高考物理一輪復(fù)習(xí)-第1講-電磁感應(yīng)現(xiàn)象-楞次定律

授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第355頁[A組基礎(chǔ)鞏固練]熱點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1．關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法正確的是()A．只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流B．只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流C．若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動，閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流D．當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中一定有感應(yīng)電流解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是線圈要閉合，并且穿過線圈的磁通量發(fā)生改變，故A錯誤；閉合導(dǎo)線切割磁感線，如果磁通量未發(fā)生改變則不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯誤；即使閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線的運(yùn)動，但如果閉合電路在磁場中面積改變，磁通量也改變，就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，故D正確。答案：D2．(2022·北京西城區(qū)模擬)從1822年至1831年的近十年時間里，英國科學(xué)家法拉第心系“磁生電”。在他的研究過程中有兩個重要環(huán)節(jié)：(1)敏銳地覺察并提出“磁生電”的閃光思想；(2)通過大量實(shí)驗(yàn)，將“磁生電”(產(chǎn)生感應(yīng)電流)的情況概括為五種：變化的電流、變化的磁場、運(yùn)動的恒定電流、運(yùn)動的磁鐵、在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體。結(jié)合你學(xué)過的相關(guān)知識，試判斷下列說法正確的是()A．環(huán)節(jié)(1)提出“磁生電”思想是受到了麥克斯韋電磁場理論的啟發(fā)B．環(huán)節(jié)(1)提出“磁生電”思想是為了對已經(jīng)觀察到的“磁生電”現(xiàn)象做出合理解釋C．環(huán)節(jié)(2)中五種“磁生電”的條件都可以概括為“穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化”D．環(huán)節(jié)(2)中“在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體”這種情況不符合“穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化”這一條件解析：法拉第提出“磁生電”的閃光思想是受奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場的影響，A、B錯誤；環(huán)節(jié)(2)中“磁生電”的條件由法拉第總結(jié)概括為“穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化”，C正確，D錯誤。答案：C熱點(diǎn)二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法3．(2022·北京101中學(xué)模擬)銅盤安裝在水平的銅軸上，如圖甲所示，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。閉合開關(guān)S，給銅盤一個初動能，銅盤轉(zhuǎn)動方向和所處磁場如圖乙所示，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，下列說法正確的是()A．通過圓盤平面的磁通量增加B．通過電阻R的電流方向向下C．?dāng)嚅_開關(guān)S，圓盤將減速轉(zhuǎn)動D．?dāng)嚅_開關(guān)S，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動解析：由于磁感線的條數(shù)不變，故銅盤轉(zhuǎn)動過程中，穿過銅盤的磁通量不變，故A錯誤；根據(jù)右手定則可知，電流從D流出，流向C，因此通過電阻R的電流方向向上，故B錯誤；圓盤看成無數(shù)金屬棒組成，轉(zhuǎn)動過程中切割磁感線形成電流，在磁場中的每一條金屬棒所受安培力阻礙棒的運(yùn)動，所以閉合開關(guān)S，圓盤將減速轉(zhuǎn)動，若斷開開關(guān)S，電路中沒有感應(yīng)電流，不存在安培力，那么圓盤將勻速轉(zhuǎn)動，故C錯誤，D正確。答案：D4.(2022·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識之后，做了探究性實(shí)驗(yàn)：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，線圈上方有一N極朝下豎直放置的條形磁鐵，手握磁鐵在線圈的正上方靜止，此時電子秤的示數(shù)為m0。下列說法正確的是()A．將磁鐵加速插向線圈的過程中，電子秤的示數(shù)小于m0B．將磁鐵勻速遠(yuǎn)離線圈的過程中，電子秤的示數(shù)大于m0C．將磁鐵加速插向線圈的過程中，線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時針方向(俯視)D．將磁鐵勻速插向線圈的過程中，磁鐵減少的重力勢能等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱解析：將條形磁鐵插入線圈或遠(yuǎn)離線圈的過程中，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，線圈與條形磁鐵會發(fā)生相互作用，根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插向線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互排斥，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于m0，在磁鐵遠(yuǎn)離線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互吸引，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)小于m0，A、B錯誤；根據(jù)楞次定律可判斷，將磁鐵加速插向線圈時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時針方向(俯視)，C正確；磁鐵勻速插向線圈的過程中，磁鐵受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱，D錯誤。