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(新課標)2020高考物理一輪復習 課時作業(yè)46 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)新人教版

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1、電磁感應現(xiàn)象 楞次定律 一、選擇題 1.(2018·湖北二模)“無線電力”是電子產(chǎn)品最終擺脫“線”束縛的科研方向,物理課堂也有“隔空取電”的實驗,如圖所示,PQ為帶有鐵芯的多匝線圈的兩個接線頭,上方是串有發(fā)光二極管的閉合線圈,當下方線圈接通電源穩(wěn)定后,則能使二極管發(fā)光的是(  ) A.PQ接恒定電流      B.PQ接交變電流 C.PQ接恒定電流 D.PQ接交變電流 答案 B 解析 AC圖當PQ接恒定電流時,線圈中產(chǎn)生恒定磁場,則二極管的線圈磁通量不變,因此不會發(fā)光,故A項錯誤; B圖當PQ接交變電流時,線圈中產(chǎn)生變化磁場,則二極管的線圈磁通量變化,因此會發(fā)光,故B項正

2、確;D圖線圈磁通量沒變,因此不會發(fā)光,故D項錯誤. 2.(2018·常州一模)自從英國物理學家狄拉克提出磁單極子以來,尋找磁單極子一直是人類的一個追求.如圖設想一個磁N單極子從遠處沿一個閉合金屬線圈的軸線勻速通過,設從右向左觀察順時針方向電流為正,則和該線圈串聯(lián)的儀表中記錄到的線圈中感生電流的i-t圖像是(  ) 答案 C 解析 若N磁單極子穿過金屬線圈的過程中,當磁單極子靠近線圈時,穿過線圈中磁通量增加,且磁場方向從左向右,所以由楞次定律可知有順時針方向感應電流; 當磁單極子遠離線圈時,穿過線圈中磁通量減小,且磁場方向從右向左,所以由楞次定律可知,感應磁場方向:從右向左,再由

3、右手螺旋定則可確定感應電流方向,從右向左看,仍是順時針方向.因此線圈中產(chǎn)生的感應電流方向不變,而且逐漸增大,最后趨向每一個最大值.故C項正確,A、B、D三項錯誤. 3.如圖,兩回路中各有一開關(guān)S1、S2,且內(nèi)回路中接有電源,外回路中接有靈敏電流計,下列操作及相應的結(jié)果可能實現(xiàn)的是(  ) ①先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計指針偏轉(zhuǎn) ②S1、S2閉合后,在斷開S2的瞬間,電流計指針偏轉(zhuǎn) ③先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計指針偏轉(zhuǎn) ④S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,電流計指針偏轉(zhuǎn) A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案 D 解析?、傧乳]合S2,構(gòu)成閉

4、合電路,當后閉合S1的瞬間時,通過線圈A的電流增大,導致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應電流,則指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故①正確; ②當S1、S2閉合后,穩(wěn)定后線圈B中沒有磁通量的變化,因而線圈B中沒有感應電流,在斷開S2的瞬間,當然指針也不偏轉(zhuǎn),故②錯誤; ③先閉合S1,后閉合S2的瞬間,穿過線圈B的磁通量沒有變化,則不會產(chǎn)生感應電流,故③錯誤; ④當S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,導致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,因而出現(xiàn)感應電流,故④正確, 故A、B、C三項錯誤,D項正確. 4.(2018·南京模擬)(多選)如圖是某同學設想的防止電梯墜落的應急安全裝置,在電梯轎廂上安裝上永久磁

5、鐵,電梯的井壁上鋪設線圈,能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害.關(guān)于該裝置,說法正確的是(  ) A.若電梯突然墜落,將線圈閉合可起到應急避險作用 B.若電梯突然墜落,將線圈閉合可以使電梯懸浮在空中 C.當電梯墜落至如圖位置時,閉合線圈A、B中電流方向相同 D.當電梯墜落至如圖位置時,閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落 答案 AD 解析 A項,若電梯突然墜落,將線圈閉合時,線圈內(nèi)的磁感應強度發(fā)生變化,將在線圈中產(chǎn)生感應電流,感應電流會阻礙磁鐵的相對運動,可起到應急避險作用.故A項正確; B項,感應電流會阻礙磁鐵的相對運動,但不能阻止磁鐵的運動,故B項錯誤; C項,當電梯墜落至如圖

