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2024年高考物理總復(fù)習(xí):電磁感應(yīng)
一.選擇題(共12小題)
1.(2023?遼寧一模)如圖所示,紙面內(nèi)的菱形金屬線框ABCD以速度v()平行于AD方向勻
速通過(guò)一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的邊界PQ、MN相互平行,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向
垂直紙面向里。已知線框的電阻為R,線框的邊長(zhǎng)和磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),ZA=60°,AD
_LPQ,下列說(shuō)法正確的是()
A.A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)后線框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?/p>
B.線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為亞BLvc
20
C.此過(guò)程中穿過(guò)線框的磁通量的最大值為還
16。匕
n2T22
D.線框穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中回路的最大熱功率為-----現(xiàn)
2R
2.(2022?廣東學(xué)業(yè)考試)有人根據(jù)條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況用塑料制作了一個(gè)模具,模具
的側(cè)邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合,如圖所示。另取一個(gè)柔軟的彈性導(dǎo)體線圈套
在模具上方某位置.,線圈貼著模具上下移動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(地磁場(chǎng)很弱,
可以忽略)()
A.線圈切割磁感線,線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電流
B.線圈緊密套在模具上移動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)感應(yīng)電流
C.由于線圈所在處的磁場(chǎng)是不均勻的,故而不能判斷線圈中是否有電流產(chǎn)生
D.若線圈平面放置不水平,則移動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
3.(2021?郴州模擬)如圖所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長(zhǎng)直導(dǎo)線中通
以恒定電流,下列運(yùn)動(dòng)中,閉合金屬線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()
□
A.閉合金屬線框向上平移
B.閉合金屬線框向右平移
C.閉合金屬線框以直導(dǎo)線為軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)
D.閉合金屬線框向下平移
4.(2020?昌平區(qū)二模)如圖所示,MN是矩形導(dǎo)線框ahcd的對(duì)稱軸,其左方有垂直于紙面
向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以下過(guò)程中,abed中有感應(yīng)電流產(chǎn)牛日感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda的是
()
A.將abed向左平移
B.將abed垂直紙面向外平移
C.將abed以MN為粕轉(zhuǎn)動(dòng)30°
D.將abed以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)30°
5.(2023?衡陽(yáng)二模)如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi和B2大小相等、方向相反。
金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合。下列變化會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是
B.同時(shí)減小Bi增大B2
C.同時(shí)以相同的變化率增大Bl和B2
D.同時(shí)以相同的變化率減小Bi和B2
6.(2022?石景山區(qū)一模)安培曾做過(guò)如圖所示的實(shí)驗(yàn):把絕緣導(dǎo)線繞制成線圈,在線圈內(nèi)
部懸掛一個(gè)用薄銅片做成的圓環(huán),圓環(huán)所在平面與線圈軸線垂直,取一條形磁鐵置于銅
環(huán)的右側(cè),條形磁鐵的右端為N極。閉合開(kāi)關(guān),電路穩(wěn)定后,發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動(dòng),安培
由此錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。實(shí)際上,在電路閉合的瞬間()
A.從右側(cè)看,銅環(huán)中有逆時(shí)針的感應(yīng)電流
B.從右側(cè)看,銅環(huán)中有順時(shí)針的感應(yīng)電流
C.銅環(huán)仍保持不動(dòng)
D.銅環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵
7.(2011?東城區(qū)一模)如圖所示,正方形閉合導(dǎo)線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,
C、E、D、F為線框中的四個(gè)頂點(diǎn),圖(a)中的線框繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),圖(b)中的線框向
右平動(dòng),磁場(chǎng)足夠大。下列判斷正確的是()
XXXX
C
A.圖(a)線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,C點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低
B.圖(a)線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等
C.圖(b)線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,C點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低
D.圖(b)線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等
8.(2023?渭南?模)如圖所示,質(zhì)量為m的金屬環(huán)用線懸掛起來(lái),金屬環(huán)有?半處于水平
且與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,從某時(shí)刻開(kāi)始,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,則在磁感應(yīng)強(qiáng)度均
勻減小的過(guò)程中,關(guān)于線拉力大小的下列說(shuō)法中正確的是()
B.ab接MN、cd接PQ,hbVied
C.ab接PQ、cd接MN,labVied
D.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd
11.(2022?平谷區(qū)一模)如圖所示的電路中,a、b是兩個(gè)完全相同的燈泡,L為自感線圈(直
流電阻不計(jì)),E為電源,S為開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法正確的是()
A.閉合開(kāi)關(guān),a^b同時(shí)亮
B.閉合開(kāi)關(guān),a光亮,b后亮
C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),a先熄滅,b閃亮后熄滅
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),b先熄滅,a閃亮后熄滅
12.(2020?海淀區(qū)校級(jí)模擬)某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中,將直流電源、
滑動(dòng)變阻器、線圈A(有鐵芯)、線圈B、靈敏電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按圖連接成電路.在實(shí)驗(yàn)中,
該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針向左偏.由此可以判斷,在保持開(kāi)關(guān)閉
合的狀態(tài)下()
A.當(dāng)線圈A拔出時(shí),靈敏電流”的指針向左偏
B.當(dāng)線圈A中的鐵芯拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏
C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)
