高中物理考题精选（59）——楞次定律的应用1、如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ，一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。当给环通以恒定的电流I，圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环全程上升的最大高度为H。已知在重力加速度为g，不计空气阻力，磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是( )A．圆环先做加速运动后做减速运动B．在时间t内安培力对圆环做功为mgHC．圆环运动的最大速度为－gtD．圆环先有扩张后有收缩的趋势答案AC解析 在时间t内，圆环中通有电流I，圆环在磁场中受向上的安培力作用，安培力大于重力，所以合力向上，圆环由静止开始向上加速运动，t时刻撤去电流，圆环继续向上运动，并切割磁感线产生感应电流，则同时又受向下的安培力和重力，合力方向与运动方向相反，所以圆环开始减速运动直至到达最高位置，故A选项正确。因安培力在t时间内对其做正功，t时刻以后对其做负功，有W安t前－W安t后＝mgH，则知在t时间内安培力做功大于mgH，故B错。在t时间内安培力F＝BIL＝BI2πrcosθ，合外力F合＝F－mg＝2πBIrcosθ－mg＝ma，v＝at＝t－gt，故C正确。圆环加速上升过程中有收缩趋势，减速上升过程中有扩张趋势，故D错误。2、如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图33－4中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )-28-\n答案B解析：闭合铜环由高处静止下落，首先是向上穿过铜环的磁通量增大，根据楞次定律知铜环中产生顺时针方向的感应电流(从上向下看)；从N极到O点的过程中，穿过铜环的合磁通量向上且增大，则感应电流仍为顺时针方向；从O点到S极的过程中，穿过铜环的合磁通量向上且减小，则感应电流为逆时针方向；离开N极后，向上穿过铜环的磁通量减小，感应电流仍为逆时针方向；因铜环速度越来越大，所以逆时针方向感应电流的最大值比顺时针方向感应电流的最大值大，故选项B正确．3、如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内( )A．平均感应电动势大小等于B．平均感应电动势大小等于C．顺时针方向转动时感应电流方向为E→F→G→H→ED．逆时针方向转动时感应电流方向为E→H→G→F→E答案AD解析：由题意可知，导线框转过-28-\n时磁通量减少ΔΦ＝B·ΔS＝2B2，平均感应电动势E＝＝，A对，B错；由楞次定律知无论导线框怎么转都是穿过线框的磁通量减小，电流方向都是E→H→G→F→E，C错，D对；选A、D.4、长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图31－15所示．在0～时间内，直导线中电流向上．则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左答案B解析：在～T时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确．5、如图31－8所示，四根等长的铝管和铁管(其中C中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是( )图31－8A．tA>tB＝tC＝tD B．tC＝tA＝tB＝tDC．tC>tA＝tB＝tD D．tC＝tA>tB＝tD-28-\n答案A解析：当磁铁穿过闭合的金属管时，会因穿过闭合的金属管的磁通量发生变化而产生感应电流，根据楞次定律可知感应电流又阻碍引起感应电流的磁通量的变化，从而阻碍了磁铁的通过，而铁块或不闭合的金属管，无感应电流产生，也就没有这种阻碍作用，从而可知，选项A正确．6、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O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b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答案AD解析：本题考查楞次定律的应用及安培力方向的判断．圆环在虚线左侧向右运动时，穿过环的磁通量先增后减，由楞次定律可知，感应电流方向先逆时针后顺时针；穿过虚线在右侧向右运动时，穿过的磁通量先增后减，由楞次定律可知，感应电流方向先顺时针后逆时针，A对；在任何位置处，圆环上下两侧定培力抵消，左右两侧的合安培力始终水平向左，C错，D对．7、如图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By＝，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( )A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0-28-\nB．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g答案C解析：由题意知，y越小，By越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但Uab≠0，B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧ab的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，故C正确，D错误．8、如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是( )A．先有从a到b的电流，后有从b到a的电流B．先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C．始终有从b到a的电流D．始终没有电流产生答案D解析：ab与被其分割开的两个圆环构成的回路，在ab棒运动过程中，磁通量都保持不变，无感应电流产生．9、如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向．