电磁感应与楞次定律典型题

【电磁感应与楞次定律典型题】1、如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时（）A．环A有缩小的趋势B．环A有扩张的趋势C．螺线管B有缩短的趋势D．螺线管B有伸长的趋势2、（2004•江苏）如图，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由左向右匀速运动到虚线位置．则（）A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aC．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左D．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右3、如图所示．在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，导体棒AB在金属框架上以l0m/s向右匀速滑动，金属框架的宽度为0.5m．R1=R2=20Ω．其它电阻不计．求：（1）流过导体棒 AB 的电流多大？电流方向如何？（2）R1上消耗的电功率是多少？4、如图所示G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况.今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是_________；图（3）中电流计的指针从中央向________偏转；图（4）中的条形磁铁上端为_________极.5、（2011•锦州模拟）如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（）6、（2006•广东）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0《L．先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是（）A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动7、（2008•宁夏）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（）A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b8、（2009•上海）如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流（填变大、变小、不变）．9、如图所示，用细线悬挂的铝圆环和磁铁在同一竖直平面内，当圆环通入方向如图所示的电流时，圆环将（）A．左边向里，右边向外，转动同时向磁铁靠近B．左边向外，右边向里，转动同时向磁铁靠近C．左边向里，右边向外，转动同时与磁铁远离D．圆环不会转动，但向磁铁靠近10、两圆环A、B同心放置且半径R A＞R B，将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如图所示，则穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为（）A．ΦA＞ΦB B．ΦA=ΦB C．ΦA＜ΦB D．无法确定11、如图带负电的圆环绕圆心旋转，在圆心处有一个闭合的线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则以下说法正确的是（）A．只要圆环转动，小线圈内就一定有感应电流B．圆环不管怎样移动，小线圈内都没有感应电流产生C．圆环做变速运动，小线圈内一定有感应电流产生D．圆环做匀速转动时，小线圈内也有感应电流产生12、如图所示，A是带负电的橡胶圆环，B是半径略大的金属圆环，两圆环同一圆心，且在同一平面，由于A环垂直于纸面的轴转动，使金属环B中产生逆时针方向电流，那么A转动情况可能是（）A．顺时针加速转动B．逆时针加速转动C．顺时针减速转动D．逆时针减速转动13、如图所示，两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，若A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，则（）A．B环将顺时针转动起来B．B环对桌面的压力将增大C．B环将有沿半径方向扩张的趋势D．B环中将有顺时针方向的电流14、（2013•静安区一模）如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，两环均可绕中心在水平内转动，则（）A．若A匀速转动，B中产生恒定的感应电流B．若A逆时针加速转动，B中一定产生顺时针方向的感应电流C．若A顺时针减速转动，B中感应电流的方向可能是逆时针D．若A、B以相同的转速同方向加速转动，B中没有感应电流15、（2013•奉贤区一模）如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高从左到右快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A．F N一直大于mg，运动趋势向左B．F N一直小于mg，运动趋势先向左后向右C．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右D．F N先大于mg后大于mg，运动趋势先向右后向左16、如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）A．逆时针方向，逆时针方向B．逆时针方向，顺时针方向C．顺时针方向，顺时针方向D．顺时针方向，逆时针方向17、两个大小不同的绝缘金属圆环如图叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是( )A．顺时针方向B．逆时针方向C．左半圆顺时针，右半圆逆时针D．