新高考人教物理一輪作業(yè)第十章第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

[A組基礎(chǔ)題組]一、單項選擇題1．下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析：根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷：A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，磁感應(yīng)強度不變，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，閉合電路的磁通量恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流。答案：B2.在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”的實驗中，先通過實驗確定了電流流過檢流計時指針的偏轉(zhuǎn)方向如圖。在后續(xù)的實驗中，豎直放置的感應(yīng)線圈固定不動，條形磁鐵從上方插入線圈或從線圈拔出時，檢流計指針會偏轉(zhuǎn)。下列四圖中分別標出了條形磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。其中方向關(guān)系表示正確的是()解析：由題中圖可知，電流向右通過檢流計時，檢流計指針向左偏轉(zhuǎn)；磁鐵向下插入線圈時，穿過線圈的磁場方向向上，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可以知道，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，通過檢流計的電流方向向右，其指針向左偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；磁鐵向上拔出線圈時，穿過線圈的磁場方向向下，磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈感應(yīng)產(chǎn)生的磁場方向向下，故B錯誤；磁鐵向上拔出線圈時，穿過線圈的磁場方向向上，磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈感應(yīng)產(chǎn)生的磁場方向向上，故C錯誤；磁鐵向下插入線圈時，穿過線圈的磁場方向向下，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可以知道，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，通過檢流計的電流方向向右，其指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確。答案：D3.如圖，把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。則閉合開關(guān)S的瞬間()A．套環(huán)將保持靜止，套環(huán)內(nèi)無電流流過B．套環(huán)將保持靜止，套環(huán)內(nèi)的電流與線圈內(nèi)的電流方向相同C．套環(huán)將向上跳起，套環(huán)內(nèi)的電流與線圈內(nèi)的電流方向相反D．套環(huán)將向上跳起，套環(huán)內(nèi)的電流與線圈內(nèi)的電流方向相同解析：閉合開關(guān)S的瞬間，線圈和鐵芯中的磁場增強，則閉合套環(huán)中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，套環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，且感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與線圈中的磁場方向相反，所以套環(huán)受到斥力作用向上跳起，又根據(jù)右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流的方向與線圈中電流的方向相反，故A、B、D錯誤，C正確。答案：C4.用如圖所示的實驗裝置“探究感應(yīng)電流方向的影響因素”，小磁鐵從靠近線圈的上方靜止下落，下落時保持小磁鐵不翻轉(zhuǎn)。在小磁鐵穿過整個線圈的過程中，下列判斷正確的是()A．磁體靠近線圈和遠離線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同B．磁鐵下落到線圈中部時，線圈中磁通量的變化率最大C．磁鐵在下落過程中機械能守恒D．磁鐵靠近線圈和遠離線圈時，磁鐵受到線圈的作用力方向都向上解析：當磁體靠近線圈和遠離線圈時，穿過線圈的磁通量一個是增大，一個是減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向是相反的，所以感應(yīng)電流的方向也相反，選項A錯誤；當小磁鐵下落到線圈中部時，小磁鐵周圍的磁感線是豎直方向，此時穿過線圈的磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動勢最小，故選項B錯誤；磁鐵在下落過程中，與線圈之間存在力的作用，故它的機械能不守恒，磁鐵的機械能會減小，選項C錯誤；磁鐵靠近線圈和遠離線圈時，根據(jù)楞次定律的“來拒去留”思路可判斷出磁鐵受到線圈的作用力方向都向上，選項D正確。答案：D5．(2021·重慶一中模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中軸線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時，線圈始終保持不動。則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是()A．FN先大于mg，后小于mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．線圈中的電流方向始終不變解析：當磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右下方，則線圈對桌面的壓力增大，即FN大于mg，線圈相對桌面有向右運動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力；當磁鐵遠離線圈時，穿過線圈的磁通量減小，同理，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右上方，則線圈對桌面的壓力減小，即FN小于mg，線圈相對桌面有向右運動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力。