暑假作業(yè)05 楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律（原卷版）-2025版高二物理暑假作業(yè)

限時練習(xí)：90min完成時間：月日天氣：作業(yè)05楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律一、楞次定律1．內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2．從能量角度理解楞次定律感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結(jié)果，當(dāng)磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時，推力或拉力做功，使機械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能．二、右手定則如圖所示，內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．三、電磁感應(yīng)定律1．感應(yīng)電動勢在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫作感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源．2．法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．(2)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n為線圈的匝數(shù)．(3)在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯(Wb)，感應(yīng)電動勢的單位是伏(V)．四、導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢1．導(dǎo)線垂直于磁場方向運動，B、l、v兩兩垂直時，如圖甲所示，E＝Blv.甲乙2．導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時，如圖乙所示，E＝Blvsinθ.3．導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒所受安培力的方向與導(dǎo)體棒運動方向相反，導(dǎo)體棒克服安培力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．一、單選題1．如圖甲所示，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)，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)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，下列說法正確的是（

）A．在時間內(nèi)，通過邊的電流方向由到且大小保持不變B．在時間內(nèi)，通過邊的電流方向先由到后變?yōu)橛傻紺．在時間內(nèi)，圓環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流且大小保持不變D．在時間內(nèi)，圓環(huán)有擴張趨勢2．手機無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電。當(dāng)充電板內(nèi)的送電線圈通入如圖乙所示的交變電流時（電流由a流入時的方向為正），不考慮感應(yīng)線圈的自感，下列說法中正確的是（

）A．t1~t3時間內(nèi)，c點電勢始終高于d點電勢B．t1~t3時間內(nèi)，c點電勢始終低于d點電勢C．t1在時刻受電線圈中電流最強D．t2時刻受電線圈中電流為03．如圖所示，一磁鐵通過支架懸掛于電子秤上方，磁鐵的正下方有兩條光滑的固定金屬導(dǎo)軌M、N，其上有兩根可以左右自由滑動的金屬桿a、b，磁鐵在金屬導(dǎo)軌M、N、a、b組成回路中心的正上方且S極朝下，當(dāng)剪斷細(xì)線磁鐵下落時，以下說法正確的是（

）A．a(chǎn)、b桿保持靜止?fàn)顟B(tài) B．磁鐵會受到向下的吸引力C．a(chǎn)、b桿相互靠近 D．與剪斷前相比，導(dǎo)軌對電子秤的壓力變小4．麥克斯韋從場的觀點出發(fā)，認(rèn)為變化的磁場會激發(fā)感生電場。如圖甲所示，半徑為r的絕緣光滑真空管道（內(nèi)徑遠(yuǎn)小于半徑r）固定在水平面上，管內(nèi)有一質(zhì)量為m、帶電量為的小球，直徑略小于管道內(nèi)徑。真空管處在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖乙所示，規(guī)定豎直向上為正方向。時刻無初速釋放小球。下列說法正確的是（）A．俯視真空管道，感生電場的方向是逆時針B．感生電場對小球的作用力大小為C．小球繞環(huán)一周，感生電場做功為D．時刻管道對小球的作用力大小5．如圖甲所示，正方形線圈abcd內(nèi)有垂直于線圈的勻強磁場，已知線圈匝數(shù)n=10，邊長ab=1m，線圈總電阻r=1Ω，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強度隨時間的變化情況如圖乙所示。設(shè)圖示的磁場方向與感應(yīng)電流方向為正方向，則下列有關(guān)線圈的電動勢e、感應(yīng)電流i、焦耳熱Q以及ab邊的安培力F（取向下為正方向）隨時間t的變化圖像正確的是（）A． B．C． D．6．如圖所示，一根長為L的金屬棒CD在磁場方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，繞豎直軸OO1順時針（俯視）轉(zhuǎn)動，O為金屬棒與豎直軸的交點。圓錐母線與OO1夾角為30°，角速度為ω，，則金屬桿兩端的電勢差UCD為（

）A． B． C． D．7．如圖所示，整個空間中存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場B，導(dǎo)軌間距為l且足夠長，左端接阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計，現(xiàn)有一長為2l的金屬棒垂直放在導(dǎo)軌上，在金屬棒以O(shè)點為軸沿順時針方向以恒定角速度ω轉(zhuǎn)過60°的過程中（金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，電阻不計）（）A．通過定值電阻的電流方向由b到a B．轉(zhuǎn)動過程中棒兩端的電動勢大小不變C．通過定值電阻的最大電流為 D．通過定值電阻的電荷量為8．近場通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線類似一個壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大．如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，下列說法正確的是A．NFC貼紙在使用時需要另外電源供電才能使用B．穿過線圈的磁場發(fā)生變化時，線圈中的感應(yīng)電動勢為三個線圈感應(yīng)電動勢的平均值C．穿過線圈的磁場發(fā)生變化時，線圈中的感應(yīng)電動勢為三個線圈感應(yīng)電動勢之和D．垂直穿過線圈的磁場發(fā)生變化時，芯片中的電流為三個線圈內(nèi)電流之和二、解答題9．輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.64kg、邊長為L=0.8m、匝數(shù)n=10的正方形線圈abcd，線圈總電阻為R=2Ω。邊長為正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖（甲）所示。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化如圖（乙）所示，從t=0開始經(jīng)t0時間細(xì)線開始松弛，取g=10m/s2。求：（1）在0～4s內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E；（2）在前4s時間內(nèi)線圈abcd產(chǎn)生的電熱；

