【高考總動員】2022屆高三物理一輪復習課時提升練26電磁感應現(xiàn)象-楞次定律-

課時提升練(二十六)電磁感應現(xiàn)象楞次定律(限時：45分鐘)A組對點訓練——鞏固基礎學問題組一感應電流的產(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，線圈與勻強磁場B夾角為θ＝45°.現(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉動90°，則線圈在此過程中磁通量的轉變量的大小為()圖9-1-15A．0 B.eq\r(2)BSC.eq\r(2)nBS D.無法計算【解析】設初位置時穿過線圈的磁通量為正，則初位置時：Φ1＝BSsinθ＝eq\f(\r(2),2)BS，末位置時：Φ2＝－BScosθ＝－eq\f(\r(2),2)BS，則初、末位置磁通量的轉變量的大小為：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq\r(2)BS，故B正確．【答案】B2．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖9-1-16所示連接．下列說法中正確的是()圖9-1-16A．開關閉合后，線圈A插入或拔出時都會引起電流計指針偏轉B．線圈A插入線圈B中后，開關閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉C．開關閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中心零刻度D．開關閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉【解析】開關閉合后，線圈A插入或拔出都會引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，從而使電流計指針偏轉，選項A正確；線圈A插入線圈B中后，開關閉合和斷開的瞬間，線圈B的磁通量會發(fā)生變化，電流計指針會偏轉，選項B錯誤；開關閉合后，滑動變阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動，都會導致線圈A的電流發(fā)生變化，從而引起線圈B的磁通量變化，電流計指針都會發(fā)生偏轉，選項C、D錯誤．【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)下落時產(chǎn)生感應電流B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時無感應電流C．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒D．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能不守恒【解析】由條形磁鐵磁場分布特點可知，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，沒有感應電流，圓環(huán)只受重力，則環(huán)下落時機械能守恒，故A、D錯誤，B、C正確．【答案】BC題組二楞次定律與右手定則4．兩個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，當大圓環(huán)a通上順時針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中感應電流的方向是()圖9-1-18A．順時針方向B．逆時針方向C．左半圓順時針，右半圓逆時針D．無感應電流【解析】(1)當大圓環(huán)a中電流為順時針時，圓環(huán)a內(nèi)部的磁場方向垂直紙面對里，而環(huán)外的磁場方向垂直紙面對外，但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強，圓環(huán)b的凈磁通量是垂直紙面對里且增加的；(2)由楞打算律可知圓環(huán)b中產(chǎn)生的感應電流的磁場方向應垂直紙面對外；(3)再由安培定則得出圓環(huán)b中感應電流的方向為逆時針方向，B正確．【答案】B5.如圖9-1-19所示，當磁場的磁感應強度B增加時，內(nèi)、外金屬環(huán)上的感應電流的方向應為()圖9-1-19A．內(nèi)環(huán)順時針，外環(huán)逆時針B．內(nèi)環(huán)逆時針，外環(huán)順時針C．內(nèi)、外環(huán)均為順時針D．內(nèi)、外環(huán)均為逆時針【解析】磁場增加，則穿過回路的磁通量增大，故感應電流的磁場向外，由安培定則知電流對整個電路而言應沿逆時針方向；若分開爭辯，則外環(huán)逆時針，內(nèi)環(huán)順時針，A正確．【答案】A6．(多選)如圖9-1-20所示，在勻強磁場中放有平行金屬導軌，它與大線圈M相連接，要使小線圈N獲得順時針方向的感應電流，則放在導軌上的祼金屬棒ab的運動狀況是(兩線圈共面)()圖9-1-20A．向右勻速運動 B.向左加速運動C．向右減速運動 D.向右加速運動【解析】依據(jù)右手定則和楞次定律，金屬棒向左加速運動和向右減速運動都可以使小線圈N中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，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的平面與勻強磁場垂直，現(xiàn)在金屬框固定不動而磁場運動，發(fā)覺ab邊所受安培力的方向為豎直向上，則此時磁場的運動方向可能是()圖9-1-21A．水平向右平動B．水平向左平動C．豎直向上平動D．豎直向下平動【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，磁場向右運動，A項正確，B項錯誤；當磁場上下運動時，線框內(nèi)的磁通量不變化，不產(chǎn)生感應電流，C、D項錯誤．【答案】A8．(多選)兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖9-1-22所示的勻強磁場中，在導軌上接觸良好的導體棒AB和CD可以自由滑動．當AB在外力F作用下向右運動時，下列說法中正確的是()圖9-1-22A．導體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對導體棒CD的作用力向左D．磁場對導體棒AB的作用力向左【解析】利用楞打算律，兩個導體棒與兩根金屬導軌構成閉合回路，分析出磁通量增加，結合安培定則推斷回路中感應電流的方向是B→A→C→D→B.以此為基礎，再推斷CD內(nèi)的電流方向，最終依據(jù)左手定則進一步確定AB、CD的受力方向，經(jīng)過比較可得正確選項為B、D.