D.當(dāng)滑動(dòng)變阻相的滑片向N端滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏
二.多選題(共5小題)
(多選)13.(2023?衡水模擬)如圖所示,在MN右側(cè)區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),
具磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系為B=kt(k為大于零的常量)。一島為a、電阻為R的
正三角形金屬線框向右勻速運(yùn)動(dòng)。在t=0時(shí)刻,線框底邊恰好到達(dá)MN處;在t=T時(shí)
刻,線框恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)。在線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中()
A.線框中的電流始終為逆時(shí)針?lè)较?/p>
B.線框中的電流先逆時(shí)針?lè)较?,后順時(shí)針?lè)较?/p>
ct=H時(shí)刻,流過(guò)線框的電流大小為近ka2
26R
D.1=工時(shí)刻,流過(guò)線框的電流大小為下返區(qū)直
212R
(多選)14.(2016?銅仁市模擬)圖中小圓圈表示處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中閉合電路一部分導(dǎo)線的截
面,以速度v在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng).關(guān)于感應(yīng)電流有無(wú)及方向的判斷正確的是()
A.甲圖中有感應(yīng)電流,方向向里
B.乙圖中有感應(yīng)電流,方向向外
C.因圖中無(wú)感應(yīng)電流
D.丁圖中a、b、c、d四位置上均無(wú)感應(yīng)電流
(多選)15.(2016?洛陽(yáng)二模)均勻帶負(fù)電的塑料圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面過(guò)圓心的軸旋轉(zhuǎn),
在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈,小線圈和圓環(huán)在同一平面,則()
A.只要I回環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng),小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流
B.不管環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng),小線圈內(nèi)都沒(méi)有感應(yīng)電流
C.圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流
D.圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí).,小線圈內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流
(多選)16.(2015?景縣校級(jí)三模)如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩
形線框與導(dǎo)線在同?平面,在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大B.線框向右平動(dòng)
C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
(多選)17.(2014?海淀區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,矩形閉合導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,一定產(chǎn)生
感應(yīng)電流的是()
XXXX
乂“火X
A.垂直于紙面平動(dòng)
B.以一條邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
C.線圈形狀逐漸變?yōu)閳A形
D.沿與磁場(chǎng)垂直的方向平動(dòng)
三.計(jì)算題(共3小題)
18.(2023?重慶模擬)如圖甲所示,在光滑絕緣水平面內(nèi)有一單匝長(zhǎng)方形金屬線框,cd邊
長(zhǎng)L=0.25m,線框的質(zhì)量m=0.4kg、電阻R=0.2C,空間存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的
左邊界如虛線所示,虛線右側(cè)存在區(qū)域足夠大的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向下.線框在水平
向右的外力F作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),cd邊到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)(記t=0)
的速度大小vo=O.5m/s,外力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示.
甲乙
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
(2)求整個(gè)過(guò)程中通過(guò)線框某截面的電荷量q;
(3)已知0?Is內(nèi)拉力做的功W=-lj求此過(guò)程口金屬線框中感應(yīng)電流的有效值I.
15
19.(2022?河南二模)如圖甲所示,用表面絕緣的金屬絲繞成的正方形閉合線框abed放置
于粗糙的水平桌面上,線框邊長(zhǎng)L=40cm、匝數(shù)N=50匝、質(zhì)量m=0.20kg、電阻R=
8.00,虛線MN是線框中線,MN左側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度
大小B隨時(shí)間I變化的關(guān)系如圖乙所示。己知線框與桌面之間的動(dòng)摩擦四數(shù)以=0.50。設(shè)
線框與桌面之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)U=1.2s時(shí)刻這50匝線框所受安培力的大小和方向;
(2)何時(shí)這50匝線框開(kāi)始滑動(dòng),并求這50匝線框在滑動(dòng)前所產(chǎn)生的焦耳熱。
20.(2023?天津一模)如圖所示,兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L(zhǎng),導(dǎo)軌
上端接電阻R,寬度相同的水平條形區(qū)域I和II內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌平
面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其寬度均為d,I和H之間相距為h且無(wú)磁場(chǎng).一長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為
m、電阻為r的導(dǎo)體棒,兩端套在導(dǎo)軌上,并與兩導(dǎo)軌始終保持良好的接觸,導(dǎo)體棒從距
區(qū)域I上邊界H處由靜止釋放,在穿過(guò)兩段磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,流過(guò)電阻R上的電流及
其變化情況相同,重力加速度為g.求:
(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域I的瞬間,通過(guò)電阻R的電流大小與方向.
(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域I的過(guò)程,電阻R上產(chǎn)生的熱最Q.
(3)求導(dǎo)體棒穿過(guò)區(qū)域I所用的時(shí)間.
R
M-------------N
H
X?XX[X
X.K.XAX
2024年高考物理總復(fù)習(xí):電磁感應(yīng)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共12小題)
1.(2023?遼寧一模)如圖所示,紙面內(nèi)的菱形金屬線框ABCD以速度vo平行于AD方向勻
速通過(guò)一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的邊界PQ、MN相互平行,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向
垂直紙面向里。已知線框的電阻為R,線框的邊長(zhǎng)和磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),NA=60。,AD
"LPQ,下列說(shuō)法正確的是()
A.A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)后線框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?/p>
B.線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為亞BLvc
C.此過(guò)程中穿過(guò)線框的磁通量的最大值為工叵BI?