6、位置時,閉合線圈A中向上的磁場減弱,感應電流的方向從上向下看是逆時針方向,B中向上的磁場增強,感應電流的方向從上向下看是順時針方向,可知A與B中感應電流方向相反.故C項錯誤; D項,結(jié)合A的分析可知,當電梯墜落至如圖位置時,閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落.故D項正確. 5.如圖甲為磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律,磁場方向垂直紙面,規(guī)定向里的方向為正,在磁場中有一細金屬圓環(huán),平面位于紙面內(nèi),如圖乙所示.令I1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應電流,F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)上很小一段導體受到的安培力.下列說法不正確的是(  ) A.I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向 B

7、.I2沿順時針方向,I3沿順時針方向 C.F1方向指向圓心,F(xiàn)2方向指向圓心 D.F2方向背離圓心向外,F(xiàn)3方向指向圓心 答案 C 解析 A項,由圖甲所示可知,oa段,磁場垂直于紙面向里,穿過圓環(huán)的磁通量增加,由楞次定律可知,感應電流I1沿逆時針方向, 在ab段磁場向里,穿過圓環(huán)的磁通量減少,由楞次定律可知,感應電流I2沿順時針方向,故A項正確; B項,由圖甲所示可知,在bc段,磁場向外,磁通量增加,由楞次定律可知,感應電流I3沿順時針方向,故B項正確; C項,由左手定則可知,oa段電流受到的安培力F1方向指向圓心,ab段安培力F2方向背離圓心向外,故C項錯誤; D項,由左手定

8、則可知,ab段安培力F2方向背離圓心向外,bc段,安培力F3方向指向圓心,故D項正確. 6.(2018·河南學業(yè)考試)如圖所示,一個面積為2S的矩形線框abcd,水平放置在勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B.方向與線框平面夾角為30°角,O1、O2分別為bc邊和ad邊的中點.現(xiàn)將線框的右半邊繞逆時針旋轉(zhuǎn)90°,在這一過程中,通過線框的磁通量的變化量的大小為(  ) A.BS B.BS C.BS D.(-1)BS 答案 B 解析 當線框轉(zhuǎn)動前,面的磁通量為: Φ1=2BSsin30°=BS; 當線框轉(zhuǎn)動后,整個面的磁通量為: Φ2=BSsin30°+BScos30°=B

9、S, 磁通量變化量為:ΔΦ=Φ1-Φ2=BS 故B項正確,A、C、D三項錯誤. 7.(2018·廣西二模)(多選)水平光滑的桌面內(nèi)固定一足夠長的直導線,并通以如圖所示的恒定電流,兩個相同的正方形線框abcd和efgh到導線的距離相等,兩個線框間產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象忽略不計,現(xiàn)分別給兩個線框豎直向下和水平向右的速度v,下列判斷正確的是(  ) A.線框abcd做勻速直線運動,線框efgh做減速直線運動 B.剛開始運動瞬間bc邊與eh邊所受安培力的大小相等 C.線框efgh運動過程中產(chǎn)生順時針的感應電流 D.線框abcd運動過程中a點的電勢比b點低 答案 AD 解析 通電直導線周圍

10、的磁場為非勻強磁場,離導線越近,磁場越強,線框abcd和efgh所在位置磁場分別垂直向里和向外,abcd向下運動,始終與導線的距離相等,穿過線框的磁通量不變,不產(chǎn)生感應電流,沒有安培力,故線框abcd做勻速直線運動,但是ab邊在切割磁感線,右手定則判斷出a點的電勢比b點低,線框efgh在遠離導線的過程中,向外的磁場減弱,由楞次定律判斷產(chǎn)生順時針的感應電流,并受到向左的安培力,做變減速直線運動,故A、D兩項正確B、C兩項錯誤. 8.(2018·湖北模擬)(多選)如圖,一導體圓環(huán)保持水平,沿一個性質(zhì)勻稱的條形磁鐵軸線落下,條形磁鐵豎直固定,圓環(huán)中心始終位于磁鐵軸線上.已知當圓環(huán)落至B、D兩位置時

11、,剛好經(jīng)過磁鐵上下端截面,而C位置位于磁鐵正中.不計空氣阻力,下列說法正確的有(  ) A.圓環(huán)由A落至B的過程中,環(huán)中感應電流從上至下看為順時針 B.圓環(huán)由B落至C的過程中,圓環(huán)磁通量在減少 C.圓環(huán)落至C、D之間時,圓環(huán)有收縮趨勢 D.圓環(huán)由A落至E的過程中,任意時刻加速度都小于重力加速度g 答案 AC 解析 A項,圓環(huán)從A到B的過程中,穿過圓環(huán)的磁通量向上增加,根據(jù)楞次定律可知環(huán)中感應電流從上至下看為順時針.故A項正確; B項,圓環(huán)從B到C的過程中穿過圓環(huán)的磁通量一直增加.故B項錯誤; C項,圓環(huán)從C到D的過程中穿過圓環(huán)的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)產(chǎn)生的感應電流有

