高考物理一轮复习模拟试题：电磁感应现象、楞次定律含解析

- 1 - 电磁感应现象 楞次定律

一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分，每小题只有一个选项符合题意)

1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法不正确的是( )

A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系

解析：奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A正确．欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，B错误、D正确．法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C正确．

答案：B

2．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下图中哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流(

)

解析：P中感应电流磁场方向为水平向右，由楞次定律，M中电流在P处产生的磁场若向右则减小，若向左则增加，故只有D项正确．

答案：D

3．如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b将如何移动( )

A．a、b将相互远离

B．a、b将相互靠近

C．a、b将不动

D．无法判断

解析：根据Φ＝BS，磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势．由于S不可改变，为阻碍增大，导体环应该尽量远离磁铁，所以a、b将相互远离，A项正确．

答案：A

- 2 - 4.有一匀强磁场,它的磁感线与一矩形线圈平面成角,穿过线圈的磁通量为，线圈面积为S,那么这个磁场的磁感应强度为( )

A. /S B. /(Ssin)

C. cos/S D. /(Scos)

【解析】(BSBsin)SB/(Ssin).

【答案】 B

5．一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是(

)

A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间

B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间

C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时

D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时

解析：在S断开的情况下S向a(b)闭合的瞬间M中电流瞬时增加，左端为磁极N(S)极，穿过N的磁通量增加，根据楞次定律阻碍磁通量变化可知N环向右运动，A、B项均错；在S已向a闭合的情况下将R的滑动头向c端移动时，电路中电流减小，M产生的磁场减弱，穿过N的磁通量减小，根据楞次定律阻碍磁通量变化可知N环向左运动，D项错、C项对．

答案：C

6．现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动．经研究这种方法可以更有效地制动，它有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流．将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死．如图所示，在齿a转过虚线位置的过程中，关于M中感应电流的说法正确的是( )

A．M中的感应电流方向一直向左

B．M中的感应电流方向一直向右

C．M中先有自右向左、后有自左向右的感应电流

D．M中先有自左向右、后有自右向左的感应电流

- 3 - 解析：由楞次定律，感应电流的结果总是阻碍引起感应电流的原因．由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，感应电流的磁场要阻碍原磁场增强，由安培定则，M中感应电流的方向自左向右；齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流，感应电流的磁场要阻碍原磁场减弱，由安培定则知，M中感应电流的方向自右向左．D对．

答案：D

二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)

7．如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属直棒，如图立在导轨上(开始时b离O点很近)．它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a端始终在AO上，b端始终在OC上，直到ab完全落在OC上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中( )

A．感应电流方向始终是b→a

B．感应电流方向先是b→a，后变为a→b

C．受磁场力方向垂直于ab向上

D．受磁场力方向先垂直ab向下，后垂直于ab向上

解析：在ab棒倒下的过程中ab棒和直角框架AOC所围成面积先变大后变小，因磁场为匀强磁场，因此，穿过回路磁通量由小变大再变小，由楞次定律可判断B正确．再由左手定则判断C错误、D正确．

答案：BD

8．如图所示，通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是(

)

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

解析：由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知，A正确、B错误．由各线圈位置关系知，C错误、D正确．

- 4 - 答案：AD

9．如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( )

A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针

B．感应电流方向一直是逆时针

C．安培力方向始终与速度方向相反

D．安培力方向始终沿水平方向

解析：圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以选A；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故D正确．

答案：AD

10．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力FN，则(

)

A．t1时刻FN＞G，P有收缩的趋势

B．t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量最大

C．t3时刻FN＝G，此时P中无感应电流

D．t4时刻FN＜G，此时穿过P的磁通量最小

解析：t1时刻，电流增大，由楞次定律的阻碍作用知，线圈有远离螺线管、收缩面积的趋势，选项A正确；t2时刻电流不变，线圈无感应电流，FN＝G，此时穿过P的磁通量最大，选项B正确；t3时刻电流为零，但电流从有到无，穿过圈的磁通量发生变化，此时P中有感应电流，但Q中磁感应强度为零，FN＝G，选项C错误；t4时刻电流不变，线圈无感应电流，FN＝G，此时穿过P的磁通量最大，选项D错误．

答案：AB

- 5 - 三、计算题(本题共2小题，共计30分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)

11．(15分)如右图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B随时间t应怎样变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．

解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化

在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量

Φ1＝B0·S＝B0·l2

设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为

Φ2＝Bl(l＋vt)

由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋vt

答案：见解析

12．(15分)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，如图所示，从ab进入磁场时开始计时．

(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；

(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两边都在磁场中)、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～lv，线框进入磁场中的面积与时间成正比，S＝lvt，最后为Φ＝BS＝Bl2.

②线框在磁场中运动阶段：t为lv～2lv，

线框磁通量为Φ＝Bl2，保持不变．

③线框离开磁场阶段：t为2lv～3lv，线框磁通量线性减小，最后为零．

(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流．由右手定则可知，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，线框中将产生感应电流．由右手定则可知，感应电流方

- 6 - 向为顺时针方向．

答案：(1)如右图所示

(2)线框进入磁场阶段，感应电流方向逆时针；线框在磁场中运动阶段，无感应电流；线框离开磁场阶段，感应电流方向顺时针．