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1、第二讲 楞次定律 法拉第电磁感应定律课前自测诊断卷考点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1.考查楞次定律及其应用多选(2018全国卷)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势()A在t时为零B在t时改变方向C在t时最大，且沿顺时针方向D在tT时最大，且沿顺时针方向解析：选AC在t时，交流电图线斜率为0，即磁场变化率为0，由ES知，E0，故A正确。在t和tT时，图线斜率最大，在t和tT时感应电动势最大。在到之间，电流由Q向P减弱，导线在R处产生垂直纸面向里的磁场
2、，且磁场减弱，由楞次定律知，R产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，则R中感应电动势沿顺时针方向，同理可判断在到T时，R中电动势也为顺时针方向，在T到T时，R中电动势为逆时针方向，C正确，B、D错误。2考查法拉第电磁感应定律的应用多选(2019南京、盐城三模)目前无线电能传输技术已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电能，两个感应线圈可以放置在左右相邻位置。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电，不计线圈的电阻。下列说法正确的是()A若A线圈中输入恒定电流，B线圈中就会产生感应电动势B只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C在电
3、能传输中，若只增加A、B间的距离，B线圈中感应电动势变大D若只增加A线圈中电流的变化率，B线圈中感应电动势变大解析：选BD根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的磁通量不发生变化，则B线圈中就不会产生感应电动势，故A错误；A线圈中输入变化的电流，B线圈中会产生感应电动势，故B正确；法拉第电磁感应定律：E可得，A线圈中电流变化越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大，增大A、B间的距离，不能使B线圈中感应电动势变大，故C错误，D正确。3考查感生电动势多选在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1 250匝，横截面积S20 cm2，螺旋管导线电阻r
4、1 ，R14 ，R25 ，C20 F。在一段时间内，竖直向下穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，下列说法正确的是()A螺线管中产生的感应电动势为1 000 VB闭合S，电路中的电流稳定后，电容器下极板带负电C闭合S，电路中的电流稳定后，通过电阻R1的电流为0.1 AD闭合S，电路中的电流稳定后，再断开S，以后流经R2的电荷量为1.0105 C解析：选CD根据法拉第电磁感应定律：EnnS1 25020104 V1.0 V，故A错误； 根据楞次定律可知回路中产生的电流方向是逆时针，所以电容器下极板带正电，故B错误；根据闭合电路欧姆定律，有：I A0.1 A，故C正确；S断开后，流
5、经R2的电荷量即为S闭合时电容器极板上所带的电荷量Q，电容器两端的电压：UIR20.15 V0.5 V，流经R2的电荷量：QCU201060.5 C1.0105 C，故D正确。4考查动生电动势与楞次定律多选如图甲所示，一宽为l的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。一个边长为a(la)的正方形导线框ABCD位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v通过该磁场区域，导线框电阻为R。在运动过程中，线框有一条边始终与磁场区域的边界平行，取线框刚进入磁场的时刻t0，线框中感应电流随时间变化规律的It图像如图乙所示。下列说法正确的是()A在第1 s内，线框中感应电流为逆时针方向，大小恒定为0.3 AB在第
6、2 s内，穿过线框的磁通量最大，感应电流大小恒定为0.6 AC在第3 s内，线框中感应电流方向为顺时针方向，大小恒定为0.3 AD在第1 s内，线框中C点电势高于D点电势，感应电流大小为0解析：选AC在第1 s内，线框向磁场中运动，穿过线框的磁通量均匀增加，感应电流为逆时针方向(取为正方向)，电流大小恒定，由题图乙可知I0.3 A，选项A正确；在第2 s内，整个线框在磁场中运动，穿过线框的磁通量最大且不变，没有感应电流，选项B错误；在第3 s内，线框从磁场中出来，磁通量均匀减小，感应电流为顺时针方向(为负方向)，大小恒定，I0.3 A，选项C正确；在第1 s内，由楞次定律判断出线框中感应电流方
7、向沿逆时针方向，则C点电势低于D点电势，选项D错误。5考查电磁感应定律和楞次定律的应用如图甲所示，正方形闭合线圈abcd边长为10 cm，总电阻为2.0 ，匝数为100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。求：(1)在02 s内线圈中感应电动势的大小；(2)在t1.0 s时线圈的ad边所受安培力的大小和方向；(3)线圈中感应电流的有效值。解析：(1)在02 s内线圈中感应电动势的大小为E1nnS1 V。(2)在t1.0 s时，I10.5 A，由题图乙可知，B11 T，则FnB1I1L5.0 N根据楞次定律，流过ad边的电流方向由a到d，由左手定则可知，a
8、d边所受安培力的方向垂直ad向右。(3)在02 s内I10.5 A在23 s内，线圈中感应电动势的大小为E2，E2nnS2 V，I21 A设线圈中感应电流的有效值为I，则I12Rt1I22Rt2I2Rt，解得I A。答案：(1)1 V(2)5.0 N垂直ad向右(3) A考点二电磁感应中的图像问题6.考查电磁感应中的t图像穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图像分别如图中的所示，下列说法正确的是()A图有感应电动势，且大小恒定不变B图产生的感应电动势一直在变大C图在0t1时间内的感应电动势是t1t2时间内感应电动势的2倍D图产生的感应电动势先变大再变小解析：选C图中磁通量没有变化，因此没有感应