图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图象，则磁场B随时间t变化的图象可能是图中的( )-28-\n答案B解析：由图乙可知，1～3s内无感应电流产生，所以穿过圆环的磁通量不变，所以排除C选项；对于A选项，0～1s内，磁通量不变，感应电流为零，所以排除；对于B选项，从电流的方向看，0～1s内，磁通量增大，由楞次定律可知电流方向是顺时针方向，而D项，0～1s内，电流方向为逆时针方向，故选项B正确.10、如图所示装置中，在下列各种情况下，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是（ ） A.开关S接通的瞬间B.开关S接通后，电路中有稳定电流时C.开关S接通后，移动滑动变阻器的滑动触头的过程中D.开关S断开的瞬间答案ACD解：A、将电键突然接通的瞬间，线圈产生的磁场从无到有，穿过穿过铜环A的磁通量增大，产生感应电流，符合题意．故A正确；B、线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生．故B错误．C、通电时，使变阻器的滑片P滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A磁通量变化，产生感应电流．符合题意．故C正确．D、将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，符合题意．故D正确．11、如图所示，与直导线共面的轻质闭合金属圆环竖直放置，两点彼此绝缘，环心位于的上方。当中通有电流且强度不断增大的过程中，关于圆环运动的情况以下叙述正确的是（ ） A．向下平动 B．向上平动 C．转动：上半部向纸内，下半部向纸外 -28-\nD．转动：下半部向纸内，上半部向纸外答案A解析由于环中感应电流所受安培力的方向既跟直流电流产生的磁场方向垂直，又跟环中感应电流方向垂直，环各部分所受的安培力的合力应在竖直平面上，环只可能的竖直平面内运动，故转动不可能。如左右平动，不影响环垂直磁场的净面积，也不影响穿过圆环的净磁通。如向上平动，使净面积增加，净磁通增加，故向上平动不可能。如向下平动，使净面积减小，净磁通减少，满足“效果阻碍原因”。显然不论直导线中电流方向如何，只要电流强度增大，最终环的机械运动都一样，即向下平动。反之如电流强度减小，则向上平动。12、绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则（ ）A．铝环不断升高 B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变 答案CD解析若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落；正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律，铝环向上跳起．13、1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验．他设想，如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈的感应电流( )A．先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流B．先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流C．顺时针方向持续流动的感应电流D．逆时针方向持续流动的感应电流答案解析：选C.S磁单极子靠近超导线圈时，线圈中的磁场方向向上，磁通量增加，由楞次定律可以判断：从上向下看感应电流为顺时针方向；当S磁单极子远离超导线圈时，线圈中磁场方向向下，磁通量减小，感应电流方向仍为顺时针方向，C正确. 14、如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离-28-\nC．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度大于g答案解析：选A.根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题中的“原因”是回路中的磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.15、如图甲所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西的稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流表，图中未画出)检测此通电直导线的位置.若不考虑地磁场的影响，检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )A.先顺时针，后逆时针B.先逆时针，后顺时针C.先逆时针，接着顺时针，然后再变为逆时针D.先顺时针，接着逆时针，然后再变为顺时针答案C解析根据右手螺旋定则可确定如图所示的电流周围的磁场方向；当检测线圈水平向南移动时，由于通电导线的磁场作用，导致穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，因此有：先向下的磁场在增加，则有感应电流方向逆时针；当移动超过正上方后，向下的磁场在减小，所以感应电流方向为顺时针；当继续向南移动时，向上磁场在减弱，则有感应电流方向逆时针，故C正确。16、矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，如图甲所示，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.在t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，abcd固定不动，在0～4s内，线框的ab边受安培力F随时间t变化的图象(F的方向规定以向左为正方向)是下图中的( )答案C解析t=0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在0到1S内，穿过线框的磁通量变小，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad边的安培力水平向左．与规定同向，所以为正值；根据法拉第电磁感应定律，电流的大小恒定，由安培力公式可知，其大小与磁感应强度成正比，故大小随着时间在减小；当在1S到2S内，磁感应强度的方向垂直线框平面向外，穿过线框的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad边的安培力水平向右；在下一个周期内，重复出现安培力先向左后向右，同时感应电流恒定，安培力大小与磁感应强度成正比，故C正确。