16
D2T22
D.線框穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中回路的最大熱功率為-----迎
2R
【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電功和電功率;閉合電路的歐姆定律;
楞次定律.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.
【答案】C
【分析】(1)會(huì)應(yīng)用楞次定律分析感應(yīng)電流方向。
(2)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),注意公式中的L為桿的等效長(zhǎng)度。
(3)當(dāng)線框處于磁場(chǎng)中的含有磁場(chǎng)的有效面積最大時(shí),磁通量最大此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。
(4)根據(jù)閉合電路電路歐姆定律,電流最大,電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)熱功率最大。
【解答】解:A、線框的A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)后,穿過(guò)線柩的磁通量先增大后減小,磁場(chǎng)方向
是垂直紙面向里,由楞次定律可知,線框中的感應(yīng)電流的方向是先沿逆時(shí)針?lè)较?,后?/p>
順時(shí)針?lè)较颍蔄錯(cuò)誤;
B、從B點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的
V3BLv
最大值為Em=-------故nB錯(cuò)誤;
m2
C、當(dāng)線框到如圖所示的位置時(shí)
穿過(guò)線框的磁通量最大,此時(shí)A點(diǎn)和C點(diǎn)到磁場(chǎng)邊界MN和PQ的距離相等,所以穿過(guò)
線框的磁通量的最大值以=(夸L2之X/X亨)B斗魯-BI?,故C正確;
R2OD2T22
D、回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)熱功率最大,有p=^—=--------1,故D錯(cuò)誤;
maxR4R
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)的基本概念和規(guī)律,目的是考察學(xué)生的分析綜合能力。
2.(2022?廣東學(xué)業(yè)考試)有人根據(jù)條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況用塑料制作了一個(gè)模具,模具
的側(cè)邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合,如圖所示。另取一個(gè)柔軟的彈性導(dǎo)體線圈套
在模具上方某位置,線圈貼著模具上下移動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(地磁場(chǎng)很弱,
A.線圈切割磁感線,線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電流
B.線圈緊密套在模具上移動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)感應(yīng)電流
C.由于線圈所在處的滋場(chǎng)是不均勻的,故而不能判斷線圈中是否有電流產(chǎn)生
D.若線圈平面放置不水平,則移動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)一一功能問(wèn)題.
【答案】B
【分析】根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化進(jìn)行分析判斷有無(wú)
感應(yīng)電流產(chǎn)生。
【解答】解:由題,模具的形狀與磁感線的形狀是相同的,則線圈貼著模具上卜.移動(dòng)的
過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁感線的條數(shù)不會(huì)發(fā)生變化,即穿過(guò)線圈的磁通量不變,所以線圈緊
密套在模具上移動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)感應(yīng)電流。故B正確,ACD錯(cuò)誤
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】判斷有無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生對(duì)照感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,抓住兩點(diǎn):一是電路要閉合:
二是磁通量要變化。
3.(2021?郴州模擬)如圖所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長(zhǎng)直導(dǎo)線中通
以恒定電流,下列運(yùn)動(dòng)中,閉合金屬線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)牛的是()
□
A.閉合金屬線框向上平移
B.閉合金屬線框向右平移
C.閉合金屬線框以直導(dǎo)線為軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)
D.閉合金屬線框向下平移
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;通電導(dǎo)線及通電線圈周圍的磁場(chǎng).
【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.
【答案】B
【分析】明確直導(dǎo)線周圍磁感線的分布規(guī)律,根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件即可明確能否產(chǎn)
生感應(yīng)電流。
【解答】解:AD、通電導(dǎo)線周圍存在的磁場(chǎng)分布具有對(duì)稱性,閉合金屬線框上下平移時(shí);
線框中的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化,故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故AD錯(cuò)誤;
B、閉合金屬線框向右平移時(shí),磁場(chǎng)減弱,線框中的磁通量減小,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故
B正確;
C、閉合金屬線框以直導(dǎo)線為軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),由于磁場(chǎng)空間的對(duì)稱性,磁通量保持不變,
故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C錯(cuò)誤。
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,關(guān)鍵是明確通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的對(duì)稱性,知
道上下平衡或以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)線圈的磁通量均是不變的。
4.(202()?昌平區(qū)二模)如圖所示,MN是矩形導(dǎo)線框ahcd的對(duì)稱軸,其左方有垂直于紙面
向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以下過(guò)程中,abed中有感應(yīng)電流產(chǎn)生且感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda的是
()
A.將abed向左平移
B.將abed垂直紙面向外平移
C.將abed以MN為釉轉(zhuǎn)動(dòng)30°
D.將abed以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)30°
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)一一功能問(wèn)題;推理能力.
