1、1 2020 届一轮复习人教版 电磁感应现象 楞次定律 课时作业(建 议 用 时 ： 40 分 钟 )基础对点练 题组一：感应电流的产生1 (2017 全国卷 )扫描隧道显微镜 (STM) 可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对 STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装 若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按 下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振 动的衰减最有效的方案是 ( )A B C DA 底 盘 上 的 紫 铜 薄 板 出 现 扰 动 时 ， 其 扰 动 方 向 不 确 定 ， 在 选 项 C 这
2、 种 情 况 下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁 感 应 现 象 ， 没 有 阻 尼 效 应 ； 在 选 项 B、 D 这 两 种 情 况 下 ， 紫 铜 薄 板 出 现 上 下 扰 动 时 ， 也 没 有 发 生 电 磁 阻 尼现 象 ； 选 项 A 这种情况下，不管紫铜薄板出现上下或左右 扰 动 时 ， 都 发 生 电 磁 感 应 现 象 ， 产 生 电 磁 阻 尼 效应 ， 选 项 A 正 确 。 2 (多 选 )(2015 国 卷 )1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可
3、以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是 ( )2 A圆盘上产生了感应电动势 B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C 在 圆 盘 转 动 的 过 程 中 ， 磁 针 的 磁 场 穿 过 整 个 圆 盘 的 磁 通 量 发 生 了 变 化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动AB A 当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感 应电动势，选项A 正确；B. 如 图 所 示 ， 铜 圆 盘 上 存 在 许 多 小 的 闭 合 回 路 ， 当 圆 盘
4、 转 动 时 ， 穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项 B 正确；C. 在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项 C错误；D. 圆盘呈电中性，转动时不会形成电流，选项 D 错误。3. 法拉第在 1831 年发现了“磁生电”现象。 如图所示，他把两个线圈绕在同 一个软铁环上，线圈 A 和电池连接，线圈 B 用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针。实验中可3 能观察到的现象是 ( )A用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转B线圈 B 匝数较少
5、时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转C. 线 圈 A 和电池连接瞬间，小磁针会偏转4 D. 线 圈 A 和电池断开瞬间，小磁针不偏转C 根据 “磁生电 ”即电磁感应现象的产生条件，线圈 B 中只有磁通量变化 时才能产生感应电流，因此无论线圈 B 匝数多少，线圈 A 连接电池多少，都不能在线圈 B 中产生感应电流，选项 A、 B 错误。只有在线圈 A 和电池连接或断开的瞬间，线圈 B 中才能产生感应电流，电流产生磁场，使导线下面平行放置的小磁针发生偏转，选项 C 正确， D 错误。题组二：楞次定律及其推论的应用4. 美国大众科学月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现：一 种具有独特属性
6、的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言，只要略微提 高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简 化模型如图所示。 A 为圆柱形合金材料， B 为线圈，套在圆柱形合金材料上，线 圈的半径大于合金材料的半径。现对 A 进行加热，则 ( )A B 中将产生逆时针方向的电流B B 中将产生顺时针方向的电流C B 线圈有收缩的趋势D B 线圈有扩张的趋势D 合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈 B 的磁通量增大，由于 线圈 B 内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，C 错误， D 正确；由于不知道极性， 无法判断感应电流的方向， A
7、、B 错误。5 (2019 洛阳模拟 )如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右 边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增 大的电流，则 ( )5 A 无 金 属 片 通 过 时 ， 接 收 线 圈 中 的 感 应 电 流 方 向 为 顺 时 针 B无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大 C 有 金 属 片 通 过 时 ， 接 收 线 圈 中 的 感应 电 流 方 向 为 顺 时 针 D 有 金 属 片 通 过 时 ， 接 收 线 圈 中 的 感 应 电 流 大 小 发 生变 化D 当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时， 知穿过右侧线圈的磁 通
8、量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针，故 A、 C 错误；通电 线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故 B 错误；有金属片通过时，则穿过 金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故 D 正确。6 (2016 海南高考 )如图所示，一圆形
