高考物理三輪沖刺突破訓(xùn)練專題18 電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用（原卷版）

專題18電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用目錄TOC\o"1-2"\h\u專題18電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用 1考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1考向二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法 5考向三楞次定律推論的應(yīng)用 7考查方式一“增反減同”現(xiàn)象 7考查方式二“來(lái)拒去留”現(xiàn)象 8考查方式三“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象 9考向四三定則一定律的應(yīng)用 12考查方式一因電生動(dòng) 12考查方式二“因電而動(dòng)”現(xiàn)象的判斷 13【題型演練】 15考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況2．判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程【例1】如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面（紙面）內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝SKIPIF1<0時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等[變式1]如圖所示，水平地面（SKIPIF1<0平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點(diǎn)，P點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方，SKIPIF1<0平行于y軸，SKIPIF1<0平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點(diǎn)，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終與地面平行。下列說(shuō)法正確的有（）A．N點(diǎn)與M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．線圈沿PN方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不變C．線圈從P點(diǎn)開始豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流D．線圈從P到M過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與從P到N過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等[變式2]如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)[變式3]如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（） A．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)考向二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法1．用楞次定律判斷(1)楞次定律中“阻礙”的含義：2．用右手定則判斷該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個(gè)要點(diǎn)：(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心；(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．【例2】如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（）A．在SKIPIF1<0時(shí)為零B．在SKIPIF1<0時(shí)改變方向C．在SKIPIF1<0時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D．在SKIPIF1<0時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向[變式1]如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直．金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是()A．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向[變式2]如圖所示，在通電長(zhǎng)直導(dǎo)線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動(dòng)的閉合矩形金屬線圈P，AB在線圈平面內(nèi)．當(dāng)發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動(dòng)時(shí)()A．AB中的電流減小，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流B．AB中的電流不變，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流C．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流D．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流考向三楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說(shuō)明如下：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化—“增反減同”阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化——“增反減同”考查方式一“增反減同”現(xiàn)象【例3】．(多選)如圖所示，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向考查方式二“來(lái)拒去留”現(xiàn)象【例4】?jī)蓚€(gè)閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如圖所示，當(dāng)條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時(shí)，環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A．兩環(huán)同時(shí)向左移動(dòng)，間距增大B．兩環(huán)同時(shí)向左移動(dòng)，間距變小C．兩環(huán)同時(shí)向右移動(dòng)，間距變小D．兩環(huán)同時(shí)向左移動(dòng)，間距不變[變式1]如圖，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵（N極朝上，S極朝下）由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過(guò)且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看），下列說(shuō)法中正確的是A．總是順時(shí)針 B．總是逆時(shí)針C．先順時(shí)針后逆時(shí)針 D．先逆時(shí)針后順時(shí)針[變式2]很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長(zhǎng)的豎直圓筒．一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊．讓條形磁鐵從靜止開始下落．條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率()A．均勻增大B．先增大，后減小C．逐漸增大，趨于不變D．先增大，再減小，最后不變考查方式三“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象【例5】如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過(guò)線圈a的磁通量減小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D．線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大[變式1]如圖所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò)．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ．設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則（）A．T1>mg，T2>mg B．T1<mg，T2<mg C．T1>mg，T2<mg D．T1<mg，T2>mg

[變式2]如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向左運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是（）A．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C．T具有收縮趨勢(shì)，PQ受到向右的安培力D．T具有擴(kuò)張趨勢(shì)，PQ受到向右的安培力[變式3]如圖（a），螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖（b）所示規(guī)律變化時(shí)A．在t1~t2時(shí)間內(nèi)，L有收縮趨勢(shì)B．在t2~t3時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢(shì)C．在t2~t3時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．在t3~t4時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流考向四三定則一定律的應(yīng)用1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對(duì)比基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用規(guī)律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)因電生磁安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)因動(dòng)生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律2.“三個(gè)定則”和“一個(gè)定律”的因果關(guān)系(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動(dòng)而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．考查方式一因電生動(dòng)【例6】如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放有一與線圈D相連接的平行導(dǎo)軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ()A．勻速向右 B．加速向左C．加速向右 D．減速向左【變式】.(多選)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運(yùn)動(dòng) B．向左做減速運(yùn)動(dòng)C．向右做減速運(yùn)動(dòng) D．向右做加速運(yùn)動(dòng)考查方式二“因電而動(dòng)”現(xiàn)象的判斷【例7】如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)，則ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是()A．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，cd向右運(yùn)動(dòng)B．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，cd向左運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)b、cd都向右運(yùn)動(dòng)D．a(chǎn)b、cd保持靜止[變式]如圖所示，ab是一個(gè)可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)過(guò)程中，線圈ab將()A．靜止不動(dòng)B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源的極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)的方向

【題型演練】1．如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，固定一矩形金屬線框SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊與導(dǎo)線平行。調(diào)節(jié)電流I使得空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，則（）A．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)镾KIPIF1<0B．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大C．線框SKIPIF1<0邊所受的安培力大小恒定D．線框整體受到的安培力方向水平向右2．如圖所示，將一通電螺線管豎直放置，螺線管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=kt的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管，其電阻率為SKIPIF1<0、高度為h、半徑為r、厚度為d（d?r），則（）A．從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向B．圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為SKIPIF1<0C．圓管的熱功率大小為SKIPIF1<0D．輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小3．如圖，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(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，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．垂直紙面向里航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對(duì)稱位置放置兩個(gè)閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關(guān)S的瞬間()A．兩個(gè)金屬環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B．兩個(gè)金屬環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向電阻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(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．流過(guò)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(guò)程中，加速度保持不變D．穿過(guò)線圈的磁通量不斷增大如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→QB．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→PC．PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直桿向左D．PQ受磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右矩形導(dǎo)線框abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線MN放在同一水平面上，ab邊與MN平行，導(dǎo)線MN中通入電流方向如圖所示，當(dāng)MN中的電流增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)線框abcd有逆時(shí)針的感應(yīng)電流B．bc、ad兩邊均不受安培力的作用C．導(dǎo)線框所受的安培力的合力向右D．MN所受線框給它的作用力向左航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的．電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過(guò)直流電流時(shí)，線圈左端的金屬環(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)線制成形狀、大小相同的兩個(gè)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(shí)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．若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)D．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)．當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→DC．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒AB的作用力向左如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，