（3）求t0的值。10．如圖（a）所示，兩根間距為L足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置并固定，金屬棒質(zhì)量為，其電阻為r，頂端接有阻值為R的電阻。垂直導(dǎo)軌平面存在變化規(guī)律如圖（b）所示的磁場，時磁場方向垂直紙面向里。整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，在到的時間內(nèi)，金屬棒水平固定在距導(dǎo)軌頂端L處，重力加速度為g。（1）在到的時間內(nèi)，求金屬棒中感應(yīng)電流的大小和方向；（2）在到的時間內(nèi)，求電阻R上產(chǎn)生的熱量；（3）時，釋放金屬棒，求此后金屬棒運動過程中的最大速度。一、單選題1．如圖所示，在豎直向下的勻強磁場B中，將一根水平放置的金屬棒ab以某一水平速度拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平且未離開磁場區(qū)域，不計空氣阻力，下列關(guān)于金屬棒在運動過程中的說法正確的是（）A．機械能保持不變B．感應(yīng)電動勢越來越大C．a(chǎn)點電勢比b點電勢高D．所受重力的功率保持不變2．圖甲為某風(fēng)速測量裝置，可簡化為圖乙所示的模型。圓形磁場半徑為L，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里，風(fēng)推動風(fēng)杯組（導(dǎo)體棒OA代替）繞水平軸以角速度ω順時針轉(zhuǎn)動，風(fēng)杯中心到轉(zhuǎn)軸距離為2L，導(dǎo)體棒OA電阻為r，導(dǎo)體棒與彈性簧片接觸時回路中產(chǎn)生電流，接觸過程中，導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)過的圓心角為45°，圖乙中電阻阻值為R，其余電阻不計。下列說法正確的是（

）A．流過電阻R的電流方向為從左向右B．風(fēng)杯的速率為ωLC．導(dǎo)體棒與彈性簧片接觸時產(chǎn)生的電動勢為D．導(dǎo)體棒每轉(zhuǎn)動一圈，流過電阻R的電荷量為3．半徑分別為r和2r的同心半圓導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、電阻為R的導(dǎo)體棒AB置于半圓軌道上面，BA的延長線通過導(dǎo)軌的圓心O，裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中。在N、Q之間接有一阻值也為R的電阻。導(dǎo)體棒AB以角速度ω繞O順時針勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。導(dǎo)軌電阻不計，則下列說法正確的是（

）A．導(dǎo)體棒A端相等于電源正極B．導(dǎo)體棒中的電流方向為B→AC．導(dǎo)體棒AB兩端的電壓大小為D．若導(dǎo)體棒不動，要產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流，可使磁感應(yīng)強度增強二、多選題4．如圖所示，間距均為d的傾斜金屬導(dǎo)軌與水平金屬導(dǎo)軌在兩點用絕緣材料平滑連接，使和和彼此絕緣。在平面內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度為的勻強磁場，在平面存在豎直向上、磁感應(yīng)強度為的勻強磁場。在間連接一電容為C的電容器和一個自感系數(shù)為L的電感線圈，在間接一小燈泡。開始時，開關(guān)S斷開，一質(zhì)量為m、長為d的金屬棒在傾斜導(dǎo)軌上從距水平地面高為h的位置由靜止釋放，不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻及一切摩擦，已知重力加速度為g，電容器的耐壓值足夠高。則下列說法正確的是（）A．金屬棒在傾斜導(dǎo)軌上下滑時做變加速運動，在水平導(dǎo)軌上做勻減速運動B．金屬棒進(jìn)入?yún)^(qū)域后，立刻閉合開關(guān)S，此時通過L的電流最大C．金屬棒剛到達(dá)時，速度大小為D．在整個過程中，小燈泡產(chǎn)生的內(nèi)能為三、解答題5．如圖所示，有兩條不計電阻的平行光滑金屬導(dǎo)軌、，導(dǎo)軌間距L=0.5m，其中、段傾斜放置，傾斜角，，、段水平放置，兩段之間通過一小段（大小可忽略）光滑圓弧絕緣材料平滑相連，在傾斜導(dǎo)軌左端連接一電容的電容器，在N和兩端與電阻器，R=0.1Ω相連，在傾斜導(dǎo)軌、區(qū)域內(nèi)加有垂直于傾斜導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，在水平導(dǎo)軌的區(qū)域內(nèi)加有垂直水平導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，、均與導(dǎo)軌垂直，且，是質(zhì)量為3m、各邊長度均為L的開口向左的U形金屬框，已知其de邊電阻為R=0.1Ω，其余各段電阻可忽略不計，開始時緊挨導(dǎo)軌靜置于左側(cè)外，一不計電阻的質(zhì)量為m的金屬棒a緊貼從靜止釋放，使其向下滑行，越過后與U形金屬框發(fā)生碰撞，碰后粘在一起形成一個正方形導(dǎo)體框沿導(dǎo)軌穿過磁場區(qū)域。已知：m=1kg，不計一切摩擦，取重力加速度，求：（1）金屬棒a在傾斜導(dǎo)軌下滑的加速度大?。ㄌ崾荆海?；（2）de邊剛進(jìn)入磁場區(qū)域時的速度大??；（3）整個過程中電阻器R上產(chǎn)生的焦耳熱。1．（2024浙江高考題）如圖1所示，掃描隧道顯微鏡減振裝置由絕緣減振平臺和磁阻尼減振器組成。平臺通過三根關(guān)于軸對稱分布的相同輕桿懸掛在輕質(zhì)彈簧的下端O，彈簧上端固定懸掛在點，三個相同的關(guān)于軸對稱放置的減振器位于平臺下方。如圖2所示，每個減振器由通過絕緣輕桿固定在平臺下表面的線圈和固定在桌面上能產(chǎn)生輻向磁場的鐵磁體組成，輻向磁場分布關(guān)于線圈中心豎直軸對稱，線圈所