17、-28-\n如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，电流方向如图．铜环R沿螺线管轴线下落，下落过程中环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3三个位置，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距．则（ ）A．从上向下看，环经过位置1时，感应电流是顺时针的B．从上向下看，环经过们置3时，感应电流是顺时针的C．环在位置2时的加速度小于重力加速度D．环在位置3的磁通量正在增加答案A解析AB、铜环在位置1、3的磁场的方向相同，且磁通量在1的位置在增加，而在3的位置在减小，根据右手螺旋定则与楞次定律，可知，从上向下看，环经过位置1时，感应电流是顺时针；环经过们置3时，感应电流是逆时针，故A正确B错误；C、感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因；当铜环经过1位置时，正在靠近螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环靠近螺线管（来拒），则加速度a1＜g；当铜环经过位置3时，正在远离螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环远离螺线管（去留），则加速度a3＜g；当铜环经过2位置时，环中磁通量最大，且运动方向与磁场平行，故不产生感应电流，则加速度a2=g，故C错误；D、环在位置3的磁通量正在减小，故D错误。18、如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向。则（）A．0～5s内i的最大值为0.1AB．第4s末i的方向为正方向C．第3s内线圈的发热功率最大D．3～5s内线圈有扩张的趋势答案D19、如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY(O是线圈中心)，则( )A．从X到O，电流由E经G流向F，先增大再减小B．从X到O，电流由F经G流向E，先减小再增大C．从O到Y，电流由F经G流向E，先减小再增大D．从O到Y，电流由E经G流向F，先增大再减小-28-\n答案B20、如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是 极，a点电势 （填“大于”或“小于”）b点电势。答案S、 大于解析由左手定则可知，cd棒中电流方向是：由d指向c；ab棒所处位置磁场方向：竖直向上；则Ⅰ是S极，Ⅱ是N极；ab棒中电流由b指向a，则a点电势高，b点电势低，即φa＞φb。21、如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时（ ） A．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小 B．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小 C．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大 D．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大答案A分析线圈B中电流I减小，B中电流产生的磁场减弱，应用楞次定律阻碍磁通量变化分析A环的受力情况；根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥判断螺线管相邻两匝线圈间的力．解：当螺线管中通过的电流逐渐变小时，电流产生的磁场逐渐变弱，故穿过金属环a的磁通量变小，根据楞次定律可知，为阻碍原磁通量变小，金属环a有收缩的趋势，故A正确，BCD错误；22、如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是（）A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大C．在时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流D．在时间内，金属圆环L有收缩的趋势-28-\n答案BD解析A、由B-t图知，t1时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零，L上的磁通量为零，故A错误；B、在t2时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大，B正确；C、在t1-t2时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故C错误；D、在t1-t2时间内，L内的磁场增加，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故D正确。23、1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S，电流表G组成另一个回路。如图所示，通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（）A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流C．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有的感应电流D．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有的感应电流答案D解析AB、闭合开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流，故AB错误；CD、闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流减小，则通过线圈B的磁通量减小了，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错误D正确。24、为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图10所示。已知线圈由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”)。答案(1)顺时针 (2)逆时针-28-\n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。