2019年高考物理一輪復(fù)習第十章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)定律楞次定律練習

配餐作業(yè)電磁感應(yīng)定律楞次定律A組·基礎(chǔ)鞏固題1.如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是()A.eq\f(\r(3)－1,2)BS B.eq\f(\r(3)＋1,2)NBSC.eq\f(\r(3)＋1,2)BS D.eq\f(\r(3)－1,2)NBS解析Φ是標量，但有正負之分，在計算ΔΦ＝Φ2－Φ1時必須注意Φ2、Φ1的正負，要注意磁感線從線框的哪一面穿過，此題中在開始位置磁感線從線框的下面穿進，在末位置磁感線從線框的另一面穿進。若取轉(zhuǎn)到末位置時穿過線框方向為正方向，則Φ2＝eq\f(\r(3),2)BS，Φ1＝－eq\f(1,2)BS，因穿過多匝線圈的磁通量的大小與匝數(shù)無關(guān)，故ΔΦ＝eq\f(\r(3)＋1,2)BS。答案C2.(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一，如圖所示，線圈中通以一定頻率的正弦交流電，靠近待測工件時，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化。下列說法中正確的是()A．渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B．渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率C．通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力D．待測工件可以是塑料或橡膠制品解析由楞次定律可知，渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化，A項正確；類似于變壓器，渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率，B項正確；由于電流在磁場中受安培力作用，故通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力，C項正確；渦流必須是在導(dǎo)體中產(chǎn)生，故待測工件不能是塑料或橡膠制品，D項錯誤。答案ABC3.如圖所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強磁場中，可繞a點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動過程中，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點良好接觸。當桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，某時刻ab桿的位置如圖所示，則此時刻()A．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金屬桿ab順時針方向轉(zhuǎn)動時，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受到安培力的作用，由左手定則可判斷出安培力的方向為水平向右，阻礙金屬桿的運動，所以A項正確。答案A4．(多選)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．若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動D．電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射解析線圈中電流為右側(cè)流入，磁場方向為向左，在閉合開關(guān)的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，環(huán)中感應(yīng)電流由左側(cè)看為順時針，A項正確；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)的，B項正確；若將環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，C項錯誤；電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)受力仍向左，故仍將向左彈出，D項錯誤。答案AB【素養(yǎng)立意】以電磁彈射的實際問題中提煉出楞次定律應(yīng)用的物理模型，使科學(xué)、技術(shù)在實際應(yīng)用中更具體，更真實。5．(2018·皖南八校第二次聯(lián)考)如圖所示，矩形金屬線框abcd放在水平桌面上，ab邊和條形磁鐵的豎直軸線在同一豎直平面內(nèi)，現(xiàn)讓條形磁鐵沿ab邊的豎直中垂線向下運動，線框始終靜止。則下列說法正確的是()A．a(chǎn)b邊會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B．a(chǎn)b邊不會切割磁感線，因此回路中沒有感應(yīng)電流C．回路中一定有順時針方向的感應(yīng)電流D．線框有向右運動的趨勢解析雖然ab邊不會切割磁感線，但穿過線框的磁通量會發(fā)生變化，回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因不知道極性，所以不能判斷感應(yīng)電流的方向，A、B、C項均錯誤；根據(jù)“來拒去留”和對稱性可判斷線框有向右運動的趨勢，D項正確。答案D6．如圖所示，光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強磁場中，磁場方向與軌道所在平面垂直，導(dǎo)體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動，當ab由圖示位置釋放，直到滑到右側(cè)虛線位置的過程中，關(guān)于ab棒中的感應(yīng)電流情況，正確的是()A．先有從a到b的電流，后有從b到a的電流B．先有從b到a的電流，后有從a到b的電流C．始終有從b到a的電流D．始終沒有電流產(chǎn)生解析ab與被其分割開的兩個圓環(huán)構(gòu)成的回路，在ab棒運動過程中，磁通量都保持不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案D7．(2017·江蘇)如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為()A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1解析圓形磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，所以磁場的所在面積為S＝πr2，線圈a和b都包含了該磁場，所以兩個線圈的磁通量都為Φ＝BS＝Bπr2，所以有Φa∶Φb＝1∶1，故A項正確。