【答案】C
【分析】本題比較簡(jiǎn)單,考查了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,通過(guò)判斷線圈中的磁通量是否變
化,即可得出正確結(jié)果。
【解答】解:A、由于滋場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),將abed向左平移,其磁通量增大,根據(jù)右手定
則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿adeba方向,故A錯(cuò)誤;
B、將abed垂直紙面向外平移,其磁通量不變化,因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤:
C、將abed以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°,穿過(guò)線圈的磁通量減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流方向沿abed
方向,故C正確;
D、將abed以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)30°,穿過(guò)線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生是電磁感應(yīng)中的基本
要求,要把握實(shí)質(zhì)問(wèn)題,不要受其它條件的干擾。
5.(2023?衡陽(yáng)二模)如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi和B2大小相等、方向和反。
金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合。下列變化會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是
A.同時(shí)增大Bi減小B2
B.同時(shí)減小Bi增大B2
C.同時(shí)以相同的變化率增大Bi和B2
D.同時(shí)以相同的變化率減小Bi和B?
【考點(diǎn)】楞次定律;法拉第電磁感應(yīng)定律;電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【專題】定性思想:推理法:電磁感應(yīng)與電路結(jié)合:理解能力.
【答案】A
【分析】磁感應(yīng)強(qiáng)度變化,將導(dǎo)致線圈的磁通量變化,根據(jù)楞次定律分析感應(yīng)電流的方
向。
【解答】解:A、增大Bi,則金屬圓環(huán)上半部分的磁通量變大,由增反減同可知,則感
應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反。再根據(jù)安培定則,可判定在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母?/p>
應(yīng)電流;減小B2,則金屬圓環(huán)下半部分的磁通量變小,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場(chǎng)與
原磁場(chǎng)方向相同。再根據(jù)安培定則,可判定在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流;
故同時(shí)增大Bi減小B2在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故A正確;
B、減小Bi,則金屬圓環(huán)上半部分的磁通最變小,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁
場(chǎng)方向相同。再根據(jù)安培定則,可判定在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流;增大
B2,則金屬圓環(huán)下半部分的磁通量變大,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相
反。再根據(jù)安培定則,可判定在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流:故同時(shí)減小Bi
增大B2在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故B錯(cuò)誤:
CD、根據(jù)上面的分析可知同時(shí)以相同的變化率增大Bi和B2或同時(shí)以相同的變化率減小
Bi和B2,則穿過(guò)環(huán)的總磁通量不會(huì)發(fā)生變化,所以不會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故CD錯(cuò)
誤:
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)楞次定律分析感應(yīng)電流的方向,注意在分析過(guò)程中要同時(shí)考慮Bi和B2的
變化。
6.(2022?石景山區(qū)一模)安培曾做過(guò)如圖所示的實(shí)驗(yàn):把絕緣導(dǎo)線繞制成線圈,在線圈內(nèi)
部懸掛?個(gè)用薄銅片做成的圓環(huán),圓環(huán)所在平面與線圈軸線垂直,取?條形磁鐵置于銅
環(huán)的右側(cè),條形磁鐵的右端為N極。閉合開(kāi)關(guān),電路穩(wěn)定后,發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動(dòng),安培
由此錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。實(shí)際上,在電路閉合的瞬間()
A.從右側(cè)看,銅環(huán)中有逆時(shí)針的感應(yīng)電流
B.從右側(cè)看,銅環(huán)中有順時(shí)針的感應(yīng)電流
C.銅環(huán)仍保持不動(dòng)
D.銅環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵
【考點(diǎn)】楞次定律;通電導(dǎo)線及通電線圈周圍的磁場(chǎng);安培力;左手定則一一磁場(chǎng)對(duì)通
電導(dǎo)線的作用;電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【專題】定性思想;推理法:電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.
【答案】A
【分析】根據(jù)S接通瞬間,導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通最發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律,來(lái)判定感
應(yīng)電流方向,再依據(jù)左手定則,來(lái)確定安培力的方向,從而即可求解.
【解答】解:AB、根據(jù)楞次定律,當(dāng)接通開(kāi)關(guān)瞬間時(shí);導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量向左增大,
則從右側(cè)看,線圈的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、當(dāng)線圈中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí),根據(jù)左手定則可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向向
右,銅環(huán)會(huì)靠近磁鐵,故CD錯(cuò)誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】考查楞次定律與左手定則的應(yīng)用,掌握右手螺旋定則內(nèi)容,注意左手定則與右
手定則的區(qū)別,同時(shí)注意磁通量的概念.
7.(2011?東城區(qū)一模)如圖所示,正方形閉合導(dǎo)線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,
C、E、D、F為線框中的四個(gè)頂點(diǎn),圖(a)中的線框繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),圖(b)中的線框向
右平動(dòng),磁場(chǎng)足夠大。下列判斷正確的是()
XXXX
XXXX
C,)
A.圖(a)線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,C點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低
B.圖(a)線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等
C.圖(b)線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,C點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低
D.圖(b)線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等
【考點(diǎn)】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生條件;電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【專題】電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.