25、如图，铝环A用轻线静止悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若突然闭合电键S，则铝环A将________（填“向左”或“向右”或“不”）摆动，并有________（填“收缩”或“扩张”）趋势。答案向左 收缩26、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的金属线框的中点联结并悬挂于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→d→c→b→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．金属线框最终将停在最低点 答案A27、 等离子气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图乙所示变化的磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是( )A．0～1s内ab、cd导线互相排斥B．1～2s内ab、cd导线互相吸引C．2～3s内ab、cd导线互相吸引D．3～4s内ab、cd导线互相排斥答案BD-28-\n解析：向左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板偏转，负离子向下极板偏转，所以ab中电流方向是由a向b的．在第1s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两导线相互吸引，A错；在第2s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两导线相互吸引，B正确；同理可以判断其他选项，故正确选项为B、D.28、利用图示两个装置研究电磁感应现象。图（甲）中，将电键S闭合以后，电流表指针由中央位置向左偏转；图（乙）中，将线圈A和电流表串联起来，移动条形磁铁B或线圈A，仔细观察电流表指针的转动情况。若发现电流表指针从中央向右侧偏转，则以下判断正确的是（ ）（A）若靠近线圈一端的是N极，磁铁正在远离线圈（B）若靠近线圈一端的是N极，线圈正在移近磁铁（C）若靠近线圈一端的是S极，磁铁正在移近线圈（D）若靠近线圈一端的是S极，线圈正在远离磁铁答案AC 29、如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( )．A．三者同时落地B．甲、乙同时落地，丙后落地C．甲、丙同时落地，乙后落地D．乙、丙同时落地，甲后落地答案 D甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确．(逆反思维法)30、如图9－1－22所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同．一个矩形闭合金属线圈与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行，线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间，则下面的说法中正确的是 （ ）-28-\nA．在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量最大B．在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向保持不变答案D解析 由题意知线圈经过位置2时穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，故A、B均错误；从位置1到位置3的整个过程中，穿过线圈的磁通量是先向外逐渐减小到零，然后向里逐渐增大，由楞次定律知线圈中感应电流的方向始终沿逆时针方向，线圈所受的磁场力的方向始终向右，故C错误，D正确．31、一种早期发电机原理示意图如图所示，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，线圈圆心为点。在磁极绕转轴匀速转动的过程中，当磁极与点在同一条直线上时，穿过线圈的( )A.磁通量最大，磁通量变化率最大B.磁通量最大，磁通量变化率最小C.磁通量最小，磁通量变化率最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小答案B32、如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（） A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大答案-28-\n33、如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO’是它的对称轴，通电直导线AB与OO’平行，且AB、OO’所在平面与线圈平面垂直．如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流，可行的做法是（）（A）AB中电流I逐渐增大（B）AB中电流I先增大后减小（C）AB中电流I正对OO’靠近线圈（D）线圈绕OO’轴逆时针转动90°（俯视）答案D解析：由于通电直导线AB与OO’平行，且AB、OO’所在平面与线圈平面垂直．AB中电流如何变化，或AB中电流I正对OO’靠近线圈或远离线圈，线圈中磁通量均为零，不能在线圈中产生感应电流，选项ABC错误；线圈绕OO’轴逆时针转动900（俯视），由楞次定律可知，在线圈中形成方向为abcda的感应电流，选项D正确。34、如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是( )答案D解析：在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过弹簧线圈的磁通量变大，即穿过弹簧线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B－t图线的斜率变大，选项D正确．35、如图，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平．烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是( )①磁铁下落的加速度先增大，后减小②磁铁下落的加速度恒定③磁铁下落的速度先增大后减小④磁铁下落的加速度一直减小最后为零⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动A．只有②正确 B．只有①③正确C．只有①⑤正确 D．