9、电动势，故A错误；图中的磁通量均匀增加，图像的斜率不变，因此感应电动势不变，故B错误；图在0t1时间内的斜率是t1t2时间内斜率的2倍，所以在0t1时间内感应电动势是t1t2时间内感应电动势的2倍，故C正确；图的斜率大小先减小后增大，故产生的感应电动势先变小再变大，故D错误。7考查电磁感应中的Bt图像多选如图甲所示，两根间距为L的粗糙导轨水平放置，在导轨上垂直导轨放置一根导体棒MN，导体棒MN接入回路中电阻为R，与导轨接触良好，且处在竖直向上的匀强磁场B1中。导轨的左端与一个半径为l的导线圈连接，P、Q两点距离很小，导线圈内存在着竖直向下的磁场B2，磁感应强度B2随时间变化的图像如图乙所示。已
10、知导体棒MN始终保持静止状态，导轨与导线圈电阻不计，则在B2均匀减弱的过程中，下列说法正确的是()A导体棒MN受到水平向左的摩擦力B导体棒MN受到水平向右的摩擦力C摩擦力大小为B1LD摩擦力大小为B1L解析：选BD根据楞次定律和安培定则可知，导线圈内的感应电流方向为顺时针，根据左手定则，导体棒MN受到水平向左的安培力，根据平衡条件可知导体棒MN受到水平向右的摩擦力，故B正确，A错误；根据法拉第电磁感应定律有E，由欧姆定律可知I，安培力为FB1IL，摩擦力大小为fF，故D正确，C错误。8考查电磁感应中的Fx图像问题(2019江苏南京师大附中高考模拟)如图所示，一等腰三角形闭合金属框架置于与匀强磁
11、场方向垂直的平面内，其底边与磁场右边界平行，在把框架从磁场中水平向右匀速拉出磁场的过程中，下列关于拉力F随框架顶点离开磁场右边界距离x变化的图像中，正确的是() 解析：选D设等腰三角形的顶角为2，此过程产生的感应电动势为：EBLvB2xtan v2Btan vx，感应电流为：I，线框受到的安培力为：F安BILB2xtan ，线框做匀速直线运动，由平衡条件可得：FF安，由数学知识可知D选项正确，A、B、C错误。9对电磁感应图像问题的综合考查(2019江苏七市二模)如图所示，光滑水平杆上套一导体圆环，条形磁铁平行于水平杆固定放置，t0时刻，导体环在磁铁左侧O点获得一个向右的初速度，经过t0时间停在
12、磁铁右侧O1点，O、O1两点间距离为x0，且两点关于磁铁左右对称。上述过程中，下列描述穿过导体环的磁通量、导体环所受安培力F随位移x变化的关系图线，以及速度v、电流i随时间t变化的关系图线可能正确的是()解析：选D根据条形磁铁磁场的对称性，导体环在O和O1的磁通量是一样的，等大同向，故A错误；根据楞次定律，导体环受到的阻力一直与速度方向相反，故受力一直向左，不存在力反向的情况，故B错误；导体环在OO1中点的磁通量变化率为0，故在该点受安培力大小为0，图中速度无斜率为0点，故C错误；开始导体环靠近磁极磁通量增加，磁通量变化率可能会增加，故电流增大，之后磁通量变化率会变小，故电流会减小；过了OO1
13、中点磁通量减少，因此产生电流反向，磁通量变化率增加，故电流反向增大，靠近O1时随着速度减小磁通量变化率逐渐减至0，电流也逐渐减小到0，故D正确。考点三自感现象和涡流10.考查自感现象的影响因素(2019江苏盐城中学模拟)如图所示，将带铁芯的电感器L与灯泡A串联，再与另一个完全相同的灯泡B并联，接在以正弦交流信号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮，可以改变输出电压和信号的频率。闭合开关S，A、B两灯均发光。关于该实验，下列说法中正确的是()A保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A灯始终比B灯亮B保持输出电压和信号频率不变，撤去铁芯后，发现A灯比原来亮C保持输出电压不变，提
14、高交流信号频率，发现A、B灯均变亮D断开开关S，发现B灯闪亮一下，然后熄灭解析：选B电感线圈对交流电有阻碍作用，所以流过A的电流始终小于流过B的电流，则保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A灯始终比B灯暗，故A错误；保持输出电压和信号频率不变，撤去铁芯后，线圈对交流电的阻碍作用减小，发现A灯比原来亮，故B正确；保持输出电压不变，提高交流信号频率，线圈对交流电的阻碍作用增大，则A灯变暗，故C错误；待电路稳定后断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，A、B两灯串联，同时逐渐变暗，由于原来L中的电流小于流过B灯的电流，所以B灯不会闪亮，故D错误。11考查含二极管的自感现象多选如图所示的电路
15、中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管。下列说法正确的有()A当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮B当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮C当S断开时，L2立即熄灭D当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭解析：选BD当S闭合时，因二极管加上了反向电压，故电流在二极管截止，L1一直不亮；通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得L2逐渐变亮，选项B正确，A错误；当S断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过L2的电流要在L2L1DL之中形成新的回路，故L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，选项C错误，D正确。12考查自感现象在电磁继电器中的应用如图所示，铁芯上绕有线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B与理想发光二极管D相连，衔铁E连接弹簧K控制触头C的通断，忽略A的自感。下列说法正确的是
