专题28法拉第电磁感应、楞次定律、自感现象-八年高考(2011-2018)物理试题分项精析版(解析版)
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1、1(多选)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )A. 开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 AD【解析】 本题考查电磁感应、安培定
2、则及其相关的知识点。【点睛】此题中套在一根铁芯上的两个线圈,实际上构成一个变压器。来源:Zxxk.Com一、单项选择题1【2011北京卷】某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 【答案】C圈中电流的大小,故D错误【考点定位】自感现象和自感系数2【2011广东卷
3、】将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是()来源:Z,xx,k.ComA感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势,即感应电动势与线圈匝数有关故A错误;同时可知,感应电动势与磁通量的变化率有关,磁通量变化越快,感应电动势越大,故C正确;穿过线圈的磁通量大,但若所用的时间长,则电动势可能小,故B错误;由楞次定律可知:感应电流的磁场方向总是阻碍引起
4、感应电流的磁通量的变化,故原磁通增加,感应电流的磁场与之反向,原磁通减小,感应电流的磁场与原磁场方向相同,即“增反减同”,故D错误;网【考点定位】法拉第电磁感应定律,楞次定律3【2011上海卷】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【答案】B【解析】圆环b具有收缩趋势,说明穿过b环的磁通量在增强,根据阻碍变化可知圆环a减速旋转,逐渐减弱的磁场使得b环产生了顺时针方向电流,根据楞次定律可知引起b环的感应
5、电流的磁场方向向里,根据安培定则判断出a环顺时针方向旋转.所以B选项正确.【考点定位】楞次定律4【2012北京卷】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L、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,经重复实验,线圈上的套环均未动,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【答案】D【解析】线圈接在直流电源上,闭合开关的瞬间,穿过套环的磁通量仍然会改变,套环中会产生
6、感应电流,会跳动故A错误;电源电压过高,在套环中产生的感应电流更大,更容易跳起故B错误;线圈匝数过多,在套环中产生的感应电流越大,套环更容易跳起故C错误;D、所用的套环材料不同,可能不产生感应电流,则不会受到安培力,不会跳起故D正确。【考点定位】本题考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律5【2012海南卷】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AT1mg,T2mg BT1mg,T2mg,T2mg DT1mg【答案】A【考点定位】本题考查电磁感
7、应、楞次定律及其相关知识6【2016上海卷】磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁A向上运动B向下运动C向左运动D向右运动【答案】B【解析】据题意,从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下,由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上,即两个磁场的方向相反,则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加,故选项B正确。&网【考点定位】楞次定律和安培定则【方法技巧】通过安培定则判断感应磁场方向,通过楞次定律判断磁铁的运动情况。7【2016海南卷】如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导
8、线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若A金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向D金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向【答案】D【解析】当金属环上下移动时,穿过环的磁通量不发生变化,根据楞次定律,没有感应电流产生,选项AB错误;当金属环向左移动时,穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强,根据楞次定律可知,产生顺时针方向的感应电流,故选项C错误;当金属环向右移动时,穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强,根据楞次定律可知,产生逆时针方向的感应电流,故选项D正确
9、。【考点定位】楞次定律【名师点睛】解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向,以及学会根据楞次定律来确定感应电流的方向。8【2012四川卷】如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则A绕圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B绕圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C绕圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D绕圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场【答案】D【解析】线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出交变电流,故A错误;线圈a输入恒定电流,电流产生恒定的磁场,穿过线圈b的磁通量不变,不为零,故B错误;线圈b输出的交变电流产生变化的磁场,对线圈a的磁场造影响,故C错误;线圈a的
10、磁场变化时,穿过线圈b的磁通量发生变化,线圈b中一定产生感生电场,故D正确;故选D【考点定位】本题考查电磁感应现象、互感现象,麦克斯韦电磁场理解及其相关知识9【2014新课标全国卷】在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路,然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【答案】D【考点定位】
11、法拉第发现电磁感应定律10【2014广东卷】如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大来源:Z*xx*k.Com【答案】C【解析】由于电磁感应,在铜管P中还受到向上的磁场力,而在塑料管中只受到重力,即只在Q中做自由落体运动,故选项A、B错误;而在P中加速度较小,故选项C正确而选项D错误。!网【考点定位】本题考查自由落体运动、电磁感应和机械能守恒定律的条件。11【2014全国大纲卷】很多相同的绝缘
12、铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( )A均匀增大 B先增大,后减小 C逐渐增大,趋于不变 D先增大,再减小,最后不变【答案】C【解析】条形磁铁在下落过程中受重力和铜环的阻力作用,开始时,由于速率为零,对铜环组成的圆筒没有磁通变化,因此无感应电流,无安培力作用,即条形磁铁只受重力作用,向下加速运动,随着速率的增大,感应电流增大,安培力增大,条形磁铁所受铜环的阻力增大,因此条形磁铁将做加速度逐渐减小的加速运动,又因为竖直圆筒很长,因此,加速度将趋于零,所以条形磁铁在圆筒中的运
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