只有④⑤正确答案D解析：刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，可见D正确．36、如右图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环处于静止状态，在其内部也吊一金属环-28-\n处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，环将有___________（填“收缩”或“扩张”）趋势，环将向___________（填“左”或“右”）运动。答案收缩；左 37、如图1所示，一块光滑铝板水平放置于桌面上，铝板右端拼接一根等厚的条形磁铁，一闭合的金属环以初速度v从铝板的左端沿中线OO′向右滚动。金属环的中心轴线水平，且垂直于OO′，对于铝环的滚动过程，下列说法中正确的是（ ）A．铝环运动的方向将不会发生改变B．铝环运动得越来越慢C．金属环所受安培力有使环所围面积变小的趋势D．垂直线面向里观察，金属球中有逆时针方向的感应电流答案ABCD38、如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，从上往下看，线圈1始终有逆时针方向的恒定电流，另一较小的圆形线圈2从1的正下方以一定的初速度竖直上抛，重力加速度为g，在上抛的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从线圈1的正下方上抛至线圈1的正上方过程中（ ）（A）线圈2在1正下方的加速度大小大于g，在1正上方的加速度大小小于g（B）线圈2在1正下方的加速度大小小于g，在1正上方的加速度大小大于g（C）从上往下看，线圈2在1正下方有顺时针方向，在1正上方有逆时针方向的感应电流（D）从上往下看，线圈2在1正下方有逆时针方向，在1正上方有顺时针方向的感应电流答案D39、如图所示，一电子以初速v沿与金属板平行的方向飞入两板间，在下列几种情况下，电子将向M板偏转的有（ ）A．开关S接通稳定后 B．断开开关S的瞬间C．接通S后，变阻器的滑动触头向右迅速滑动时D．接通S后，变阻器的滑动触头向左迅速滑动时答案-28-\nD解析：电子将向M板偏转，上部线圈中应产生上正下负的感应电动势，再对由楞次定律判断．40、如图甲所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合。现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动，将a、b两端连到示波器的输入端，若电流从a到b为正，则从图乙中示波器观察到的ab中电流随时间变化的规律是（）答案D41、如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（）-28-\n（A）t1时刻N>G （B）t2时刻N>G（C）t3时刻N<G （D）t4时刻N=G答案AD42、如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（）A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的电键S2，仍有延时作用D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长答案B43、如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求： （1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2； （2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1； （3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．答案1、解：（1）由于线框匀速进入磁场，则合力为零。有mg＝f＋（3分）解得v＝-28-\n （2分）（2）设线框离开磁场能上升的最大高度为h，则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中 (mg＋f)×h＝（2分） (mg－f)×h＝（2分） 解得：v1＝＝（2分）（3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得（2分） 解得：Q＝（2分）44、如图所示，光滑水平面停放一小车，车上固定一边长为L=0.5m的正方形金属线框abcd，金属框的总电阻R=0.25Ω，小车与金属框的总质量m=0.5kg。在小车的右侧，有一宽度大于金属线框边长，具有理想边界的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，方向水平且与线框平面垂直。现给小车一水平速度使其向右运动并能穿过磁场，当车上线框的ab边刚进入磁场时，测得小车加速度a=10m/s2。求： （1）金属框刚进入磁场时，小车的速度为多大？ （2）从金属框刚要进入磁场开始，到其完全离开磁场，线框中产生的焦耳热为多少？答案1、解：（1）设小车初速度为v0，则线框刚进入磁场时，ab边由于切割磁感线产生的电动势为：E=BLv0………………（1）回路中的电流：I=……………（2）根据牛顿定律：BIL=ma…………………………………………（3）由以上3式可解得：v0=5m/s……………………………………………………（4）（2）设线框全部进入磁场时小车速度为v1，进入过程平均电流为，所用时间为△t，则：………………（5）mv0－mv1=BL△t…………………（6）由（4）（5）（6）三式可解得：v1=4m/s…………………………（7）设线框离开磁场时小车速度为v2，进入过程平均电流为，所用时间为△t1，则：-28-\n………………（8）……………（9）线框从进入到离开产生的焦耳热应等于系统损失的机械能，即：…………………………………………………………（10）由（4）（7）（8）（9）（10）五式可解得：Q=4.0J………………………（11）本题共19分，其中⑦（11）⑧每式1分，①②③④⑤⑥⑨⑩每式2分。45、一个质量m=0．1kg的正方形金属框R=O．sΩ，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2―s图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上．试问： (1)根据v2―s图象所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d．(2)匀强磁场的磁感强度多大?