【答案】B
【分析】當(dāng)通過(guò)閉合叵路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
【解答】解.:AB、圖(a)中的線框繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)線框的磁通量都沒(méi)變化,所以線
框中沒(méi)有感應(yīng)電流。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中每條邊都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),則每條邊都相當(dāng)于
電源,根據(jù)右手定則,可以判斷出電源的正負(fù)極,知C點(diǎn)比F點(diǎn)高U,D點(diǎn)也比F點(diǎn)高
U.所以C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等。故A錯(cuò)誤,B正確。
CD、圖(b)中的線框向右平動(dòng),通過(guò)線框的磁通量都沒(méi)變化,所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電
流。在平動(dòng)的過(guò)程中CE邊、DF邊在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),則兩條邊相當(dāng)于電源,根據(jù)右
手定則,可以判斷出電源的正負(fù)極,F(xiàn)點(diǎn)比D點(diǎn)電勢(shì)高,C點(diǎn)和F點(diǎn)相等,所以C點(diǎn)電
勢(shì)比D點(diǎn)電勢(shì)高。故CD錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:當(dāng)通過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,
就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。以及會(huì)用右手定則判斷相當(dāng)于電源部分的正負(fù)極。
8.(2023?渭南一模)如圖所示,質(zhì)量為m的金屬環(huán)用線懸掛起來(lái),金屬環(huán)有一半處于水平
且與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,從某時(shí)刻開(kāi)始,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,則在磁感應(yīng)強(qiáng)度均
勻減小的過(guò)程中,關(guān)于線拉力大小的下列說(shuō)法中正確的是()
A.大于環(huán)重力mg,并逐漸減小
B.始終等于環(huán)重力mg
C.小于環(huán)重力mg,棄保持恒定
D.大于環(huán)重力mg,并保持恒定
【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律;楞次定律.
【答案】A
【分析】磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,穿過(guò)回路的磁通量均勻減小,回路中產(chǎn)生恒定的電流,
由左手定則可確定安培力的方向,再根據(jù)安培力F=BIL,分析安培力的變化,由平衡條
件即可求解.
【解答】解:磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,穿過(guò)回路的磁通量均勻減小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)
定律得知,回路中產(chǎn)生恒定的電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流也恒定不變。由楞次定律可知,感應(yīng)電
流方向:順時(shí)針,再由左手定則可得,安培力的合力方向:豎直向下。ab棒所受的安培
力F=BIL,可知安培力F均勻減小,目方向向下,金屬環(huán)ab始終保持靜止,則拉力大
于重力,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小。所以拉力的大小也逐漸減小,故A正確,BCD均錯(cuò)
誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何變化,即可判斷感應(yīng)電
流和安培力的變化.
9.(2022?保山一模)如圖所示abed水平放置的平行“匚”形光滑金屬導(dǎo)軌,間距為1,
導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì),已知金屬
桿MN傾斜放置,與導(dǎo)軌成。角,單位長(zhǎng)度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于
cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好)。則()
A.金屬桿中電流從M端流向N端
B.電路中感應(yīng)電流的大小為BvsinS
r
c.金屬桿所受安培力的大小為3期目
r
D.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為也舁
【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);閉合電路的歐姆定律;安培力的計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.
【答案】B
【分析】根據(jù)E=Blv(1是有效的切割長(zhǎng)度)求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);根據(jù)閉合電路歐姆定律
求感應(yīng)電流的大??;根據(jù)右手定則判斷電流方向;由安培力公式求解金屬桿所受安培力。
【解答】解:A、根據(jù)右手定則可得金屬棒上電流為N端流向M端,故A錯(cuò)誤。
D、金屬桿切割的有效長(zhǎng)度等于導(dǎo)軌間距1,則金屬棒有效切割長(zhǎng)度為1,根據(jù)法拉第電
磁感應(yīng)定律可得電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E=Blv,
故D錯(cuò)誤:
B、金屬桿接入電路中的電阻為:
R=r*——
sin9
根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電路中感應(yīng)電流的大小為:
,EBlvBvsin^
1=—=Z=,
Rr
sin8
故B正確;
C、金屬桿所受安培力的大小
F=BU^=&
sin8r
故C錯(cuò)誤。
故選:B,
【點(diǎn)評(píng)】本題考查導(dǎo)體切割磁感線中的電動(dòng)勢(shì)和閉合電路的歐姆定律,要注意明確E=
BLv中L為導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度,并不是金屬桿的長(zhǎng)度,掌握利用右手定則判斷電流的
方法。
10.(2015?上海模擬)普通的交流電源表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流,通常要通
過(guò)電流互感器來(lái)連接,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時(shí)電流為幾,cd
一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時(shí)電流為電,為了使電流表能正常工作,則()
A.ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd
B.ab接MN、cd接PQ,lab<led
C.ab接PQ、cd按MN,Iab<Icd
D.ab接PQ、cd接MN,Iab>kd
【考點(diǎn)】互感現(xiàn)象.
【專題】交流電專題.
【答案】A
【分析】電流互感器的作用是使大電流變成小電流,然后利用變壓器工作原理即可確定
接哪一端。
【解答】解:電流互感器的作用是使大電流變成小電流,所以Iab>Icd;
利用變壓器工作原理:電流與匝數(shù)成反比,所以輸入端ab接MN,輸出端cd接PQ;
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電和理想變壓器的基礎(chǔ)知識(shí),熟練掌握電壓、電流等關(guān)系是
解決此類題FI的關(guān)鍵。
11.(2022?平谷區(qū)一模)如圖所示的電路中,a、b是兩個(gè)完全相同的燈泡,L為自感線圈(直
流電阻不計(jì)),E為電源,S為開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法正確的是()
A.閉合開(kāi)關(guān),a、b同時(shí)亮
B.閉合開(kāi)關(guān),a先亮,b后亮
C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),a先熄滅,b閃亮后熄滅
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),b先熄滅,a閃亮后熄滅
【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象和自感系數(shù).
