2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 作業(yè)43 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律（含解析）

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1、作業(yè)43　電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 6 一、選擇題 1．如圖43－1所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成θ＝30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過(guò)程中磁通量的改變量的大小是(　　) 圖43－1 A.BS B.NBS C.BS D.NBS 解析：磁通量與匝數(shù)無(wú)關(guān)，Φ＝BS中，B與S必須垂直．初態(tài)Φ1＝Bsinθ·S，末態(tài)Φ2＝－Bcosθ·S，磁通量的變化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos30°－sin30°)|＝BS，故選C項(xiàng)． 答案：C 圖43－

2、2 2．(2019年貴州遵義航天中學(xué)模擬)如圖43－2所示，在通電長(zhǎng)直導(dǎo)線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動(dòng)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(dòng)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?lè)较虻碾娏? 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?lè)较虻碾娏? 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?lè)较虻碾娏? 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?lè)较虻碾娏? 解析：根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線框所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，若直導(dǎo)線中的電流增大，穿過(guò)線框的磁通量增大，根據(jù)楞次定律得到：線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)?/p>

3、向．根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線框所受安培力指向線框內(nèi)，由于靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)強(qiáng)，則安培力較大．遠(yuǎn)離導(dǎo)線磁場(chǎng)弱，則安培力較小．因此線圈離開(kāi)AB直導(dǎo)線，即向右擺動(dòng)，反之產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，向左擺動(dòng)，故C正確． 答案：C 圖43－3 3．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方，N極朝下，如圖43－3所示．在磁鐵N極遠(yuǎn)離線圈上端的過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) A．從b到a，下極板帶正電 B．從a到b，下極板帶正電 C．從b到a，上極板帶正電 D．從a到b，上極板帶正電 解析：當(dāng)磁鐵N極向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下穿過(guò)線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感

4、應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即向下，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤(pán)旋而上，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過(guò)R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電，故選D. 答案：D 4．如圖43－4所示，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，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(wú)初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中(　　) 圖43－4 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．感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針再順時(shí)針 D．感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針 解析：在豎直虛線左側(cè)，圓環(huán)向右擺時(shí)磁通量增加，由楞次定律可判斷，感應(yīng)

5、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?；擺過(guò)豎直虛線時(shí)，環(huán)中磁通量左減右增相當(dāng)于方向向外的增大，因此感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?；在豎直虛線右側(cè)向右擺動(dòng)時(shí)，環(huán)中磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向，可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍虼酥挥蠥項(xiàng)正確． 答案：A 5．如圖43－5(甲)所示，一矩形金屬線圈abcd垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)并固定于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)是變化的，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象如圖43－5(乙)所示，則線圈的ab邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖象是(規(guī)定向右為安培力F的正方向)(　　) 圖43－5 解析：在0～1 s內(nèi)由(乙)圖可知磁場(chǎng)均勻減小，

6、所以產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢(shì)，恒定電流，據(jù)F安＝BIL，B均勻減小，所以F安也均勻減小，因此D是錯(cuò)誤的；因?yàn)?～1 s內(nèi)磁場(chǎng)減小，線圈的磁通量減小，線圈abcd有擴(kuò)張的趨勢(shì)，所以ab受向左的安培力，向左為負(fù)，所以B是錯(cuò)誤的；1～2 s內(nèi)磁場(chǎng)均勻增加，磁通量增加，線圈有收縮的趨勢(shì)，ab受向右安培力，向右為正，所以C錯(cuò)誤，A正確． 答案：A 6．(2019年河北衡水模擬)線圈ab中的電流如圖43－6所示，設(shè)電流從a到b為正方向，那么在0～t0這段時(shí)間內(nèi)，用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從左向右看，它的方向是(　　) 圖43－6 A．順時(shí)針　　　　　　　　B.逆時(shí)針 C．先順時(shí)針后逆時(shí)針