金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?(3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F1作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后平行斜面沿斜面向上的恒力变为F2，金属框到达斜面顶端(金属框上边与从AA’重合)．试计算恒力F1、F2所做总功的最小值．答案(1)s=0到s=1.6m由公式v2==2a1s，∴该段图线斜率就是线框的加速度。∴a1=5.0m/s2(2分)根据牛顿第二定律mgsinθ=ma1θ=30°(2分)(2)线框通过磁场时，v=16,v1=4m/s,此时F安=mgsinθBL(3分)由v2-s图可知，s1=1.6mv0=0a1=gsinθ匀加速运动s2=1.0mv1=4m/s匀速运动s3=0.8m初速v1=4m/sa3=gsinθ匀加速运动因此，金属框斜面顶端滑至底端所用的时间为t=(3分)（3）进入磁场前F－mgsinθ=ma4在磁场中运动F=masinθ+F安，由上式得F安=ma4…………(2分)BL所以，a4=2.5m/s2F安=ma4=0.1×2.5N=0.25N…………(3分)∴最小总功W总=F安×2d+mg(s1+s2+s3)sinθ=1.95J…………(3分)-28-\n46、如图光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长L1＝1m，bc边的边L2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M＝2kg，斜面上ef线（ef∥gh∥ab）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度Ｂ＝0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离s＝11.4m，（取g＝10m/s2），求：⑴线框进入磁场时匀速运动的速度v；⑵ab边由静止开始运动到gh线所用的时间t；⑶t时间内产生的焦耳热． 答案1、解：⑴因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡线框abcd受力平衡・・・・・・・・・・・・・・・1分ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势・・・・・・1分形成的感应电流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1分受到的安培力・・・・・・・・・・・・・・1分联立得：・・・・1分解得 ・・・・・・・1分⑵线框abcd进磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动。进磁场前对M:・・・・・・1分对m:・・・・・・・1分联立解得：・・・・・・・1分该阶段运动时间为・・・・・・1分进磁场后线框受力情况同进磁场前，所以该阶段的加速度仍为-28-\n・・・・・・・1分解得：・・・・・・・・・・1分因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间・・・・・・・・・・・1分⑶J・・・・・・・・2分47、如图所示，一边长L=0.2m，质量m1=0.5kg，电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d2=0.3m，物块放在倾角θ=530的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：⑴线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？⑵线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？⑶整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？答案1、（1）由于线框匀速出磁场，则对有：…2分对有：………………1分又因为…………………………1分联立可得：………………2分（2）从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得-28-\n……………2分将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为……2分所以此时线框的动能为……………1分（3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得……3分将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为：………2分48、如图所示，线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L，质量为m，电阻为R的正方形线圈。在传送带的左端，线圈无初速地放在以恒定速度v匀速运动的传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度v后，线圈与传送带始终保持相对静止，并通过一磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。已知当一个线圈刚好开始匀速运动时，下一个线圈恰好放在传送带上；线圈匀速运动时，每两个线圈间保持距离L不变，匀强磁场的宽度为3L。求：（1）每个线圈通过磁场区域产生的热量Q；（2）在某个线圈加速的过程中，该线圈通过的距离s1和在这段时间里传送带通过的距离s2之比；（3）传送带每传送一个线圈其电动机所消耗的电能E（不考虑电动机自身的能耗）；（4）传送带传送线圈的总功率P。答案1、（1）(2分)（2）(3分)（3）∵(2分)线圈获得动能传送带上的热量损失(2分)-28-\n(2分)（4）一个线圈加速（即一个线圈进磁场和前一线圈出磁场的时间和）所用的时间为(1分)所以(2分)（或：皮带始终受到一个静摩擦力f1=F安=(1分)，一个滑动摩擦力f2=ma=m=(1分)所以，皮带的功率(1分)）49、如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积，线圈的电阻为r＝1Ω，在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，电阻的一端b跟地相接，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感强度随时间变化规律如图线B－t所示。