【專題】定性思想;推理法;交流電專題;理解能力.
【答案】B
【分析】根據(jù)線圈在電流發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),電流增大時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流
增大,電流減小時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電減小,相當(dāng)于電源;并結(jié)合歐姆定律分析。
【解答】解:AB.由圖可以看出,a、b燈泡在兩個(gè)不同的支路中,對(duì)于純電阻電路,不
發(fā)生電磁感應(yīng),通電后用電器立即開(kāi)始正常工作;但對(duì)廣含電感線圈的電路,在通電時(shí),
線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),對(duì)電流的增大有阻礙作用,使b燈后亮,則合上開(kāi)關(guān),a先亮,b
后亮,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.L為自感線圈(直流電阻不計(jì)),接通時(shí)通過(guò)兩燈的電流一樣,當(dāng)斷開(kāi)電鍵時(shí),線圈
中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),由a、b及電感線圈組成?個(gè)回路,兩燈同時(shí)逐漸熄滅,故CD錯(cuò)誤。
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本撅考杳了白感線圈對(duì)電流發(fā)牛變化時(shí)的陽(yáng)礙作用,增大瞬間相當(dāng)于斷路,減
小瞬間相當(dāng)于電源,穩(wěn)定后相當(dāng)于短路。
12.(2020?海淀區(qū)校級(jí)模擬)某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中,將直流電源、
滑動(dòng)變阻器、線圈A(有鐵芯)、線圈B、靈敏電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按圖連接成電路.在實(shí)驗(yàn)中,
該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針向左偏.由此可以判斷,在保持開(kāi)關(guān)閉
合的狀態(tài)下()
A.當(dāng)線圈A拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向左偏
B.當(dāng)線圈A中的鐵芯拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏
C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)
D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向N端滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏
【考點(diǎn)】研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
【專題】實(shí)驗(yàn)題.
【答案】B
【分析】由題意可知線圈B中產(chǎn)生使電流表指針向左偏轉(zhuǎn)的條件,然后分析各選項(xiàng)可得
出正確答案.
【解答】解:由題意可知:開(kāi)關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針向左偏,則當(dāng)磁通量增
大時(shí),則指針左偏;若磁通量減小時(shí),則右偏;
A、當(dāng)線圈A拔出,或線圈A中的鐵芯拔出時(shí),均導(dǎo)致磁通量減小,因此電流計(jì)指針向
右偏,故A錯(cuò)誤,B正確;
C、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速滑動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,電流計(jì)指針都要發(fā)生
偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向N端滑動(dòng)時(shí),電阻減小,則電流增大,導(dǎo)致磁通量增大,因
此靈敏電流計(jì)的指針向左偏,故D錯(cuò)誤;
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題無(wú)法直接利用楞次定律進(jìn)行判斷,但是可以根據(jù)題意得出產(chǎn)生使電流表指
針左偏的條件,即可不根據(jù)繞向判出各項(xiàng)中應(yīng)該出現(xiàn)的現(xiàn)象.
二.多選題(共5小題)
(多選)13.(2023?衡水模擬)如圖所示,在MN右側(cè)|乂域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),
其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系為B=kt(k為大于零的常量)。一高為a、電阻為R的
正三角形金屬線框向右勻速運(yùn)動(dòng)。在t=0時(shí)刻,線框底邊恰好到達(dá)MN處;在t=T時(shí)
亥必線框恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)。在線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中()
A.線框中的電流始終為逆時(shí)針?lè)较?/p>
B.線框中的電流先逆時(shí)針?lè)较?,后順時(shí)針?lè)较?/p>
c.t=H時(shí)刻,流過(guò)線框的電流大小為返端
26R
D.t=H時(shí)刻,流過(guò)線框的電流大小為述區(qū)就
212R
【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);閉合電路的歐姆定律;安培力的計(jì)算.
【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合:分析綜合能力.
【答案】AD
【分析】應(yīng)用右手定則判斷出感應(yīng)電流方向;求出工時(shí)刻線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度,
2
rhE=BLv求出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感生電動(dòng)勢(shì),然后由歐姆定律
求出感應(yīng)電流大小。
【解答】解:AB、磁場(chǎng)垂直于紙面向里,由右手定貝J可知,線框向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程,感應(yīng)電
流始終沿逆時(shí)針?lè)较?,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、線框做勻速直線運(yùn)動(dòng),線框的速度v=2,,線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度
T
L=2(a-v工)tan300=^-a,
23
此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kt=1kT,
2
ka2
由法拉第電遨感應(yīng)定律可知,感生電動(dòng)勢(shì)E2=
△9_AB_31、,2a、,_V3ka2
△tZtS-kX疝\'a「一
由歐姆定律可知,感應(yīng)電流I=E1+E2=5-ka2,故c錯(cuò)誤,D正確。
R12R
故選:ADo
【點(diǎn)評(píng)】分析清楚線框的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)包括動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)是解
題的前提,應(yīng)用右手定則、E=BLv與法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律即可解題。
(多選)14.(2016?銅仁市模擬)圖中小圓圈表示處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中閉合電路一部分導(dǎo)線的截
面,以速度v在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng).關(guān)于感應(yīng)電流有無(wú)及方向的判斷正確的是()
A.甲圖中有感應(yīng)電流,方向向里
B.乙圖中有感應(yīng)電流,方向向外
C.丙圖中無(wú)感應(yīng)電流
D.丁圖中a、b^c^d四位置上均無(wú)感應(yīng)電流
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;右手定則.
