【高考總動(dòng)員】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)提升練26電磁感應(yīng)現(xiàn)象-楞次定律-

課時(shí)提升練(二十六)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律(限時(shí)：45分鐘)A組對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練——鞏固基礎(chǔ)學(xué)問題組一感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1．如圖9-1-15所示，閉合線圈abcd水平放置，其面積為S，匝數(shù)為n，線圈與勻強(qiáng)磁場B夾角為θ＝45°.現(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，則線圈在此過程中磁通量的轉(zhuǎn)變量的大小為()圖9-1-15A．0 B.eq\r(2)BSC.eq\r(2)nBS D.無法計(jì)算【解析】設(shè)初位置時(shí)穿過線圈的磁通量為正，則初位置時(shí)：Φ1＝BSsinθ＝eq\f(\r(2),2)BS，末位置時(shí)：Φ2＝－BScosθ＝－eq\f(\r(2),2)BS，則初、末位置磁通量的轉(zhuǎn)變量的大小為：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq\r(2)BS，故B正確．【答案】B2．現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如圖9-1-16所示連接．下列說法中正確的是()圖9-1-16A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出時(shí)都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中心零刻度D．開關(guān)閉合后，只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)【解析】開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，從而使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確；線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化，電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P無論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化，從而引起線圈B的磁通量變化，電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．【答案】A3．(多選)如圖9-1-17所示，在條形磁鐵的中心位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)．以下推斷中正確的是()圖9-1-17A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)無感應(yīng)電流C．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒D．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能不守恒【解析】由條形磁鐵磁場分布特點(diǎn)可知，穿過其中心位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零，所以在環(huán)下落的過程中，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，圓環(huán)只受重力，則環(huán)下落時(shí)機(jī)械能守恒，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確．【答案】BC題組二楞次定律與右手定則4．兩個(gè)大小不同的絕緣金屬圓環(huán)a、b如圖9-1-18所示疊放在一起，小圓環(huán)b有一半面積在大圓環(huán)a中，當(dāng)大圓環(huán)a通上順時(shí)針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()圖9-1-18A．順時(shí)針方向B．逆時(shí)針方向C．左半圓順時(shí)針，右半圓逆時(shí)針D．無感應(yīng)電流【解析】(1)當(dāng)大圓環(huán)a中電流為順時(shí)針時(shí)，圓環(huán)a內(nèi)部的磁場方向垂直紙面對(duì)里，而環(huán)外的磁場方向垂直紙面對(duì)外，但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強(qiáng)，圓環(huán)b的凈磁通量是垂直紙面對(duì)里且增加的；(2)由楞打算律可知圓環(huán)b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)垂直紙面對(duì)外；(3)再由安培定則得出圓環(huán)b中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，B正確．【答案】B5.如圖9-1-19所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B增加時(shí)，內(nèi)、外金屬環(huán)上的感應(yīng)電流的方向應(yīng)為()圖9-1-19A．內(nèi)環(huán)順時(shí)針，外環(huán)逆時(shí)針B．內(nèi)環(huán)逆時(shí)針，外環(huán)順時(shí)針C．內(nèi)、外環(huán)均為順時(shí)針D．內(nèi)、外環(huán)均為逆時(shí)針【解析】磁場增加，則穿過回路的磁通量增大，故感應(yīng)電流的磁場向外，由安培定則知電流對(duì)整個(gè)電路而言應(yīng)沿逆時(shí)針方向；若分開爭辯，則外環(huán)逆時(shí)針，內(nèi)環(huán)順時(shí)針，A正確．【答案】A6．(多選)如圖9-1-20所示，在勻強(qiáng)磁場中放有平行金屬導(dǎo)軌，它與大線圈M相連接，要使小線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的祼金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)狀況是(兩線圈共面)()圖9-1-20A．向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng) D.向右加速運(yùn)動(dòng)【解析】依據(jù)右手定則和楞次定律，金屬棒向左加速運(yùn)動(dòng)和向右減速運(yùn)動(dòng)都可以使小線圈N中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故B、C正確．【答案】BC題組三右手定則、安培定則與楞次定律的綜合7．如圖9-1-21所示，閉合的矩形金屬框abcd的平面與勻強(qiáng)磁場垂直，現(xiàn)在金屬框固定不動(dòng)而磁場運(yùn)動(dòng)，發(fā)覺ab邊所受安培力的方向?yàn)樨Q直向上，則此時(shí)磁場的運(yùn)動(dòng)方向可能是()圖9-1-21A．水平向右平動(dòng)B．水平向左平動(dòng)C．豎直向上平動(dòng)D．豎直向下平動(dòng)【解析】ab邊受到的力向上，由左手定則可知，ab上電流的方向由b→a，由楞次定律可得，線框內(nèi)的磁通量在增加，磁場向右運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)磁場上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框內(nèi)的磁通量不變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】A8．(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖9-1-22所示的勻強(qiáng)磁場中，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)，下列說法中正確的是()圖9-1-22A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場對(duì)導(dǎo)體棒AB的作用力向左【解析】利用楞打算律，兩個(gè)導(dǎo)體棒與兩根金屬導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，分析出磁通量增加，結(jié)合安培定則推斷回路中感應(yīng)電流的方向是B→A→C→D→B.以此為基礎(chǔ)，再推斷CD內(nèi)的電流方向，最終依據(jù)左手定則進(jìn)一步確定AB、CD的受力方向，經(jīng)過比較可得正確選項(xiàng)為B、D.【答案】BDB組深化訓(xùn)練——提升應(yīng)考力量9．