求：(1)从计时起在t=3s，t=5s时穿过线圈的磁通量是多少？(2)a点的最高电势和最低电势各多少？.答案1、解：(1)由图线可知t=3s，t=5s时，穿过线圈的磁场的磁感强度分别为B3=0.35T(1分)B5=0.2T(1分)根据Φ＝BSt=3s，t=5s时通过线圈的磁通量分别为Φ3=7×10-3Wb(1分)Φ5=4×10-3Wb(1分)(2)在0－4s，B在增加，线圈中产生的电动势为，(1分)电路中电流强度(1分)电流方向：从下向上通过电阻Ra点电势为：(2分)a点电势为－0.8V此时a点电势为最低，在4－6s，B在减小，线圈中产生感应电动势为(1分)电路中电流强度为(1分)电流方向自上而下通过Ra点电势为：(2分)a点电势为3.2V此时a点电势为最高50、如图一所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R.在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和-28-\n是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直.现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图二是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度一时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量.求：（1）金属框的边长； （2）磁场的磁感应强度； （3）金属线框在整个下落过程中所产生的热量.答案1、（20分）解：（1）由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为，运动时间为t2―t1所以金属框的边长（4分）（2）在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力（2分）（2分）解得（1分）（3）金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得W重－W安=0（2分）Q1=W安（2分）Q1=W重=mgl（1分）金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得（2分）Q2=（1分）线框产生的总热量Q=Q1+Q2（1分）解得：（2分）-28-\n51、如图所示，水平地面上方的H高区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，方向是水平的，垂直于纸面向里，水平界面PP′是磁场的上边界。在磁场的正上方，有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd，ab长为l1，bc长为l2，H>l2，线框的质量为m，电阻为R。使线框abcd从高处自由落下，ab边下落的过程中始终保持水平，已知线框进入磁场过程中的运动情况是：cd边进入磁场以后，线框先做加速运动，然后做匀速运动，直到ab边到达边界PP′为止。从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中，线框中产生的焦耳热为Q。求： （1）线框abcd在进入磁场的过程中，通过线圈某横截面的电量？ （2）线框从cd边距边界PP′多高处开始下落的？ （3）线框的cd边到达地面时线框的速度大小是多少？答案1、（1）（6分）（2）（4分）（3）（6分）52、如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L，导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域（图中的虚线范围），磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B,磁场的宽度为s，相邻磁场区域的间距也为s，、大于L，磁场左、右两边界均与导轨垂直．现有一质量为m，电阻为r，边长为L的正方形金属框，由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨，在水平导轨上滑行一段时间进人磁场区域，最终线框恰好完全通过n段磁场区域．地球表面处的重力加速度为g，感应电流的磁场可以忽略不计，求：(1)刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度；(2)整个过程中金属框内产生的电热；-28-\n(3)金属框完全进人第k(k<n)段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率． 答案1、解：(1)设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为v0，金属框在进入和穿出第一段匀强磁场区域的过程中，线框中产生平均感应电动势为,平均电流为（不考虑电流方向变化），由动量定理得，同理可得整个过程累计得。金属框沿斜面下滑机械能守恒，则。(2）金属框中产生的热量Q=mgh=。(3)金属框穿过第(k-1)个磁场区域后，由动量定理得金属框完全进入第k个磁场区域的过程中，由动量定理得解得功率。53、如图所示，在两条平行光滑导轨上有一金属棒ab，匀强磁场跟轨道平面垂直，导轨上有两定值电阻，R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R0（其余电阻不计），电路中的电压表量程为0~10V，电流表的量程为0~3A，将R0调至30Ω，用F=40N的力使ab垂直导轨向右平移，当ab达到稳定状态时，两电表中有一表正好达到满偏，而另一表未达到满偏。（1）求此时ab的速度；（2）调节R-0的阻值使稳定时两表都正好满偏，力F必须为多大？此时ab的速度又为多大？-28-\n答案1、解：（1）R0与R2并联，R并=30×6/（30+6）=5Ω此时电路中的总电阻为R总=5+5=10Ω如电流表满偏，则有电压表的示数U=3×5=15V＞10V所以只能是电压表满偏，此时电路中的电流为I=2A，总电动势为E=20V由于棒匀速，有F=F安=ILBLB=F/I=40/2=20由E=vBL得此时v=E/BL=20/20=1m/s（4分）（2）当两表都满偏时，有I=3A，U=10V，R1两端的电压U1=15V，U总=E=25V由F―F安=ma当a=0时有F=ILB=3×20=60N（3分）由E=vBL得v=E/BL=25/20=1.25m/s（2分）-28-
