(全国版)19版高考物理一轮复习第11章电磁感应第40课时电磁感应(2)

2019-05-24 11:00

A.顺时针加速旋转 C.逆时针加速旋转 答案 B

B.顺时针减速旋转 D.逆时针减速旋转

解析 当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时,相当于顺时针方向电流在增大,根据右手螺旋定则,其内(圆环 a内)有垂直纸面向里的磁场,其外(金属圆环b处)有垂直纸面向外的磁场,并且磁场的磁感应强度在增大,金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁通量是垂直纸面向里(因为向里的磁通量比向外的多)且增大,根据楞次定律,b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外,磁场对电流的作用力向外,所以b中产生逆时针方向的感应电流且有扩张的趋势,同理,当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转,b中产生顺时针方向的感应电流且有收缩的趋势,A错误,B正确;当带正电的绝缘圆环a逆时针加速旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,但具有扩张趋势;当a逆时针减速旋转时,b中产生逆时针方向的感应电流,具有收缩趋势,C、D错误。

3. (2017·四川成都七中诊断)如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图,铁环上绕有A、B两个线圈,线圈A接直流电源,线圈B接电流表G和开关S。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件,分析这个实验,下列说法中正确的是( )

A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流 B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流

C.闭合开关S后,在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中,电流表G中有b→a的感应电流

D.闭合开关S后,向右移动滑动变阻器滑片,电流表G指针不偏转 答案 C

解析 闭合开关S的瞬间,穿过线圈B的磁通量不发生变化,电流表G中无感应电流,故A、B错误;闭合开关S后,在增大R接入电路的阻值的过程中,电流减小,则穿过线圈

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B的磁通量减小,根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向,再根据楞次定律可得电

流表G中有b→a的感应电流,故C正确;闭合开关S后,向右移动滑动变阻器滑片,导致穿过线圈B的磁通量变化,则电流表中有电流,因而电流表G指针会偏转,故D错误。

考点3 “三定则一定律”的综合应用

1.“三定则定律”的应用对比

2.应用的关键是抓住因果关系 (1)因电而生磁→安培定则。 (2)因动而生电→右手定则。 (3)因电而受力→左手定则。 (4)因磁而生电→楞次定律。

[例3] 如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且与线圈相互绝缘。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 C.垂直纸面向外

B.向右 D.垂直纸面向里

解析 解法一:当MN中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减

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小,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。

解法二: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小时,线圈abcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减小,所以其所受安培力的合力方向向右,B正确。

答案 B

当只强调感应电流产生的效果,而不涉及感应电流方向的判定时,灵活应用楞次定律和推广结论。

(1)安培力作用在线圈或导体棒上就表现为力的作用效果——改变运动状态(即“来拒去留”)或使物体发生形变的趋势(即“增缩减扩”)。

(2)感应电流产生的磁场总是阻碍闭合电路的磁通量变化,以“延缓”其增大或减小的速度。

1. (2018·江西南昌二中期末)如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细线悬挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A、B为该磁场的竖直边界。若不计空气阻力,则( )

A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度 B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流

C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大 D.圆环最终将静止在平衡位置 答案 B

解析 圆环穿过磁场时,会产生感应电流,圆环中将产生焦耳热,根据能量守恒定律知圆环的机械能将转化为内能,所以摆不到原来的高度,故A错误。当圆环进入或离开磁场区域时,穿过圆环的磁通量发生变化,会产生感应电流,故B正确。整个圆环进入磁场后,穿过圆环的磁通量不发生变化,不产生感应电流,机械能守恒。圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流为零,故C错误。在圆环不断进出磁场,机械能不断损耗过程中,圆环的最大摆角越来越小,最后整个圆环只会在磁场区域内来回摆动,因为在此区域内没有磁

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通量的变化,圆环中不产生感应电流,所以机械能守恒,即圆环最后的运动状态为在磁场区域内来回摆动,而不是静止在平衡位置,故D错误。

2.(2017·山东实验中学一诊)(多选)匀强磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图甲所示。磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流,F1、F2、F3分别表示金属环产生对应感应电流时其中很小段受到的安培力。则( )

A.I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 B.I2沿顺时针方向,I3沿逆时针方向 C.F1方向指向圆心,F2方向指向圆心 D.F2方向背离圆心向外,F3方向指向圆心 答案 AD

解析 由题图可知,在Oa段磁场方向垂直于纸面向里,穿过圆环的磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流I1沿逆时针方向,在ab段磁场方向垂直纸面向里,穿过圆环的磁通量减少,由楞次定律可知,感应电流I2沿顺时针方向,A正确;在bc段磁场垂直纸面向外,磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流I3沿顺时针方向,B错误;由左手定则可知,Oa段电流受到的安培力F1方向指向圆心,ab段电流受到的安培力F2方向背离圆心向外,C错误;bc段电流受到的安培力F3方向指向圆心,D正确。

1.如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,下列说法中正确的是( )

A.Φa<Φb<Φc C.Φa<Φc<Φb

B.Φa>Φb>Φc D.Φa>Φc>Φb

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答案 B

解析 当a中有电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多,向外的磁感线的条数c最多,其次是b,a中没有向外的磁感线,因此,根据总磁通量的计算,应该是Φa>Φb>Φc。故选B。

2.如图所示,一根条形磁体自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中( )

A.始终有感应电流自a向b流过电流表G B.始终有感应电流自b向a流过电流表G

C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流 D.将不会产生感应电流 答案 C

解析 条形磁体从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,且穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是a→G→b,条形磁体从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管中产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是b→G→a,故C正确。

3.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )

A.使螺线管在线圈a所在平面内转动 B.使螺线管上的电流发生变化 C.使线圈以MN为轴转动

D.使线圈以与MN垂直的直径为轴转动 答案 D

解析 题图所示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变化时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按选项D所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,D正确。

4.如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈c向右摆动,则ab的运

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