綜上可知，F(xiàn)N先大于mg，后小于mg，F(xiàn)f始終向左，故選項B、C錯誤，A正確。當磁鐵靠近線圈時，穿過線圈向下的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從上向下看是逆時針方向；當磁鐵遠離線圈時，穿過線圈向下的磁通量減小，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從上向下看是順時針方向，故選項D錯誤。答案：A二、多項選擇題6．(2021·四川棠湖中學(xué)高三上學(xué)期月考)如圖所示，兩個條形磁鐵的N極和S極相向水平放置，一豎直放置的矩形線框從兩個磁鐵之間正上方由靜止落下，并從兩磁鐵中間穿過。下列關(guān)于線框受到的安培力及從右向左看感應(yīng)電流的方向說法正確的是()A．感應(yīng)電流方向先沿逆時針方向，后沿順時針方向B．感應(yīng)電流方向先沿順時針方向，后沿逆時針方向C．安培力方向一直豎直向上D．安培力方向先豎直向上，后豎直向下解析：由題圖可知，中間磁感應(yīng)強度最大，而向上或向下磁感應(yīng)強度均越來越小，故在線框從高處下落過程中，穿過線框的磁通量一直向右，且先增大后減小，則由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向先沿順時針方向后沿逆時針方向，故A錯誤，B正確；產(chǎn)生的感應(yīng)電流一直阻礙物體間的相對運動，故安培力一定一直豎直向上，故C正確，D錯誤。答案：BC7.如圖所示，MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，垂直紙面向外的勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，則()A．若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向為順時針方向B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向為逆時針方向C．若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路中的電流為零D．若ab、cd都向右運動，且兩桿速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向為順時針方向解析：由右手定則可判斷出A項做法使回路產(chǎn)生順時針方向的電流，A正確；若ab、cd同向運動且速度大小相同，ab、cd所圍面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；若ab向左，cd向右，則abdc回路中有順時針方向的電流，C錯誤；若ab、cd都向右運動，且兩桿速度vcd>vab，則ab、cd所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，由楞次定律可判斷出，abdc回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，D正確。答案：AD8．航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的，電磁驅(qū)動原理如圖所示，當固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去，現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，且電阻率ρ銅＜ρ鋁，閉合開關(guān)S的瞬間()A．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向B．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C．若將銅環(huán)放在線圈右側(cè)，環(huán)將向左運動D．電池正負極調(diào)換后，環(huán)不能向左彈射解析：在閉合開關(guān)S的過程中，固定線圈中電流為右側(cè)流入，磁場向左且變強，則由楞次定律可知，環(huán)中感應(yīng)電流由左側(cè)看沿順時針方向，故A正確；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)，故B正確；若銅環(huán)放在線圈右側(cè)，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，故C錯誤；電池正負極調(diào)換后，環(huán)受力仍向左，仍將向左彈射，故D錯誤。答案：AB[B組能力題組]9．如圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對于線圈平面對稱，在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運動，(O是線圈中心)。則()A．從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，線圈的面積有收縮的趨勢B．從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，線圈的面積有擴張的趨勢C．從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)G流向E，線圈的面積有收縮的趨勢D．從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)G流向F，線圈的面積有擴張的趨勢解析：在磁極繞轉(zhuǎn)軸從X到O勻速轉(zhuǎn)動中，穿過線圈平面的磁通量向上增大，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流(從上向下看)，電流由F經(jīng)G流向E，線圈的每部分受到指向圓心的安培力，線圈的面積有收縮的趨勢，故A、B錯誤；在磁極繞轉(zhuǎn)軸從O到Y(jié)勻速轉(zhuǎn)動中，穿過線圈平面的磁通量向上減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流(從上向下看)，電流由E經(jīng)G流向F，線圈的每部分受到背離圓心的安培力，所以線圈的面積有擴張的趨勢，故C錯誤，D正確。答案：D10．如圖所示，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當MN中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向()A．