【創(chuàng)新導(dǎo)學(xué)案】2021年高考物理總復(fù)習(xí)課時(shí)知能訓(xùn)練：9-1-電磁感應(yīng)現(xiàn)像-楞次定律

9-1電磁感應(yīng)現(xiàn)像楞次定律(45分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。每小題至少有一個(gè)答案正確，選不全得4分。)1．自然界的電、熱和磁等現(xiàn)像都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為查找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．奧斯特發(fā)覺(jué)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)像和磁現(xiàn)像之間的聯(lián)系B．歐姆發(fā)覺(jué)了歐姆定律，說(shuō)明白熱現(xiàn)像和電現(xiàn)像之間存在聯(lián)系C．法拉第發(fā)覺(jué)了電磁感應(yīng)現(xiàn)像，揭示了磁現(xiàn)像和電現(xiàn)像之間的聯(lián)系D．焦耳發(fā)覺(jué)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系【解析】奧斯特發(fā)覺(jué)的電流的磁效應(yīng)表明白電能生磁，A正確。歐姆定律描述了電流與電阻、電壓或電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系，焦耳定律才揭示了熱現(xiàn)像與電現(xiàn)像間的聯(lián)系，B錯(cuò)誤、D正確。法拉第發(fā)覺(jué)的電磁感應(yīng)現(xiàn)像表明白磁能生電，C正確?！敬鸢浮緽2．如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，放在導(dǎo)軌右端四周的金屬棒ab將()A．向左運(yùn)動(dòng)B．向右運(yùn)動(dòng)C．靜止不動(dòng)D．因不知道條形磁鐵的哪一端為N極，也不知道條形磁鐵是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故無(wú)法推斷【解析】在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，閉合回路的磁通量增大，故依據(jù)楞次定律——ab的運(yùn)動(dòng)要阻礙磁通量的增大，所以ab將向右運(yùn)動(dòng)，B正確?！敬鸢浮緽3．用松軟的細(xì)金屬絲彎成一個(gè)矩形閉合線框用絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)，如圖所示，若勻強(qiáng)磁場(chǎng)與線框平面垂直，開(kāi)頭時(shí)磁場(chǎng)很強(qiáng)，當(dāng)磁場(chǎng)均勻減弱時(shí)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(ΔB,Δt)＝k，k＜0))，則正確的是()A．細(xì)線可能斷掉B．線框可能斷裂C．線框可能變成圓形D．線框繞過(guò)a的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】精確?????理解“阻礙”含義，當(dāng)磁場(chǎng)減弱時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)變化，線圈面積將擴(kuò)大，而最大即為圓形，故選項(xiàng)C正確。線圈懸線拉力未變，A錯(cuò)，線圈所受磁場(chǎng)力垂直于導(dǎo)體，線框不行能斷裂，B錯(cuò)，線框繞過(guò)a的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)線框的磁通量減小，故D錯(cuò)。【答案】C4．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(kāi)頭在重力作用下運(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對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，下列推斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→QB．感應(yīng)電流的方向始終是由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【解析】在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，桿與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可推斷A、B選項(xiàng)均錯(cuò)誤；再由PQ中電流方向及左手定則可推斷D項(xiàng)對(duì)?！敬鸢浮緿5．兩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【解析】利用楞次定律。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)，再依據(jù)左手定則進(jìn)一步判定CD、AB的受力方向，經(jīng)過(guò)比較可得正確答案?！敬鸢浮緽D6如圖所示，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()A．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(wú)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(chǎng)分布特點(diǎn)可知，穿過(guò)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(guò)程中，磁通量不變，沒(méi)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?！敬鸢浮緽C7．如圖所示，閉合圓導(dǎo)線線圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)平行，其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場(chǎng)方向的兩條直徑。試分析線圈做如下運(yùn)動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)B．使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)C．使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)、沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)或以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的磁通量始終為零，不變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生；以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中的磁通量不斷變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以D選項(xiàng)正確。【答案】D8．如圖所示，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上。M與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)，N與電阻R相連。下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，通過(guò)R的電流為b到aB．當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，通過(guò)R的電流為a到bC．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，通過(guò)R的電流為b到aD．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，通過(guò)R的電流為a到b【解析】本題考查楞次定律。依據(jù)右手螺旋定則可知M線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向左，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，電阻減小，M線圈中電流增大，磁場(chǎng)增大，穿過(guò)N線圈內(nèi)的磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知N線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過(guò)R的方向?yàn)閎到a，A正確，B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S的瞬間，M線圈中的電流突然減小，穿過(guò)N線圈中的磁通量減小，依據(jù)楞次定律可知N線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍到b，C錯(cuò)誤，D正確?！敬鸢浮緼D9．如圖所示，線圈由A位置開(kāi)頭下落，在磁場(chǎng)中受到的安培力假如總小于它的重力，則它在A、B、C、D四個(gè)位置(B、D位置恰好線圈有一半在磁場(chǎng)中)時(shí)，加速度關(guān)系為()A．a(chǎn)A＞aB＞aC＞aDB．a(chǎn)A＝aC＞aB＞aDC．a(chǎn)A＝aC＞aD＞aBD．a(chǎn)A＝aC＞aB＝aD【解析】線圈在A、C位置時(shí)只受重力作用，加速度aA＝aC＝g。線圈在B、D位置時(shí)均受兩個(gè)力的作用，其中安培力向上，重力向下。由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小a＝g－eq\f(F,m)＜g。又線圈在D點(diǎn)時(shí)速度大于B點(diǎn)速度，即FD＞FB，所以aD＜aB，因此加速度的關(guān)系為aA＝aC＞aB＞aD，選項(xiàng)B正確?！敬鸢浮緽10．如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流i，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為FN，則()A．t1時(shí)刻FN>G，P有收縮的趨勢(shì)B．t2時(shí)刻FN＝G，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量最大C．t3時(shí)刻FN＝G，此時(shí)P中無(wú)感應(yīng)電流D．t4時(shí)刻FN<G，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量最小【解析】t1時(shí)刻，電流增大，由楞次定律的阻礙作用知，線圈有遠(yuǎn)離螺線管、收縮面積的趨勢(shì)，選項(xiàng)A正確；t2時(shí)刻電流不變，線圈無(wú)感應(yīng)電流，F(xiàn)N＝G，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量最大，選項(xiàng)B正確；t3時(shí)刻電流為零，但電流從有到無(wú)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，此時(shí)P中有感應(yīng)電流，但磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，F(xiàn)N＝G，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t4時(shí)刻電流不變，線圈無(wú)感應(yīng)電流，F(xiàn)N＝G，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【答案】AB二、計(jì)算題(本大題共2小題，共30分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(15分)如圖甲所示，有一面積S＝100cm2、匝數(shù)n＝100匝的閉合線圈，電阻為R＝10Ω，線圈中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖乙所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里為正方向，則(1)t1＝1s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為多少？(2)1～2s內(nèi)，通過(guò)線圈某一截面的電荷量為多少？【解析】(1)t1＝1s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為：Φ＝B1S＝0.1×100×10－4Wb＝10－3Wb。(2)1～2s內(nèi)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nSeq\f(ΔB,Δt)＝100×100×10－4×eq\f(0.2－0.1,2－1)V＝0.1V通過(guò)線圈截面的電荷量為：q＝IΔt＝eq\f(E,R)Δt＝eq\f(0.1,10)×1C＝0.01C?！敬鸢浮?1)10－3Wb(2)0.01C12．(15分)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(qiáng)磁場(chǎng)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)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形。為使M