无感应电流1、AD解析：若电流I不变，要使A环中的磁通量增加，需使A环的面积减小．现在B中的电流减小，穿过A环的磁通量减少，A环中产生的感应电流要起到“补偿”原磁通量的减少的作用，环A中的感应电流方向与螺线管B的电流方向相同，因为同向平行电流相互吸引，即环A有缩小的趋势．螺线管B中每匝的电流方向相同，由于同向平行电流有相互吸引的作用力，所以电流减小时，B有伸长的趋势．2、考点：右手定则；左手定则．专题：电磁学．分析：线框进入时bc边切割磁感线，出来时ad边切割磁感线，因此根据右手定则可以判断出电流方向，注意完全进入时，磁通量不变，无感应电流产生；然后根据左手定则判断安培力方向．也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向．解答：解：线框进入磁场时，磁通量增大，因此感应电流形成磁场方向向里，由安培定则可知感应电流方向为a→b→c→d→a，安培力方向水平向左，同理线框离开磁场时，电流方向为a→d→c→b→a，安培力方向水平向左，故ABD错误，C正确．故选C．点评：本题可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向，也可以利用右手定则先判断电流向，然后利用左手定则判断受力方向．3、4、向下向正接线柱一侧 N解析：由（1）图可以看出，电流从负接线柱流入灵敏电流表时，指针向负接线柱一侧偏转.图（2）中螺旋管中的电流是从上端流向下端，由安培定则可以判断出螺旋管上端是S极，再根据楞次定律知磁铁向下运动；同理可以判出图（3）中，螺旋管上端是应是N极，螺旋管中的电流是从下端流向上端，灵敏电流表指针向正接线柱一侧偏转；图（4）中螺旋管的上端应是N极，据楞次定律可知磁铁上端是N极.5、6、考点：楞次定律；功能关系；简谐运动；右手定则．专题：压轴题．分析：由楞次定律可得出线圈进入磁场及离开磁场时的电流方向，因线圈只有在经过边界时才产生电磁感应现象，消耗机械能；则可得出单摆最终的运动情况解答：解：A、金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→d→c→b→a，故A错误．B、金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误．C、D、根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等．如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于od≤L，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度，故最终在磁场内做简谐运动，故D正确．故选D．点评：右手定则、楞次定律和简谐运动的条件是高中必须掌握的知识，本题由于有的学生不能分析出金属线框最后的运动状态，故本题的难度较大．7、考点：导体切割磁感线时的感应电动势．专题：电磁感应与电路结合．分析：根据右手定则，可判断PQ作为电源，QQ端电势高，在PQcd回路和在电阻r的回路中找出电流方向．解答：解：根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a．当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向．故选B．点评：本题考查右手定则的应用．注意PQ作为电源构成了两个回路，分别在各自的回路中找出电流方向．8、考点：楞次定律；法拉第电磁感应定律．专题：压轴题．分析：金属棒切割磁感线而使abcd中产生感应电流，感应电流的磁场穿过L；由穿过L的磁场的变化可得出圆环L的形变；由磁通量的变化率可得出感应电流的变化．解答：解：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；由于金属棒向右运动的加速度减小，由速度增加变慢，则电流增加的也变慢，则单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小．故答案为：收缩；变小．点评：本题难点在于理解感应电流的变化；应注意感应电流的大小取决于磁通量的变化率而不是磁通量或磁通量的变化量．9、考点：楞次定律．分析：通过条形磁铁周围的磁场方向，根据左手定则，结合等效法判断圆环的运动情况．解答：解：在圆环左右部分各取一小段，根据左手定则知，左边向里转，右边向外转．转过90度后，将圆环等效为条形磁铁，则左边是S极，右边是N极，同性相吸．知圆环转动的同时向磁铁靠近．故A正确，B、C、D错误．故选A．点评：本题考查导体在磁场中的运动，采用了微元法、特殊位置法、等效法判断圆环的运动情况．10、考点：磁通量．分析：在磁铁的外部，磁感线从N极出发进入S极，在磁铁内部，磁感线从S极指向N极．磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等．穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大．解答：解：根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，B的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以ΦB＞ΦA．故选C点评：本题是非匀强磁场磁通量大小的比较问题，抓住抵消后剩余磁通量进行比较．常见问题，中等难度．11、考点：感应电流的产生条件；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．分析：带负电的圆环绕圆心旋转，能形成环形电流，当电流产生的磁场是变化的时，穿过圆心处闭合线圈的磁通量变化时，线圈中就能产生感应电流．解答：解：A、B、C当圆环做变速运动时，形成的电流是变化的，电流产生的磁场也是变化的，穿过圆心处闭合线圈的磁通量将发生变化，线圈中一定产生感应电流．故AB错误，C正确．