【答案】AC
【分析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng);
根據(jù)條件分析有無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生.若有,根據(jù)右手定則判斷方向.
【解答】解:A、甲圖中導(dǎo)線切割磁感線,有感應(yīng)電沆產(chǎn)生,由右手定則判斷可知,感應(yīng)
電流方向向里。故A正確。
B、圖乙中導(dǎo)線不切割遨感線,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,政B錯(cuò)誤。
C、圖圖中導(dǎo)線不切割磁感線,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,政C正確。
D、在a、c兩個(gè)位置、沒(méi)有感應(yīng)電流,而在d、b兩個(gè)位置有感應(yīng)電流。故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】此題考杳的是產(chǎn)牛感應(yīng)電流的條件,要知道只有導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向完
全一致時(shí),導(dǎo)體才不會(huì)切割磁感線,否則導(dǎo)體就會(huì)做切割磁感線運(yùn)動(dòng).
(多選)15.(2016?洛陽(yáng)二模)均勻帶負(fù)電的塑料圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面過(guò)圓心的軸旋轉(zhuǎn),
在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈,小線圈和圓環(huán)在同一平面,則()
A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng),小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流
B.不管環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng),小線圈內(nèi)都沒(méi)有感應(yīng)電流
C.圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流
D.圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小線圈內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【專題】電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.
【答案】CD
【分析】帶負(fù)電的圓環(huán)繞圓心旋轉(zhuǎn),能形成環(huán)形電流,當(dāng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的時(shí),
穿過(guò)圓心處閉合線圈的磁通量變化時(shí),線圈中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.
【解答】解:A、當(dāng)圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的電流是不變的,電流的磁場(chǎng)是不變的,穿過(guò)小
線圈的磁通量不變,小線圈內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)圓環(huán)做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),形成的電流是變化的,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是變化的,穿過(guò)圓心
處閉合線圈的磁通量符發(fā)生變化,線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤,C正確;
D、當(dāng)圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶負(fù)電的圓環(huán)形成恒定電流,產(chǎn)生的磁場(chǎng)是穩(wěn)恒的,穿過(guò)圓心
處閉合線圈的磁通量不變,線圈中沒(méi)杓感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D正確;
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】本題要緊扣產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化進(jìn)行能否產(chǎn)
生感應(yīng)電流.圓環(huán)做變速運(yùn)動(dòng),形成變化電流,穿過(guò)線圈的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,
否則不產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(多選)16.(2015?景縣校級(jí)三模)如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩
形線框與導(dǎo)線在同一平面,在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大B.線框向右平動(dòng)
C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【答案】ABD
【分析】根據(jù)閉合回路中磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而即可求解.
【解答】解:A、導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大,磁場(chǎng)增大,線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,故磁通量
增大,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確;
B、線框向右平動(dòng),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,故磁通量減小,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B
正確;
C、線框向下運(yùn)動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,磁通量不變,故不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故
C錯(cuò)誤;
D、線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線框的磁通量在變化,則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確;
故選:ABDo
【點(diǎn)評(píng)】判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)把握兩點(diǎn):一是要有閉合回路;二是回路中
的磁通量要發(fā)生變化.
(多選)17.(2014?海淀區(qū)校級(jí)?模)如圖所示,矩形閉合導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,一定產(chǎn)生
感應(yīng)電流的是()
XXXX
*EV
乂乂、X
A.垂直于紙面平動(dòng)
B.以一條邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
C.線圈形狀逐漸變?yōu)閳A形
D.沿與磁場(chǎng)垂直的方向平動(dòng)
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
【答案】BC
【分析】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化.根據(jù)磁感量是否變
化分析即可.
【解答】解:A、由于磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)且范圍足夠大,因此線圈無(wú)論向那個(gè)方向平動(dòng),磁
通量都不會(huì)發(fā)生變化,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤:
B、以一-條邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)致磁通量變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;
C、線圈形狀逐漸變?yōu)閳A形時(shí),其磁通量發(fā)生變化,芍感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C正確;
D、沿與磁場(chǎng)乖直的方向平動(dòng),其磁通品都不變,故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)牛,故D錯(cuò)誤,
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,要明確兩點(diǎn):一是電路必須閉合;二是磁通量發(fā)生
變化.