【答案】BDB組深化訓練——提升應考力量9．如圖9-1-23所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一個磁感應強度為B的勻強磁場圖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)生感應電流的是()A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小B．使磁感應強度B減小，θ角同時也減小C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應強度BD．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應強度B和θ角(0°<θ<90°)【解析】設此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，對A，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確；對B，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯誤；對C，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤；對D，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯誤．【答案】A10．甲、乙兩個完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO′旋轉，當它們以相同的角速度開頭轉動后，由于阻力，經(jīng)相同的時間后便停止，若將兩環(huán)置于磁感應強度為B的大小相同的勻強磁場中，乙環(huán)的轉軸與磁場方向平行，甲環(huán)的轉軸與磁場方向垂直，如圖9-1-24所示，當甲、乙兩環(huán)同時以相同的角速度開頭轉動后，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)同時停下 D.無法推斷兩環(huán)停止的先后【解析】兩環(huán)均在勻強磁場中以相同的角速度轉動，由圖可知：甲環(huán)的磁通量會發(fā)生變化，甲環(huán)的動能要轉化為電能，而乙環(huán)中無磁通量的變化，不會產(chǎn)生感應電流，故甲環(huán)先停下來，A選項正確．【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磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置恰好使MbcN構成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，從t＝0開頭，磁感應強度B隨時間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、固定的長直通電導線，二者電流大小和方向都相同．一個矩形閉合金屬線圈與A、B在同一平面內(nèi)，并且ab邊保持與通電導線平行，線圈從圖中的位置1勻速向左移動，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這一時刻，穿過線圈的磁通量為最大B．在位置2這一時刻，穿過線圈的磁通量的變化率為零C．從位置1到位置3的整個過程中，線圈內(nèi)感應電流的方向發(fā)生了變化D．從位置1到位置3的整個過程中，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均錯誤；從位置1到位置3的整個過程中，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電流的方向始終沿逆時針方向，線圈所受的磁場力的方向始終向右，故C錯誤、D正確．【答案】D13．(2022浙江部分學校聯(lián)考)如圖9-1-27所示，一矩形線框以豎直向上的初速度進入只有一條水平邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面對里，進入磁場后上升一段高度又落下離開磁場，運動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位置時的速度按時間挨次依次為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，線框從進入磁場到離開磁場的過程中，有部分機械能轉化為焦耳熱，即機械能減小，則v4<v1，D正確；而線框完全在磁場中運動時，由于磁通量不變，沒有感應電流，故線框只受重力作用，機械能守恒，則v2＝v3，B錯誤；由楞次定律可知，線框進入磁場時受到安培力方向豎直向下，重力方向豎直向下，因而做減速運動，則v1>v2，A錯誤；線框離開磁場時受到的安培力方向豎直向上，重力方向豎直向下，二者大小關系不能確定，故v3、v4大小關系也不能確定，C錯誤．【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磁場中，穿過甲的磁感應強度為B1，方向指向紙面內(nèi)，穿過乙的磁感應強度為B2，方向指向紙面外，兩個磁場可同時變化，當發(fā)覺ab邊和cd邊間有排斥力時，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B1變小，B2變大時，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里的勻強磁場中，可繞a點在紙面內(nèi)轉動；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán)；在桿轉動過程中，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動時，某時刻ab桿的位置如圖所示，則此時刻()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】當金屬桿ab順時針方向轉動時，切割磁感線，由法拉第電磁感應定律知產(chǎn)生感應電動勢，由右手定則可知將產(chǎn)生由a到b的感應電流，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，由左手定則可推斷出安培力的方向為水平向右，阻礙金屬桿的運動，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，磁感應強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，將圓環(huán)拉至位置a后