D、当圆环做匀速转动时，带负电的圆环形成恒定电流，产生的磁场是稳恒的，穿过圆心处闭合线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生；故D错误．故选C点评：本题要紧扣产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化进行能否产生感应电流．12、考点：楞次定律；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．专题：电磁感应中的力学问题．分析：由于A带负电，当转动时相当于电荷定向移动，从而产生电流，并且电流的变化，导致B的磁通量发生变化，最终使金属环B 有电流．解答：解：A、若A顺时针加速转动，则A环中有逆时针且大小变大的电流，导致通过B环磁通量变大，根据安培定则可得B处于垂直纸面向外的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向顺时针，故A错误；B、若A逆时针加速转动，则A环中有顺时针且大小变大的电流，导致通过B环磁通量变大，根据安培定则可得B处于垂直纸面向里的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向逆时针，故B正确；C、若A顺时针减速转动，则A环中有逆时针且大小变小的电流，导致通过B环磁通量变小，根据安培定则可得B处于垂直纸面向外的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向逆时针，故C正确；D、若A逆时针减速转动，则A环中有顺时针且大小变小的电流，导致通过B环磁通量变小，根据安培定则可得B处于垂直纸面向里的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向顺时针，故D错误；故选：BC点评：考查由电荷的定向移动形成电流，根据安培定则来确定电流与磁场方向，再由楞次定律来判定感应电流的方向．13、考点：导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律．专题：电磁感应中的力学问题．分析：因带电绝缘环A的运动，相当于电荷定向移动，从而产生电流，导致圆环B中的磁通量发生变化，产生感应电流．使得处于磁场中的B圆环受到力的作用．解答：解：A、A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，设绝缘环带正电，所以产生顺时针方向的电流，使得B环中的磁通量变大，由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的，两环的电流方向相反，则具有沿半径扩张趋势．若绝缘环带负电，所以产生逆时针方向的电流，使得B环中的磁通量仍变大，由楞次定律可得感应电流方向是顺时针的，两环的电流方向仍相反，则仍具有沿半径扩张趋势．由上可知，B环不会转动，同时对桌面的压力不变．故选：C点评：由楞次定律来确定感应电流方向，同时当电流方向相同时，两者相吸引；而当电流方向相反时，两者相排斥．14、考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律．专题：电磁感应与电路结合．分析：因带电绝缘环A的运动，相当于电荷定向移动，从而产生电流，导致圆环B中的磁通量发生变化，产生感应电流．解答：解：A若A匀速转动，相当于产生了一不变的环形电流，B中的磁通量不发生变化，不产生感应电流．故A错误B若A加速转动，则相当于电流增大，B中的磁通量增加，但因所带的电量的正负不知，不能确定A中的电流的方向，故不知磁场的方向，则不能由安培定则得B中会产生感觉应电流的方向．故B错误C因减速转动，相当于电流减小，则B中的磁通量减小，会产生感应电流，因A所带的电荷的正负不知，故方向不确定，为可能．故C正确D不论B是否运动，若A加速，则B中会有电流产生．故D错误故选：C点评：考查感应电流产生的条件，明确只有磁通量变化才会有感应电流产生．15、考点：楞次定律．专题：恒定电流专题．分析：由磁铁的运动可知线圈中磁通量的变化，由楞次定律可判断线圈的支持力及运动趋势．解答：解：当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留：可知，线圈有向下和向右的趋势；因此线圈受到的支持力先增大；同时运动趋势向右；当线圈离开时支持力小于重力，同时有向右运动的趋势．故选C点评：线圈的运动是因发生了电磁感应而产生了感应电流，从而受到了安培力的作用而产生的；不过由楞次定律的描述可以直接判出，并且能更快捷．16、考点：楞次定律；法拉第电磁感应定律．专题：电磁感应与电路结合．分析：本题的关键是明确线圈经过位置Ⅰ和Ⅱ过程中穿过线圈的磁通量的变化情况，然后根据楞次定律即可求解．解答：解：由图可知，当线圈从Ⅰ位置运动到最低点过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向，顺着磁场方向看是逆时针；当线圈从最低点运动到Ⅱ位置的过程中，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向应是顺时针，所以当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向应是先逆时针方向在顺时针方向，所以B正确，ADC 错误．故选：B．点评：楞次定律是判定感应电流方向的一般规律应熟练掌握，注意抓住线圈的原磁场方向与大小的变化．18、解析：根据安培定则，当大圆环中电流为顺时针方向时，圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的，而环外的磁场方向垂直于纸面向外，虽然小圆环在大圆环里外的面积一样，但环里磁场比环外磁场要强，净磁通量还是垂直于纸面向里．由楞次定律知，感应电流的磁场阻碍“×”方向的磁通量的增强，应垂直于纸面向外，再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针方向，B选项正确．答案： B。