第九章 第1节 电磁感应现象 楞次定律
班级________ 姓名________ 成绩________
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，每题只有一个答案正确，共60分) 1. 如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为ra A. Φa＞Φb B. Φa＝Φb C. Φa＜Φb D. 条件不足，无法判断 解析：条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过b线圈的比穿过线圈的a要多，方向相反的相互抵消，剩下的磁感线条数就越小．故A选项正确． 答案：A 2. 如图所示能产生感应电流的是( ) 解析：A图中线圈没闭合，无感应电流；C图中导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，也无感应电流；B图中磁通量增大，有感应电流；D图中的磁通量恒定，无感应电流，应选B. 答案：B 3. 一航天飞机下有一细金属杆，金属杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，忽略磁偏角，则当航天飞机位于赤道上空( ) A. 由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 B. 由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C. 沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 D. 沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势 解析：地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下；若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向由下向上，A、B错误；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C错误，D正确． 答案：D 4. 如图所示，矩形线框abcd的长和宽分别为2L和L，匀强磁场的磁感应强度为B，虚线为磁场的边界．若线框以ab边为轴转过60°的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是( ) [来源学科网] A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法判断 解析：线框以ab边为轴转过60°时有效面积没发生变化，选项C正确． 6. 1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子——磁单极子.1982年美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验．设想一个只有N极的磁单极子从上向下穿过一个超导线圈，那么从上向下看 ①超导线圈中将出现先逆时针后顺时针方向的感应电流 ②超导线圈中将出现总是逆时针方向的感应电流 ③超导线圈中产生的感应电动势一定恒定不变 ④超导线圈中产生的感应电流将长期维持下去 以上判断正确的是( ) A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 解析：由楞次定律可知出现逆时针电流，又因超导体电阻为零，故电流会长期维持下去，而感应电动势则是变化的．选项B正确． 答案：B 7. 如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是( ) A．金属环在下落过程中的机械能守恒 B．金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量 C．金属环的机械能先减小后增大 D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 解析：线圈下落过程中由于安培力做功，将一部分机械能转化为电能，因此B正确，A、C错误；金属环在落到磁铁中部N极与S极的分界线时并不切割磁感线，环中无感应电流，不受安培力，由牛顿第三定律可知磁铁也不受环通过磁场作用的力．此时磁铁对桌面的压力等于其重力，D错误． 答案：B 8. (2010·芜湖模拟)如图所示，线圈L1、铁芯M、线圈L2都可以自由移动，S合上后使L2中有感应电流且流过电阻R的电流方向是a→b，可采用的办法是( ) A．使L2迅速运离L1 B．断开电源开关S C．将铁芯M插入 D．将铁芯M抽出 解析：合上S后，根据安培定则，线圈L2中的磁感线向右，而若R中流过由a→b的电流，根据楞次定律应是L2中的原磁场加强而引起的，因此C正确，A、B、D错误． 答案：C 9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与水平面的夹角为30°，图中水平位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ转到竖直位置Ⅱ(如图中虚线位置)则此过程中磁通量的改变量为( ) 3－1 BS B. BS 23＋1C. BS D. 2BS 2 解析：当线圈处于位置Ⅰ时，磁感线的竖直分量由下向上穿过线圈平面，设为正．则当线圈转至位置Ⅱ时，磁感线的水平分量相当于位置Ⅰ时的“由上向下”(因为此时的上表面 13 已变成了右侧面)穿过线圈．故Φ1＝BSsin 30°＝BS，Φ2＝－BScos 30°＝－BS，则ΔΦ＝ 22 3＋13＋1 Φ2－Φ1＝ BS，|ΔΦ|＝BS，C正确． 22 答案：C 10. (2009·海南卷)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. 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：由楞次定律可知，线圈N向左运动的效果是为了阻碍线圈磁通量的减小，故电路中电流是减小的，A、B、D中电流增加，C中电流减小，所以选项C正确． 答案：C 二、填空题(本题共1小题，共10分) 11. 为了探究“感应电流产生的条件”，甲同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接．经乙同学检查后发现甲同学接线有错误，其中错误之处是________(用导线两端的字母符号表示)． 乙同学认为：在实验开始前必须首先判断电流计指针的偏转方向与流入电表的电流方向的关系．甲同学认为：没有必要此项实验操作．你认为________同学的说法是正确的，理由是______________． 答案：拆除gh导线，甲同学的说法正确，该实验只需判断有没有产生感应电流，不必判断感应电流的方向 三、计算题(本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 12. (12分)如图所示，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应怎样随时间t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＝B0S＝B0l2，设t时刻的磁感应强度为B，此 Bl 时磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)，由Φ1＝Φ2得B＝0. l＋vt Bl 答案：B＝0 l＋vt 13. (18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． 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)． l (1)①线框进入磁场阶段：t为0～，线框进入磁场中的面积随时间成正比，S＝lvt，最 v 2 后为Φ＝BS＝Bl. l2l2 ②线框在磁场中运动阶段：t为～，线框磁通量为Φ＝Bl，保持不变． vv2l3l ③线框离开磁场阶段：t为～，线框磁通量线性减小，最后为零． vv 综上可作出磁通量随时间变化的图象如图所示： (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
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