所產(chǎn)生的磁場在金屬環(huán)P內(nèi)的磁通量方向垂直于紙面向里, 當(dāng)電流I增大時, 金屬環(huán)P中的磁通量向里且增大, 由楞次定律和安培定則可知金屬環(huán)P中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流, 故A錯; 根據(jù)對稱性及左手定則可知金屬環(huán)P所受安培力的合力方向向下, 并且隨電

15、流I的增大而增大, 所以橡皮筋會被拉長, 故B正確, C、D錯誤. 9. 如圖9124所示, 開始時矩形線圈與磁場垂直, 且一半在勻強(qiáng)磁場內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場外, 若要線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流, 下列方法中可行的是()圖9124A. 將線圈向左平移一小段距離B. 將線圈向上平移C. 以ab為軸轉(zhuǎn)動(小于90)D. 以ac為軸轉(zhuǎn)動(小于60)解析: 選ACD.當(dāng)線圈向左平移一小段距離時, 穿過閉合電路abdc的磁通量變化(減小), 有感應(yīng)電流產(chǎn)生, A正確; 將線圈向上平移時, 磁通量不變, 無感應(yīng)電流, B錯誤; 以ab為軸轉(zhuǎn)動小于90和以ac為軸轉(zhuǎn)動小于60時, 磁通量都是從最大減小, 故有感應(yīng)電流,

16、 C、D正確. 10. 如圖9125所示, 粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈. 當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時, 若線圈始終不動, 則關(guān)于線圈受到的支持力N及在水平方向運(yùn)動趨勢的判斷正確的是()圖9125A. N先小于mg后大于mg, 運(yùn)動趨勢向左B. N先大于mg后小于mg, 運(yùn)動趨勢向左C. N先小于mg后大于mg, 運(yùn)動趨勢向右D. N先大于mg后小于mg, 運(yùn)動趨勢向右解析: 選 D.條形磁鐵從線圈正上方等高快速經(jīng)過時, 通過線圈的磁通量先增加后減小. 當(dāng)通過線圈的磁通量增加時, 為阻礙其增加, 在豎直方向上線圈有向下運(yùn)動的趨勢, 所以線圈受到的支持力

17、大于其重力, 在水平方向上有向右運(yùn)動的趨勢; 當(dāng)通過線圈的磁通量減小時, 為阻礙其減小, 在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動的趨勢, 所以線圈受到的支持力小于其重力, 在水平方向上有向右運(yùn)動的趨勢. 綜上所述, 線圈受到的支持力先大于重力后小于重力, 運(yùn)動趨勢總是向右. 二、非選擇題圖912611. 如圖9126所示, 勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挒閐, 一正方形線框abcd的邊長為l, 且ld, 線框以速度v通過磁場區(qū)域, 從線框進(jìn)入到完全離開磁場的時間內(nèi), 線框中沒有感應(yīng)電流的時間是多少？解析: 從線框進(jìn)入到完全離開磁場的過程中, 當(dāng)線框bc邊運(yùn)動至磁場右邊緣到ad邊運(yùn)動至磁場左邊緣過程中無感應(yīng)電流. 此過程位移為: ld故teq f(ld,v).答案: eq f(ld,v)圖912712. 如圖9127所示, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2L的正方形abcd中, 在這個正方形的同一平面內(nèi), 有一電阻為R、邊長為L的正方形導(dǎo)體線圈ABCD, 以速度v勻速通過磁場. 從BC邊進(jìn)入磁場開始計時, 試回答下列問題: (1)穿過線圈的磁通量隨時間t如何變化, 并作出磁通量隨時間變化的圖像. (2)線圈中有無感應(yīng)電流, 若有, 請判斷出感應(yīng)電流的方向. 解析: (1)由于本題中線圈的速度不變, 可根據(jù)題意把整個過程從時間上分成三段, 即0L/v(BC邊進(jìn)磁場到