如圖9-1-23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，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場圖9-1-23斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，肯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°)【解析】設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，對(duì)A，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確；對(duì)B，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯(cuò)誤；對(duì)C，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯(cuò)誤；對(duì)D，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯(cuò)誤．【答案】A10．甲、乙兩個(gè)完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO′旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它們以相同的角速度開頭轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于阻力，經(jīng)相同的時(shí)間后便停止，若將兩環(huán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的大小相同的勻強(qiáng)磁場中，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，如圖9-1-24所示，當(dāng)甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的角速度開頭轉(zhuǎn)動(dòng)后，則下列推斷中正確的是()圖9-1-24A．甲環(huán)先停 B.乙環(huán)先停C．兩環(huán)同時(shí)停下 D.無法推斷兩環(huán)停止的先后【解析】兩環(huán)均在勻強(qiáng)磁場中以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，由圖可知：甲環(huán)的磁通量會(huì)發(fā)生變化，甲環(huán)的動(dòng)能要轉(zhuǎn)化為電能，而乙環(huán)中無磁通量的變化，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故甲環(huán)先停下來，A選項(xiàng)正確．【答案】A11．(2022·北京西城區(qū)模擬)如圖9-1-25所示，固定于水平面上的金屬架abcd處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)．t＝0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MbcN構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開頭，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的示意圖為()圖9-1-25【解析】要使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，只有回路中磁通量不發(fā)生變化，由B0l2＝Bl(l＋vt)，得到B＝eq\f(B0l,l＋vt)，所以C選項(xiàng)正確．【答案】C12．如圖9-1-26所示，A、B是兩根相互平行的、固定的長直通電導(dǎo)線，二者電流大小和方向都相同．一個(gè)矩形閉合金屬線圈與A、B在同一平面內(nèi)，并且ab邊保持與通電導(dǎo)線平行，線圈從圖中的位置1勻速向左移動(dòng)，經(jīng)過位置2，最終到位置3，其中位置2恰在A、B的正中間，則下面的說法中正確的是()圖9-1-26A．在位置2這一時(shí)刻，穿過線圈的磁通量為最大B．在位置2這一時(shí)刻，穿過線圈的磁通量的變化率為零C．從位置1到位置3的整個(gè)過程中，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化D．從位置1到位置3的整個(gè)過程中，線圈受到的磁場力的方向保持不變【解析】由題意知線圈經(jīng)過位置2時(shí)穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率不為零，故A、B均錯(cuò)誤；從位置1到位置3的整個(gè)過程中，穿過線圈的磁通量是先向外漸漸減小到零，然后向里漸漸增大，由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流的方向始終沿逆時(shí)針方向，線圈所受的磁場力的方向始終向右，故C錯(cuò)誤、D正確．【答案】D13．(2022浙江部分學(xué)校聯(lián)考)如圖9-1-27所示，一矩形線框以豎直向上的初速度進(jìn)入只有一條水平邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面對(duì)里，進(jìn)入磁場后上升一段高度又落下離開磁場，運(yùn)動(dòng)中線框只受重力和安培力作用，線框在向上、向下經(jīng)過圖中1、2位置時(shí)的速度按時(shí)間挨次依次為v1、v2、v3和v4，則可以確定()圖9-1-27A．v1<v2 B.v2<v3C．v3<v4 D.v4<v1【解析】由能量守恒定律可知，線框從進(jìn)入磁場到離開磁場的過程中，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，即機(jī)械能減小，則v4<v1，D正確；而線框完全在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，故線框只受重力作用，機(jī)械能守恒，則v2＝v3，B錯(cuò)誤；由楞次定律可知，線框進(jìn)入磁場時(shí)受到安培力方向豎直向下，重力方向豎直向下，因而做減速運(yùn)動(dòng)，則v1>v2，A錯(cuò)誤；線框離開磁場時(shí)受到的安培力方向豎直向上，重力方向豎直向下，二者大小關(guān)系不能確定，故v3、v4大小關(guān)系也不能確定，C錯(cuò)誤．【答案】D14．(2022·寧夏石嘴山十七中模擬)如圖9-1-28所示，甲、乙兩個(gè)矩形線圈同處在紙面內(nèi)，甲的ab邊與乙的cd邊平行且靠得較近，甲、乙兩線圈分別處在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場中，穿過甲的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向指向紙面內(nèi)，穿過乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，方向指向紙面外，兩個(gè)磁場可同時(shí)變化，當(dāng)發(fā)覺ab邊和cd邊間有排斥力時(shí)，磁場的變化狀況可能是()eq\o(\s\up7(甲乙),\s\do5(圖9-1-28))A．B1變小，B2變大 B．B1變大，B2變大C．B1變小，B2變小 D.B1不變，B2變小【解析】ab邊與cd邊有斥力，則兩邊通過的電流方向肯定相反，由楞次定律可知，當(dāng)B1變小，B2變大時(shí)，ab邊與cd邊中的電流方向相反．【答案】A15．如圖9-1-29所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸．當(dāng)桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如圖所示，則此時(shí)刻()圖9-1-29A．有電流通過電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右B．有電流通過電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左C．有電流通過電流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零【解析】當(dāng)金屬桿ab順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由右手定則可知將產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流，電流表的d端與a端相連c端通過金屬環(huán)與b端相連，則通過電流表的電流是由c到d，而金屬桿在磁場中會(huì)受到安培力的作用，由左手定則可推斷出安培力的方向?yàn)樗较蛴遥璧K金屬桿的運(yùn)動(dòng)，所以A正確．【答案】A16．(多選)(2010·上海高考)如圖9-1-30，磁場垂直于紙面，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