答案：C熱點(diǎn)三楞次定律推論的應(yīng)用5．(2022·山東濰坊模擬)如圖甲所示，絕緣的水平桌面上放置一個金屬圓環(huán)，在圓環(huán)的正上方放置一個螺線管，在螺線管中通入電流如圖乙所示，電流從螺線管a端流入為正。以下說法正確的是()A．0～1s內(nèi)圓環(huán)面積有擴(kuò)張的趨勢B．1s末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力C．1～2s內(nèi)和2～3s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反D．從上往下看，0～2s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿順時針方向、后沿逆時針方向解析：0～1s內(nèi)線圈中電流增大，產(chǎn)生的磁場增大，金屬環(huán)中磁通量增大，有面積縮小趨勢，故A錯誤；螺線管中電流最大時電流變化率為0，所以1s末金屬環(huán)中感應(yīng)電流為零，螺線管與金屬環(huán)間無相互作用，所以1s末圓環(huán)對桌面的壓力等于圓環(huán)的重力，故B錯誤；1～2s內(nèi)正向電流減小，2～3s內(nèi)反向電流增大，根據(jù)楞次定律得，金屬環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向不變，感應(yīng)電流方向不變，故C錯誤；0～1s內(nèi)線圈中電流增大，產(chǎn)生的磁場增大，金屬環(huán)中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看，0～1s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，1～2s線圈中電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，金屬環(huán)中磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看，1～2s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，故D正確。答案：D熱點(diǎn)四“三定則、一定律”的綜合應(yīng)用6．(多選)(2022·山西平遙中學(xué)模擬)如圖甲所示，一個豎直固定的金屬圓環(huán)c，環(huán)面靠近并正對一個螺線管，螺線管的a、b端輸入電流如圖乙所示(規(guī)定從a端流入為正)，則下列說法正確的是()A．在0～t1時間內(nèi)，金屬環(huán)受到向右的安培力B．在t1～t2時間內(nèi)，金屬環(huán)受到向右的安培力C．在t2～t3時間內(nèi)，金屬環(huán)受到向左的安培力D．在t3～t4時間內(nèi)，金屬環(huán)受到向左的安培力解析：在0時刻螺線管中的電流為零，對金屬圓環(huán)的作用力為零，0～t1螺線管中的電流在增大，穿過金屬圓環(huán)中的磁通量也在增大，由楞次定律得，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生與螺線管中反向的電流，反向電流相互排斥，所以可知金屬圓環(huán)受到向左的安培力，故A錯誤；t1～t2時間內(nèi)，螺線管中的電流在減小，由楞次定律得，金屬圓環(huán)中的電流方向與之相同，所以金屬圓環(huán)受到吸引力，即金屬圓環(huán)受到向右的安培力，故B正確；t2～t3時間內(nèi)，電流在增大，由楞次定律得，金屬圓環(huán)中的電流方向與之相反，所以可知金屬圓環(huán)受到向左的安培力，故C正確；t3～t4時間內(nèi)，螺線管中的電流在減小，由楞次定律得，金屬圓環(huán)中的電流方向與之相同，所以金屬圓環(huán)受到吸引力，即金屬圓環(huán)受到向右的安培力，故D錯誤。答案：BC[B組綜合提能練]7．(2022·重慶巴蜀中學(xué)月考)某國產(chǎn)高端手機(jī)集成了很多高精尖技術(shù)，其中有一項(xiàng)功能尤其引人關(guān)注，即雙向無線超級快充，大大方便了人們的生活。無線正向充電原理圖如圖所示，充電底座接交流電源，對充電底座供電，充電底座內(nèi)的送電線圈可產(chǎn)生交變磁場，從而使手機(jī)內(nèi)的受電線圈產(chǎn)生交變電流，再經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)變成直流電后對手機(jī)電池充電。如圖乙所示，若在某段時間內(nèi)，磁場垂直于受電線圈平面向上穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。下列說法正確的是()A．無線充電時，手機(jī)上受電線圈的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”B．送電線圈內(nèi)的電流大小在逐漸減小C．受電線圈中感應(yīng)電流方向由c→dD．受電線圈有擴(kuò)張趨勢解析：本題以生活中的手機(jī)無線充電為背景考查互感現(xiàn)象。無線充電時，手機(jī)上受電線圈的工作原理是電磁感應(yīng)，故A錯誤；由穿過受電線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)可知，送電線圈內(nèi)的電流大小在逐漸增大，故B錯誤；由楞次定律可知，穿過受電線圈的磁場增強(qiáng)，則受電線圈中感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，即受電線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向下，再根據(jù)安培定則可知，受電線圈中感應(yīng)電流方向由c→d，故C正確；根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴(kuò)”可知，受電線圈有收縮趨勢，故D錯誤。答案：C8．