向左 B.向右C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里解析：方法一：當MN中電流突然減小時，單匝矩形線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針方向，由左手定則可知ab邊與cd邊所受安培力方向均向右，所以線圈所受安培力的合力方向向右，B正確。方法二：由對楞次定律中“阻礙”的理解可知，當MN中電流突然減小而導(dǎo)致線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減少時，線圈abcd一定會有向右運動的趨勢以“阻礙”其磁通量的減少，所以其所受安培力的合力方向向右，B正確。答案：B11．(多選)某一金屬圓環(huán)處于勻強磁場中，環(huán)面垂直于磁場，如圖甲所示。磁感應(yīng)強度隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。取磁場垂直于環(huán)面向里為正方向，則下列說法正確的是()A．0～t2時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電動勢先減小后增大B．t1～t3時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流方向先沿順時針后沿逆時針C．0～t4時間內(nèi)，金屬環(huán)一共出現(xiàn)兩次收縮趨勢，兩次擴張趨勢D．t2～t4時間內(nèi)，環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小解析：0～t2時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率先變小后變大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，環(huán)中的感應(yīng)電動勢先減小后增大，故A正確；根據(jù)楞次定律，t1～t3時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流方向一直沿順時針方向，故B錯誤；當磁感應(yīng)強度增大時，根據(jù)楞次定律可知，金屬環(huán)有收縮的趨勢，當磁感應(yīng)強度減小時，金屬環(huán)有擴張趨勢，從圖象可以看出，0～t4時間內(nèi)，金屬環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢，兩次擴張趨勢，故C正確；由于t2、t4兩個時刻，磁感應(yīng)強度為零，因此環(huán)上某一段受到的安培力為零，在t3時刻，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，因此環(huán)上某一段受到的安培力也為零，因此t2～t4時間內(nèi)，環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小，再變大然后再變小，故D錯誤。答案：AC12．(多選)電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示，現(xiàn)使磁鐵由靜止開始下落，在N極接近線圈上端的過程中，下列說法正確的是()A．流過R的電流方向是a到bB．電容器的下極板帶正電C．磁鐵下落過程中，加速度保持不變D．穿過線圈的磁通量不斷增大解析：在N極接近線圈上端的過程中，線圈中向下的磁通量在變大，選項D正確；根據(jù)楞次定律可以得出，感應(yīng)電流方向為逆時針(俯視圖)，流過R的電流方向是b到a，選項A錯誤；線圈的下部相當于電源的正極，電容器的下極板帶正電，選項B正確；磁鐵下落過程中，重力不變，線圈對磁鐵的作用力變化，所以合力變化，加速度變化，選項C錯誤。答案：BD13．(多選)如圖所示，一根長導(dǎo)線彎曲成“”形，通以直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過程中，下列判斷正確的是()A．金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．金屬環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流C．懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D．懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力解析：由安培定則知，彎曲成“”形導(dǎo)線中電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，且隨電流增大而增強。由楞次定律知，C中感應(yīng)電流的方向為逆時針，故A錯誤，B正確；由左手定則可知，金屬環(huán)C上各處所受安培力的方向均指向圓心，由于長導(dǎo)線彎曲成“”形，所以金屬環(huán)下半邊處的磁感應(yīng)強度小于上半邊處的磁感應(yīng)強度，下半邊受到的安培力小于上半邊受到的安培力，因此導(dǎo)致懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力。此結(jié)論也可應(yīng)用楞次定律的推論來得出，為了阻礙磁通量的增加，金屬環(huán)C有向下運動的趨勢，所以豎直線的拉力大于環(huán)的重力，故C正確，D錯誤。答案：BC14．(多選)(2021·廣東廣州高三檢測)如圖，兩條水平光滑金屬導(dǎo)軌固定在電磁鐵兩磁極之間，導(dǎo)軌兩端a、b斷開，金屬桿L垂直導(dǎo)軌放置。閉合開關(guān)S，下列判斷正確的是()A．電磁鐵兩磁極之間的磁場方向向下B．若給金屬桿向左的初速度，則a點電勢高于b點C．若a、b間接導(dǎo)線，向下移動滑片P，則金屬桿向左運動D．若a、b間接直流電源，a接正極、b接負極，則金屬桿向左運動解析：閉合開關(guān)S，根據(jù)右手螺旋定則可知，電磁鐵兩磁極之間的磁場方向向下，A正確；根據(jù)右手定則可知，若給金屬桿向左的初速度，則a點電勢低于b點，B錯誤；若a、b間接導(dǎo)線，向下移動滑片P，則螺線管中的電流變大，磁場增強，由于穿過閉合回路的磁通量增加，由楞次定律可知，金屬桿向左運動，C正確；若a、b間接直流電源，a接正極、b接負極，由左手定則可知，金屬桿向右運動，D錯誤。答案：AC15．(多選)如圖甲所示，等離子氣流由左邊連續(xù)以方向如圖所示的速度v0射入P1和P2兩金屬板間的勻強磁場中，ab直導(dǎo)線與P1、P2