9、金属环与两固定的平行长直导线在同一 竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中 通有大小相等、方向向下的恒定电流。若 ( )6 A金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C 金 属 环 向 左 侧 直 导 线 靠 近 ， 则 环 上 的 感 应 电 流方 向 为 逆 时 针 方 向7 D金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D 当金属环上下移动时， 穿过环的磁通量不发生变化， 根据楞次定律， 没有感应电流产生，选项 A、 B 错误； 当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增加，
10、根据楞次定律可知，环上产生顺时针方向的感应电流，故选项 C 错 误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增加，根据楞次定律可知，环上产生逆时针方向的感应电流，故选项 D 正确。题组三：右手定则的应用7 (多选) 在北半球，地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下。北京平安大街上，如图所示，某人骑车从东往西行驶，则下列说法正确的是 ( )A自行车左车把的电势比右车把的电势高B自行车左车把的电势比右车把的电势低C 图 中 辐 条 AB 此 时 A 端 比 B 端 的 电 势 高D 图 中 辐 条 AB 此 时 A 端 比 B 端的电势低AD 从 东 往 西 ， 车 把 切 割 地 磁
11、 场 的 竖 直 分 量 ， 由 右 手 定 则 知 左 车 把 电 势 高 ， 而 辐 条 切 割 水 平 分量 ， B 端 电 势 高 ， 即 A、 D 正 确 。 (2019 长 兴 模 拟 )1831 年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲 )。它是利用电磁感应原理制成的， 是人类历史上第一台发电机。图乙是这个 圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、 D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动，电阻 R 中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动， CRD 平面与铜盘平面
12、垂直，下列说法正确的是 ( )8 甲 乙A. 电 阻 R 中没有电流流过B. 铜片 C 的电势高于铜片 D 的电势C. 保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D. 保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则 CRD 回路中有电流产生C 根 据 右 手 定 则 可 知 ， 电 流 从 D 点 流 出 ， 流 向 C 点 ， 因 此 电 流 方 向 为 从 C 向 D， 由 于 圆 盘 在 切 割磁 感 线 ， 相 当 于 电 源 ， 所 以 D 处 的 电 势 比 C 处 高 ， A、 B 错误；保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则穿过铜盘的磁通
13、量 发 生 变 化 ， 故 有 感 应 电 流 产 生 ， 但 是 此 时 不 再 切 割 磁 感 线 ， 所 以 CD 不 能 当 成 电 源 ， 故 CRD 回 路 中 没 有 电流 产 生 ， C 正 确 ， D 错 误 。 题组四： “ 一定律、三定则 ”的应用如 图 所 示 ， 通 电 导 线 MN 与 单 匝 矩 形 线 圈 abcd共 面 ， 位 置 靠 近 ab 且相互绝 缘 。 当 MN 中 电 流 突然 减 小 时 ， 线 圈 所 受 安 培 力 的 合 力 方 向 ( )A向左 B向右9 C垂直纸面向外B 解法 1： 当 MND垂直纸面向里中电流突然减小时，单匝矩形线圈
14、abcd 垂直纸面向里的磁通量减少，根据楞次定律，线圈 abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由 左手定则可知 ab 边与 cd 边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右， B 正确。解法 2：由对楞次定律中 “阻碍”的理解可知，当 MN 中电流突然减小而导致线圈 abcd 垂直纸面向里的磁通量减少时，线圈 abcd 一定会有向右运动的趋势以10 “阻碍 ”其磁通量的减少，所以其所受安培力的合力方向向右， B 正确。如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘 a 和 b。 它们可以绕竖直轴自由转动， 用导线通过电刷把它们相连。 当圆盘 a 转
15、动时 ( )A. 圆盘 b 总 是 与 a 沿相同方向转动B. 圆盘 b 总是与 a 沿相反方向转动C. 若 B1、 B2 同 向 ， 则 a、 b 转向相同D. 若 B1、 B2 反 向 ， 则 a、 b 转向相同D 当 圆 盘 a 转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入 b 盘 中 ， 在磁场中由于受安培力 b 盘 会 转 动 。 但 若 不 知 B1、 B2 的 方 向 关 系 ， 则 b 盘 与 a 盘的 转 向 关 系 将 无 法 确 定 ， 故 A、 B 错 误 。 设 B1、 B2 同 向 且 向 上 ， a 盘逆时针转动， 则 由 右 手 定 则 可 知 a 盘 中 的 感 应 电 流 由 a a， b 盘 受 力 将 顺 时 针 转 动 ， 故 C 错误 。 同 理 可 判 定 D 项 正 确 。 考点综合练 如图所示，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。现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为 FT1 和 FT2， 重力加速度大小为 g， 则 ( )
