2010-2012高考物理高频考点精选分类解析35 电磁感应现象 楞次定律

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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点35 电磁感应现象 楞次定律
1. （2012·北京理综）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈I、开关S和电源用导线连接起来后.将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均末动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，.导致套环未动的原因可能是
A.线圈接在了直流电源上.
B.电源电压过高.
C.所选线圈的匝数过多，
D.所用套环的材料与老师的不同
1.【答案】：D
【解析】：老师演示实验所用套环为金属套环（闭合导体），闭合开关S的瞬间，套环中磁通量变化，产生感应电流，套环受到排斥，立刻跳起。同学实验，导致套环未动的原因可能是所用套环的材料不是导体或不闭合，选项D正确。
【考点定位】此题考查电磁感应和“跳环实验”。
2．（2011江苏物理）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安掊力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
【解析】：通电直导线产生的磁场随离导线的距离增大而减小，线框由静止释放，在下落过程中，穿过线框的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知，线框中感应电流方向保持不变，现象A错误B正确；由于线框上下两边所在处磁场的磁感应强度大小不同，线框所受安掊力的合力不为零，选项C错误；线框在下落过程中磁通量变化产生了感应电流，线框的机械能不断减小，选项D错误。
【答案】B
【点评】此题考查产生感应电流的条件、楞次定律、能量守恒定律等知识点。
3（2011上海物理）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a
(A)顺时针加速旋转 (B)顺时针减速旋转。
(C)逆时针加速旋转 (D)逆时针减速旋转
【解析】：根据b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，根据左手定则可知，圆环a由于转动引起的电流产生的磁场在圆环a外面的磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律和安培定则可知圆环a顺时针减速旋转，选项B正确。
【答案】B
【点评】此题考查楞次定律、安培定则等知识点。此题对推理能力要求较高。
4.（2011上海物理）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中
(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
(B)感应电流方向一直是逆时针
(C)安培力方向始终与速度方向相反
(D)安培力方向始终沿水平方向
【解析】：由楞次定律可知，在圆环从摆向的过程中感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针，选项A正确B错误；由于磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布，安培力方向始终沿水平方向，选项D正确C错误。
【答案】AD
【点评】此题考查楞次定律、安培力等知识点。解答此题的易错点是受思维定势影响，认为安培力方向始终与速度方向相反。
5（2010海南物理）一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环
A．始终相互吸引
B．始终相互排斥
C．先相互吸引，后相互排斥
D．先相互排斥，后相互吸引
【解析】由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，选项D正确。
【答案】D
【点评】此题考查楞次定律。对于应用楞次定律判断导体与磁铁之间的相对运动，可归纳为来拒去留，即当磁铁靠近闭合导体时，二者相斥，阻碍靠近；当磁铁远离闭合导体时，二者相吸，阻碍远离。
6. （2008四川理综卷第17题）、在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面
A．维持不动
B．将向使α减小的方向转动
C．将向使α增大的方向转动
D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小
解析：由楞次定律“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”可知，在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面将向使α减小的方向转动，选项B正确。
答案：.B
点评：此题考查对楞次定律的理解与运用。
7. （2007宁夏理综卷第20题）电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是
A、从a到b，上极板带正电
B、从a到b，下极板带正电
C、从b到a，上极板带正电
D、从b到a，下极板带正电
解析：在N极接近线圈上端的过程中，线圈中磁通量增大，有楞次定律可知，线圈中产生从b到a流过R的电流，下极板带正电，选项D正确。
答案：D
8. （2012·海南物理）如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过。现将环从位置I释放，环经过磁铁到达位置II。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则
A．T1>mg，T2>mg B．T1C．T1>mg，T2mg
【答案】：A
【解析】：环从位置I释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化，都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用力。根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以T1>mg，T2>mg，选项A正确。
【考点定位】此题考查电磁感应、楞次定律及其相关知识。
9．（4分）（2012·上海物理）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
9【答案】：（1）顺时针（2）逆时针
【解析】：（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，说明L中电流从b到a。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，说明L中电流从a到b。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。
【考点定位】此题考查电磁感应、楞次定律、安培定则及其相关知识。
10（2010`·浙江理综）半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图（左）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（右）所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（　　）
A. 第2秒内上极板为正极
B. 第3秒内上极板为负极
C. 第2秒末微粒回到了原来位置
D. 第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr2/d
答案：A
解析： 在0～1s内，由楞次定律可知，金属板上极板带负电 ，金属板下极板带正电；　　　　　　　　　　若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动。
在1～2s内，由楞次定律可知，金属板上极板带正电 ，金属板下极板带负电；　　　　　　　　　　若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向上做匀减速运动，2s末速度减小为零，微粒不可能回到原来位置，选项A正确BC错误。
在2～3s内，由楞次定律可知，金属板上极板带正电 ，金属板下极板带负电；　　　　　　　　　　若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向下做匀加速运动。　　　　　　　　　　由法拉第电磁感应定律，两极板之间电压U=0.1πr2，两极板间的电场强度大小E=U/d=0.1πr2/d ，选项D错误。
在3～4s内，由楞次定律可知，金属板上极板带负电 ，金属板下极板带正电；　　　　　　　　　　若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向下做匀减速运动4s末速度减小为零，同时回到了原来的位置。