12、阻礙磁通量減小的趨勢,所以圓環(huán)有收縮趨勢.故C項正確; D項,圓環(huán)在C點時,穿過圓環(huán)的磁通量最大,此時穿過圓環(huán)的磁通量的變化率為0,沒有感應電流,所以加速度等于g.故D項錯誤. 9.(2018·山東一模)如圖所示,線圈A內(nèi)有豎直向上的磁場,磁感應強度B隨時間均勻增大;等離子氣流(由高溫高壓的等電量的正、負離子組成)由左方連續(xù)不斷的以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強磁場中.發(fā)現(xiàn)兩直導線a、b互相吸引,由此可以判斷,P1、P2兩極板間的勻強磁場的方向為(  ) A.垂直紙面向外 B.垂直紙面向里 C.水平向左 D.水平向右 答案 B 解析 線圈A中磁場的方向向上增強時,

13、由楞次定律可知,感應電流的磁場的方向向下,感應電流的方向在線圈的外側(cè)向左,電流的方向盤旋向上,所以導線a中的電流方向向下.根據(jù)同向電流相互吸引可知,b中的電流方向也向下. b中電流方向向下說明極板P1是電源的正極,則正電荷在磁場中向上偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則可知,P1、P2兩極板間的勻強磁場的方向垂直于紙面向里. 10.(2018·上海模擬)(多選)如圖所示,兩個相同的閉合鋁環(huán)A、B被絕緣細線懸吊起來,與一個螺線管共同套在圓柱形塑料桿上,他們的中心軸線重合且在水平方向上,A、B可以左右自由擺動,現(xiàn)將電鍵閉合,則下列說法中正確的是(  ) A.電鍵閉合瞬間,A中感應電流小于B中感應電流 B

14、.電鍵閉合瞬間,A、B之間的距離縮小 C.電鍵閉合瞬間,兩環(huán)有擴張趨勢 D.電鍵閉合瞬間,A環(huán)受到總的磁場力水平向左 答案 BC 解析 A項,在S閉合瞬間,穿過兩個線圈的磁通量變化相同,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知產(chǎn)生的電動勢相等,再結(jié)合歐姆定律可知二者的感應電流大小相等.故A項錯誤; B項,線圈中產(chǎn)生同方向的感應電流,同向電流相吸,則A、B相吸,A、B之間的距離縮?。蔅項正確; C項,電鍵閉合瞬間,穿過兩個線圈的磁通量增大.由于電磁鐵外邊的磁場方向與電磁鐵內(nèi)部的磁場的方向相反,兩環(huán)擴張面積時可以阻礙磁通量的增大,所以電鍵閉合瞬間,兩環(huán)有擴張趨勢,故C項正確; D項,線圈中產(chǎn)生同

15、方向的感應電流,同向電流相吸,則A、B相吸,A、B之間的距離縮?。訟環(huán)受到總的磁場力水平向右.故D項錯誤. 11.(2018·湖南模擬)如圖甲所示,絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán),在圓環(huán)的正上方放置一個螺線管,在螺線管中通入如圖乙所示的電流,電流從螺線管a端流入為正,以下說法正確的是(  ) A.從上往下看,0~1 s內(nèi)圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向 B.1 s末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力 C.0~1 s內(nèi)圓環(huán)面積有擴張的趨勢 D.1~2 s內(nèi)和2~3 s內(nèi)圓環(huán)中的感應電流方向相反 答案 A 解析 A項,0~1 s線圈中電流增大弱,產(chǎn)生的磁場增大,金屬環(huán)中磁通量增大,根

16、據(jù)楞次定律可知,從上往下看,0~1 s內(nèi)圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向,故A項正確; B項,1 s末金屬環(huán)中感應電流最大,但螺線管中電流為零,沒有磁場,與金屬環(huán)間無相互作用,所以1 s末圓環(huán)對桌面的壓力等于圓環(huán)的重力,故B項錯誤; C項,0~1 s線圈中電流增大弱,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C項錯誤; D項,1~2 s正方向電流減小,2~3 s反向電流增大,根據(jù)楞次定律,金屬環(huán)中感應電流的磁場方向不變,感應電流方向不變,故D項錯誤. 12.已知地磁場的分布類似于條形磁鐵的磁場,可以近似認為地磁N極與地理南極重合,在恰好位于赤道上的某實驗室水平桌面上,放置正方形

