專題25-電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用(原卷版)

2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型歸納與變式演練專題25電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用【專題導(dǎo)航】目錄TOC\o"1-3"\h\u熱點(diǎn)題型一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1熱點(diǎn)題型二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法 3熱點(diǎn)題型三楞次定律推論的應(yīng)用 4“增反減同”現(xiàn)象 5“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象 6“來拒去留”現(xiàn)象 6熱點(diǎn)題型四三定則一定律的應(yīng)用 6因電生動 7“因電而動”現(xiàn)象的判斷 7【題型演練】 8【題型歸納】熱點(diǎn)題型一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況2．判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程【例1】(2018·高考全國卷Ⅰ)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路．將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是()A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動B．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動【變式1】現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法正確的()A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計(jì)指針均不會偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)【變式2】.(2019·佛山高三質(zhì)檢)如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有（） A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動【變式3】如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場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，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（） A．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時(shí)使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)熱點(diǎn)題型二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法1．用楞次定律判斷(1)楞次定律中“阻礙”的含義：2．用右手定則判斷該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個要點(diǎn)：(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心；(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動的方向；(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．【例2】（2018·全國III卷）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢（）A．在時(shí)為零B．在時(shí)改變方向C．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向【變式1】(2017·高考全國卷Ⅲ)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直．金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動，在運(yùn)動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向【變式2】(2019·貴州遵義模擬)如圖所示，在通電長直導(dǎo)線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動的閉合矩形金屬線圈P，AB在線圈平面內(nèi)．當(dāng)發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動時(shí)()A．AB中的電流減小，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流B．AB中的電流不變，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流C．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流D．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流熱點(diǎn)題型三楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化—“增反減同”阻礙相對運(yùn)動——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化——“增反減同”“增反減同”現(xiàn)象【例3】．(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象【例4】(2019·廣東廣州名校聯(lián)考)如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量減小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大“來拒去留”現(xiàn)象【例5】.(2019·綿陽模擬)兩個閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如圖所示，當(dāng)條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時(shí)，環(huán)的運(yùn)動情況是()A．兩環(huán)同時(shí)向左移動，間距增大B．兩環(huán)同時(shí)向左移動，間距變小C．兩環(huán)同時(shí)向右移動，間距變小D．兩環(huán)同時(shí)向左移動，間距不變熱點(diǎn)題型四三定則一定律的應(yīng)用1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對比基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用規(guī)律運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動因動生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律2.“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．因電生動【例6】(2019·貴州五校聯(lián)考)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，放有一與線圈D相連接的平行導(dǎo)軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運(yùn)動情況可能是 ()A．勻速向右 B．加速向左C．加速向右 D．減速向左【變式】.(多選)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運(yùn)動 B．向左做減速運(yùn)動C．向右做減速運(yùn)動 D．向右做加速運(yùn)動“因電而動”現(xiàn)象的判斷【例7】.如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動，則ab和cd棒的運(yùn)動情況是()A．a(chǎn)b向左運(yùn)動，cd向右運(yùn)動B．a(chǎn)b向右運(yùn)動，cd向左運(yùn)動C．a(chǎn)b、cd都向右運(yùn)動D．a(chǎn)b、cd保持靜止【變式】如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將()A．靜止不動B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向【題型演練】1．(2019·北京西城區(qū)期末)從1822年至1831年的近十年時(shí)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2.下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()3．物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖所示，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是 ()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同(2019·浙江寧波模擬)如圖甲所示，在同一平面內(nèi)有兩個圓環(huán)A、B，圓環(huán)A將圓環(huán)B分為面積相等的兩部分，以圖甲中A環(huán)電流沿順時(shí)針方向?yàn)檎?dāng)圓環(huán)A中的電流如圖乙所示變化時(shí)，下列說法正確的是()A．B中始終沒有感應(yīng)電流B．B中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．B中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．B中的感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向，后沿逆時(shí)針方向5.如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2，兩次運(yùn)動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)B．ΔΦ1＝ΔΦ2，兩次運(yùn)動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)C．ΔΦ1＜ΔΦ2，兩次運(yùn)動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)D．ΔΦ1＜ΔΦ2，兩次運(yùn)動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)6.(2019·湖南株洲模擬)如圖，在一根豎直放置的銅管的正上方某處從靜止開始釋放一個強(qiáng)磁體，在強(qiáng)磁體沿著銅管中心軸線穿過銅管的整個過程中，不計(jì)空氣阻力，那么()A．由于銅是非磁性材料，故強(qiáng)磁體運(yùn)動的加速度始終等于重力加速度B．由于銅是金屬材料，能夠被磁化，使得強(qiáng)磁體進(jìn)入銅管時(shí)加速度大于重力加速度，離開銅管時(shí)加速度小于重力加速度C．由于銅是金屬材料，在強(qiáng)磁體穿過銅管的整個過程中，銅管中都有感應(yīng)電流，加速度始終小于重力加速度D．由于銅是金屬材料，銅管可視為閉合回路，強(qiáng)磁體進(jìn)入和離開銅管時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在進(jìn)入和離開銅管時(shí)加速度都小于重力加速度，但在銅管內(nèi)部時(shí)加速度等于重力加速度7.如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈．當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方水平快速經(jīng)過時(shí)，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動趨勢的正確判斷是()A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向左B．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢向左C．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向右D．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢向右8.如圖所示，在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h(yuǎn)處，由靜止開始下落，最后落在水平地面上．磁鐵下落過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸．若不計(jì)空氣阻力．重力加速度為g，下列說法中正確的是()A．在磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針(從上向下看圓環(huán))B．磁鐵在整個下落過程中，受圓環(huán)對它的作用力先豎直向上后豎直向下C．磁鐵在整個下落過程中，它的機(jī)械能不變D．磁鐵落地時(shí)的速率一定等于eq\r(2gh)9.(2019·青島模擬)如圖甲所示，水平面上的平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著兩根導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒中間用絕緣絲線系?。_始時(shí)勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，I和FT分別表示流過導(dǎo)體棒中的電流和絲線的拉力(不計(jì)電流之間的相互作用力)，則在t0時(shí)刻()A．I＝0，F(xiàn)T＝0 B．I＝0，F(xiàn)T≠0C．I≠0，F(xiàn)T＝0 D．I≠0，F(xiàn)T≠010.(2019·江蘇揚(yáng)州一模)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)的。電磁驅(qū)動原理如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關(guān)S的瞬間()A．兩個金屬環(huán)都向左運(yùn)動B．兩個金屬環(huán)都向右運(yùn)動C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向11.(2019·海南嘉積模擬)電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示，現(xiàn)使磁鐵由靜止開始下落，在N極接近線圈上端的過程中，下列說法正確的是()A．流過R的電流方向是a到bB．電容器的下極板帶正電C．磁鐵下落過程中，加速度保持不變D．穿過線圈的磁通量不斷增大12.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始在重力作用下運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列判斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P