三.計(jì)算題(共3小題)
18.(2023?重慶模擬)如圖甲所示,在光滑絕緣水平面內(nèi)有一單匝長(zhǎng)方形金屬線框,cd邊
長(zhǎng)L=0.25m,線框的質(zhì)量m=0/kg、電阻R=O.2Q,空間存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的
左邊界如虛線所示,虛線右側(cè)存在區(qū)域足夠大的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向下.線框在水平
向右的外力F作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),cd邊到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)(記1=0)
的速度大小vo=O.5m/s,外力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示.
甲乙
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
(2)求整個(gè)過(guò)程中通過(guò)線框某截面的電荷量q;
(3)已知0?Is內(nèi)拉力做的功W=-Aj求此過(guò)程日金屬線框中感應(yīng)電流的有效值I.
15
【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)中的能量類問(wèn)題;閉合電路的
歐姆定律.
【專題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;圖析法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能
力.
【答案】(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B為0.8T;
(2)整個(gè)過(guò)程中通過(guò)線框某截面的電荷量q為0.75C:
(3)此過(guò)程中金屬線框中感應(yīng)電流的有效值I為運(yùn)A.
6
【分析】(I)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程做初速度為零的乞加速直線運(yùn)動(dòng),線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)
后外力F=0.2N,由牛頓第二定律求出線框的加速度.線框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)外力F=0.3N,根
據(jù)安培力與速度的關(guān)系和牛頓第二定律列式求解磁感應(yīng)強(qiáng)度大??;
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間公式求出線框的ad邊長(zhǎng),再根據(jù)法拉第電磁感
應(yīng)定律、歐姆定律和q=,?At相結(jié)合求解通過(guò)線框某截面的電荷量q;
(3)根據(jù)能量守恒定律求出線框產(chǎn)生的焦耳熱Q,再由焦耳定律求此過(guò)程中金屬線框中
感應(yīng)電流的有效值L
【解答】解:(1)設(shè)線框的加速度大小為a,線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后外力F=0.2N,由牛頓
第二定律有
F=ma
解得a=0.5m/s2
線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力大小為FA=BIL
根據(jù)閉合電路歐姆定律得
P2T2
…BLVn
則FA=~鼠"'
線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)外力大小為Fo=O.3N,根據(jù)牛頓第二定律得
Fo-FA=ma
聯(lián)立解得B=0.8T
(2)由題圖乙中的數(shù)據(jù)可知線框進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間At=ls,設(shè)線框的ad邊長(zhǎng)為x,線框
進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為石,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的平均值為則有
解得x=0.75m
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
根據(jù)歐姆定律得
整個(gè)過(guò)程中通過(guò)線框某截面的電荷量:q=1?
聯(lián)立解得q=0.75C
(3)設(shè)此過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為Q,線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,結(jié)合能量守
恒定律有
O=w-(12_12)
Qw1萬(wàn)mvymvQ;
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=vo+aAl
根據(jù)焦耳定律有Q=I:RAt
解得1=運(yùn)八
6
答:(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B為0.8T;
(2)整個(gè)過(guò)程中通過(guò)線框某截面的電荷量q為0.75C;
(3)此過(guò)程中金屬線框中感應(yīng)電流的有效值I為恒A.
【點(diǎn)評(píng)】木題的關(guān)鍵要分析清楚線框的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,靈活選擇研究的狀態(tài),應(yīng)用安培力公
式、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求線框的加速度。
19.(2022?河南二模)如圖甲所示,用表面絕緣的金屬絲繞成的正方形閉合線框abed放置
于粗糙的水平桌面上,線框邊長(zhǎng)L=40cm、匝數(shù)N=50匝、質(zhì)量m=0.20kg、電阻R=
8.00,虛線MN是線框中線,MN左側(cè)空間存在方向豎直向卜的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度
大小B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。已知線框與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0.5()。設(shè)
線框與桌面之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)Cl=1.2s時(shí)刻這50匝線框所受安培力的人小和方向;
(2)何時(shí)這50匝線框開(kāi)始滑動(dòng),并求這50匝線框在滑動(dòng)前所產(chǎn)生的焦耳熱。
【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律;焦耳定律;閉合電路的歐姆定律;安培力的計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法:電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;理解能力.
【答案】(1)ti=L2s時(shí)刻安培力的大小是0.48N,方向向右;
(2)t=2.5s時(shí)這50匝線框開(kāi)始滑動(dòng),這50匝線框在滑動(dòng)前所產(chǎn)生的焦耳熱為0.12J。
【分析】(1)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),應(yīng)用歐姆定律求出感應(yīng)電流,
由楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向;
(2)應(yīng)用安培力公式求出安培力的表達(dá)式,再求出線框受到的最大靜摩擦力的大小,當(dāng)
兩者相等時(shí),線框開(kāi)始滑動(dòng),得到此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。再根據(jù)焦耳定律求出熱量。
【解答】解:(1)線框的邊長(zhǎng)L=40cm=0.40m。
t=1.2s時(shí)刻,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=N2史=NS9殳=50X0.40
△tAt
X-lx0.40X0-4~Q-2.V=0.8V
22-1
感應(yīng)電流:I=&=&£A=0.1A,由楞次定律可知,感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍?/p>
R8
安培力是ad邊受到的,F(xiàn)=NBIL=50X(0.2+0-4~C-2.X0.2)X0.1X0.4N=0.48N,由
2-1
左手定則知,方向水平向右。
(
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