17、閉合導體線框MNPQ,線框的MQ邊沿南北方向,MN邊沿東西方向(如圖所示為俯視圖),下列說法正確的是(  ) A.若使線框向東平移,則M點電勢比Q點電勢低 B.若使線框向北平移,則M點電勢比N點電勢高 C.若以MQ邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為MQPN方向 D.若以MN邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為MQPN方向 答案 D 解析 赤道上的某實驗室,地磁場的豎直分量為零. A項,若使線圈向東平移,地磁場的豎直分量零,線圈中沒有磁通量,沒有感應電流產(chǎn)生,M點的電勢與Q點的電勢相等,故A項錯誤; B項,若使線圈向北平移,地

18、磁場的豎直分量零,線圈中沒有磁通量,沒有感應電流產(chǎn)生,M點的電勢與N點的電勢相等,故B項錯誤; C項,若以MQ邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,地磁場的豎直分量為零,線圈中沒有磁通量,沒有感應電流,故C項錯誤, D項,若以MN邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,線圈的磁通量增加,根據(jù)楞次定律判斷則知,線圈中感應電流方向為MQPN,故D項正確. 13.(2018·大連一模)(多選)如圖是創(chuàng)意物理實驗設計作品《小熊蕩秋千》.兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上,與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路,兩個磁性很強的條形磁鐵如圖放置,當用手左右擺動線圈P時,線圈Q也會跟著擺動,仿佛小熊在蕩秋千.

19、以下說法正確的是(  ) A.P向右擺動的過程中,P中的電流方向為順時針方向(從右向左看) B.P向右擺動的過程中,Q也會向右擺動 C.P向右擺動的過程中,Q會向左擺動 D.若用手左右擺動Q,P會始終保持靜止 答案 AB 解析 A項,P向右擺動的過程中,穿過P的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,P中有順時針方向的電流(從右向左看).故A項正確;B項,P向右擺的過程中,P中的電流方向為順時針方向,則Q下端的電流方向向外,根據(jù)左手定則知,下端所受的安培力向右,則Q向右擺動.同理,用手左右擺動Q,P會左右擺動.故B項正確,C項錯誤,D也錯誤. 14.如圖所示,在一有界勻強磁場中放一電阻不計

20、的平行金屬導軌,虛線為有界磁場的左邊界,導軌跟圓形線圈M相接,圖中線圈N與線圈M共面、彼此絕緣,且兩線圈的圓心重合,半徑RM

21、增大,線圈面積越大抵消的磁感線越多,所以線圈N要通過增大面積以阻礙磁通量的增大,故A項錯誤;同理說明B項錯誤,C項正確;導體棒ab勻速向左運動時,導體棒ab產(chǎn)生的感應電流恒定不變,線圈M產(chǎn)生的磁場恒定不變,穿過線圈N中的磁通量不變,沒有感應電流產(chǎn)生,則線圈N不受磁場力,沒有收縮的趨勢,故D項錯誤. 二、非選擇題 15.(2017·鄭州模擬)在研究電磁感應現(xiàn)象和磁通量變化時感應電流方向的實驗中,所需的實驗器材如圖所示.現(xiàn)已用導線連接了部分實驗電路. (1)請畫實線作為導線從箭頭1和2處連接其余部分電路; (2)實驗時,將L1插入線圈L2中,合上開關(guān)瞬間,觀察到檢流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這

22、個現(xiàn)象揭示的規(guī)律是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)(多選)某同學設想使一線圈中電流逆時針流動,另一線圈中感應電流順時針流動,可行的實驗操作是________. A.抽出線圈L1 B.插入軟鐵棒 C.使變阻器滑片P左移 D.斷開開關(guān) 答案 (1)如圖; (2)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中產(chǎn)生感應電流; (3)BC 解析 (1)本實驗中L1與電源相連,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使L2中的磁通量發(fā)生變化,從而使L2產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象,故L2應與檢流計相連;如答案圖所示. (2)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電路中有電流產(chǎn)生,產(chǎn)生的原因是閉合回路中磁通量發(fā)生了變化;故結(jié)論為:閉合電路中磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中產(chǎn)生感應電流. (3)感應電流的方向與原電流方向相反,則它們的磁場也一定相反,由楞次定律可知,原磁場應增強,故可以加入鐵芯或使變阻器滑片P左移. 10

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