答案A8．某同學(xué)設(shè)計了一個電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則可能是()A．開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間B．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C．保持開關(guān)S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動D．保持開關(guān)S閉合，變阻器滑片P勻速向右滑動解析若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則兩螺線管互相排斥，根據(jù)楞次定律，可能是開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間，A項正確。答案A9．(多選)如圖所示的電路中，若放在水平光滑金屬導(dǎo)軌上的ab棒突然向右移動，這可能發(fā)生在()A．閉合開關(guān)S的瞬間B．斷開開關(guān)S的瞬間C．閉合開關(guān)S后，減小滑動變阻器R的阻值時D．閉合開關(guān)S后，增大滑動變阻器R的阻值時解析閉合S瞬間，通過L2的磁感線向下，磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流方向為a→b。由左手定則知，ab受安培力方向向右，故A項正確；減小R的阻值與閉合S瞬間效果相同，故C項正確。答案ACB組·能力提升題10.(多選)如圖，M、N為兩個有一定質(zhì)量的載流超導(dǎo)線圈，M放置在水平桌面上，N懸停于M正上方。若重力加速度增大，使得N向下運動，則下列說法正確的是()A．線圈M和N中的電流繞行方向相反B．線圈N受到的作用力減小C．線圈M中的電流增大D．線圈M對桌面正壓力減小解析根據(jù)題述情境，M、N兩個線圈相互排斥，由同向電流相互吸引，反向電流相互排斥，可知線圈M和N中電流繞行方向相反，A項正確；若重力加速度增大，使得N向下運動，穿過M的磁通量增大，M中將產(chǎn)生與N中電流方向相反的感應(yīng)電流，使得線圈M中的電流增大，二者之間的排斥力增大，線圈N受到的作用力增大，線圈M對桌面的正壓力增大，B、D項錯誤，C項正確。答案AC11．兩塊水平放置的金屬板，板間距離為d，用導(dǎo)線將兩塊金屬板與一線圈連接，線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場，如圖所示。兩板間有一帶正電的油滴恰好靜止，則磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖象是()解析帶正電的油滴靜止，即所受重力與電場力平衡，兩板間為勻強電場，因此線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為恒定值，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，通過線圈的磁通量一定是均勻變化的，A、D項錯誤；油滴帶正電，故下極板電勢高于上極板電勢，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場與原磁場方向相同，由楞次定律可知，通過線圈的磁通量均勻減小，故C項正確，B項錯誤。答案C12．如圖所示，四根等長的鋁管和鐵管(其中丙中鋁管不閉合，其他兩根鋁管和鐵管均閉合)豎直放置在同一豎直平面內(nèi)，分別將磁鐵和鐵塊沿管的中心軸線從管的上端由靜止釋放，忽略空氣阻力，則下列關(guān)于磁鐵和鐵塊穿過管的運動時間的說法正確的是()甲乙丙丁A．t甲>t乙＝t丙＝t丁B．t丙＝t甲＝t乙＝t丁C．t丙>t甲＝t乙＝t丁D．t丙＝t甲>t乙＝t丁解析當磁鐵穿過閉合的金屬管時，會因穿過閉合的金屬管的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流又阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，從而阻礙了磁鐵的通過，而鐵塊或不閉合的金屬管，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，也就沒有這種阻礙作用，從而可知，A項正確。答案A13．如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO′平行，且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直。若要在線圈中產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．AB正對OO′，逐漸靠近線圈D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)解析若要在線圈中產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流，可行的做法是線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°，D項正確。答案D14．如圖所示是家庭用的“漏電保護器”的關(guān)鍵部分的原理圖，其中P是一個變壓器鐵芯，入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法，繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈，然后再接入戶內(nèi)的用電器。Q是一個脫扣開關(guān)的控制部分(脫扣開關(guān)本身沒有畫出，它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上，開關(guān)斷開時，用戶的供電被切斷)，Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的兩端a、b之間，當a、b間沒有電壓時，Q使得脫扣開關(guān)閉合，當a、b間有電壓時，脫扣開關(guān)即斷開，使用戶斷電。(1)用戶正常用電時，a、b之間有沒有電壓？(2)如果某人站在地面上，手誤觸火線而觸電，脫扣開關(guān)是否會斷開？為什么？答案(1)用戶正常用電時，a、b之間沒有電壓，因為雙線繞成的初級線圈兩根導(dǎo)線中的電流總是大小相等而方向相反的，穿過鐵芯的磁通量總為零，副線圈中不會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。(2)人站在地面上手誤觸火線，電流通過火線和人體而流向大地，不通過零線，這樣變壓器的鐵芯中就會有磁通量的變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，脫扣開關(guān)就會斷開。15．如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做