(2022·廣西桂林模擬)感應(yīng)式發(fā)電機(jī)如圖所示，a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點(diǎn)，O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端，M、N是電流表的接線端?，F(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置B．將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置C．將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置D．將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置解析：當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時銅盤相當(dāng)于電源，銅盤邊緣和中心相當(dāng)于電源的兩個極，要想觀察到感應(yīng)電流，M、N應(yīng)分別連接電源的兩個極即可，B正確。答案：B9．(多選)現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備。如圖所示，上面為側(cè)視圖，上、下為電磁鐵的兩個磁極，電磁鐵線圈中電流的大小可以變化；下面為磁極之間真空室的俯視圖?，F(xiàn)有一個電子在真空室中做圓周運(yùn)動，從上往下看電子沿逆時針方向做加速運(yùn)動。則下列判斷正確的是()A．通入螺線管的電流在增強(qiáng)B．通入螺線管的電流在減弱C．電子在軌道中做圓周運(yùn)動的向心力是電場力D．電子在軌道中加速的驅(qū)動力是電場力解析：從上往下看電子沿逆時針方向做加速運(yùn)動，表明感應(yīng)電場沿順時針方向，圖示電磁鐵螺線管電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向上，根據(jù)楞次定律和安培定則得，當(dāng)磁場正在增強(qiáng)時，產(chǎn)生的感應(yīng)電場沿順時針方向，故A正確，B錯誤；電子所受感應(yīng)電場力方向沿切線方向，電子在軌道中做加速圓周運(yùn)動是由電場力驅(qū)動的，故C錯誤，D正確。答案：AD10.(多選)(2022·廣西百校大聯(lián)考)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關(guān)于該裝置，下列說法正確的是()A．當(dāng)電梯突然墜落時，該安全裝置可起到阻礙電梯下落的作用B．當(dāng)電梯突然墜落時，該安全裝置可使電梯停在空中C．當(dāng)電梯墜落至圖示位置時，閉合線圈A、B中的電流方向相同D．當(dāng)電梯墜落至圖示位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落解析：若電梯突然墜落，將線圈閉合時，線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙相對運(yùn)動，可起到應(yīng)急避險的作用，故A正確；感應(yīng)電流會阻礙相對運(yùn)動，但不能阻止運(yùn)動，故B錯誤；當(dāng)電梯墜落至題圖所示位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上向下看是沿逆時針方向，B中向上的磁場增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上向下看是沿順時針方向，可知A與B中的感應(yīng)電流方向相反，故C錯誤；結(jié)合A的分析可知，當(dāng)電梯墜落至題圖所示位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D正確。答案：AD11.(多選)(2022·山東青島一模)如圖所示，距地面h高處水平放置間距為L的兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端接有電動勢為E的電源，質(zhì)量為m的金屬桿靜置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，空間有豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)將開關(guān)S閉合，一段時間后金屬桿從導(dǎo)軌右端水平飛出，測得其水平射程為d，下列說法正確的是()A．金屬桿離開導(dǎo)軌前做勻變速直線運(yùn)動B．金屬桿離開導(dǎo)軌前做非勻變速直線運(yùn)動C．電源消耗的電能為eq\f(mdE,BL)eq\r(\f(g,2h))D．從閉合開關(guān)到金屬桿剛要落地時，金屬桿受到的沖量為meq\r(2gh＋\f(gd2,2h))解析：本題考查單金屬桿與電源串聯(lián)模型。開關(guān)S閉合后，金屬桿受向右的安培力而做加速運(yùn)動，隨速度的增加，金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢逐漸變大，因?yàn)榇烁袘?yīng)電動勢與原電源電動勢反向，可知電路中電流減小，金屬桿受到的安培力減小，則金屬桿離開導(dǎo)軌前做非勻變速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤，B正確；金屬桿做平拋運(yùn)動的初速度v＝deq\r(\f(g,2h))，由動量定理得Beq\x\to(I)LΔt＝mv，又q＝eq\x\to(I)Δt，電源消耗的電能E電＝Eeq\x\to(I)t＝Eq＝eq\f(Emd,BL)eq\r(\f(g,2h))，選項(xiàng)C正確；金屬桿落地時的速度v′＝eq\r(v2＋2gh)＝eq\r(\f(d2g,2h)＋2gh)，從閉合開關(guān)到金屬桿剛要落地時，根據(jù)動量定理可知，金屬桿受到的沖量I＝mv′＝meq\r(2gh＋\f(gd2,2h))，選項(xiàng)D正確。答案：BCD12．(多選)(2022·廣東廣州模擬)如圖所示，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根初速度為零、質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路。一個質(zhì)量為M的條形磁鐵從a處由靜止下落，當(dāng)下落到b處時，磁鐵的速度為v0，兩個導(dǎo)體棒的速度均為v。重力加速度為g，a、b之間的高度為h，不計(jì)空氣阻力，在磁鐵從a到b的下落過程中，以下說法不正確的是()A．因?yàn)镻、Q中的感應(yīng)電流方向相反，故P、Q之間的安培力為斥力，P、Q將相互遠(yuǎn)離B．P、Q受到的安培力方向豎直向下C．回路中產(chǎn)生的熱量為Mg