7、 D.先逆時(shí)針后順時(shí)針 解析：根據(jù)題意可知，當(dāng)電流從a流向b時(shí)，由安培定則可知，穿過(guò)線圈M的磁場(chǎng)水平向右，由于電流的減小，所以磁通量變小，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看)．后半段時(shí)間電流從b流向a，由安培定則可知，穿過(guò)鋁環(huán)M的磁場(chǎng)水平向左，電流增大，則磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看)，故電流方向不變，A正確． 答案：A 圖43－7 7．(多選)閉合銅環(huán)與閉合金屬框相接觸放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖43－7所示，當(dāng)銅環(huán)向右移動(dòng)時(shí)(金屬框不動(dòng))，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．銅環(huán)內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因?yàn)榇磐繘](méi)有發(fā)生變化 B

8、．金屬框內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因?yàn)榇磐繘](méi)有發(fā)生變化 C．金屬框ab邊中有感應(yīng)電流，因?yàn)榛芈穉bfgea中磁通量增加了 D．銅環(huán)的半圓ehf中有感應(yīng)電流，因?yàn)榛芈積hfcde中的磁通量減少 解析：當(dāng)銅環(huán)移動(dòng)，導(dǎo)致線圈abfgea與dcfhed閉合電路磁通量發(fā)生變化，從而出現(xiàn)感應(yīng)電流，由楞次定律可知，線圈abfgea磁通量增加，感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较?，而線圈dcfhed的磁通量減小，感應(yīng)電流是順時(shí)針?lè)较?，故C、D正確． 答案：CD 圖43－8 8．(2019年長(zhǎng)沙重點(diǎn)高中測(cè)試)(多選)MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)MN、GH所

9、在的平面，如圖43－8所示，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由a到c到d到b B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a C．若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路電流為零 D．若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩棒速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a 解析：若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，由右手定則知應(yīng)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，故A正確；若ab、cd同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相同，ab、cd所圍的面積不變，磁通量不變，則不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)；若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc

10、中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，故C錯(cuò)；若ab、cd均向右運(yùn)動(dòng)，且vcd>vab，則ab、cd所圍的面積增大，磁通量也增大，則產(chǎn)生由c到d到b到a的電流，故D正確． 答案：AD 圖43－9 9．(2019年安徽巢湖四校期末聯(lián)考)(多選)如圖43－9所示，通電螺線管N置于閉合金屬環(huán)M的軸線上，當(dāng)N中的電流突然減小，則(　　) A．環(huán)M有縮小的趨勢(shì) B．環(huán)M有擴(kuò)張的趨勢(shì) C．螺線管N有縮短的趨勢(shì) D．螺線管N有伸長(zhǎng)的趨勢(shì) 解析：對(duì)通電螺線管，當(dāng)通入的電流突然減小時(shí)，螺線管每匝間的相互吸引力也減少，所以匝間距增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；對(duì)金屬環(huán)，穿過(guò)的磁通量也隨之減少，由楞次定律知，只有減小

11、面積才能阻礙磁通量的減少，金屬環(huán)有縮小的趨勢(shì)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：AD 10．(2019年安徽蚌埠二中模擬)(多選)如圖43－10是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B(構(gòu)成電磁鐵)，線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合回路．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖43－10 A．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B中產(chǎn)生與圖示方向相同的感應(yīng)電流 B．閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流 C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，電磁鐵會(huì)繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時(shí)間 D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，彈簧K立即將銜鐵D拉起 解析：由題意可知，閉合S后，線圈A中產(chǎn)生磁場(chǎng)，穿過(guò)線圈B的磁通量要增加

12、，根據(jù)楞次定律推論“增反減同”，結(jié)合安培定則可知，B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤，B正確；斷開(kāi)S，回路電流減小，鐵芯中磁場(chǎng)減小，由楞次定律，線圈B產(chǎn)生圖示方向的電流，減緩磁場(chǎng)減小的趨勢(shì)，電磁鐵會(huì)繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時(shí)間，故C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BC 11．(多選)如圖43－11所示裝置中，cd桿原來(lái)靜止．當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)(　　) 圖43－11 A．向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向右加速運(yùn)動(dòng) C．向左加速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng) 解析：ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab中感應(yīng)電流恒定，L1中磁通量不變，穿過(guò)L2的磁通量不變，L2中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，

13、cd保持靜止，A錯(cuò)誤；ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2中的磁通量向下增大，通過(guò)cd的電流方向向下，cd向右移動(dòng)，B正確；同理可得C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 12．(多選)如圖43－12所示，傾角為α的斜面上放置著光滑導(dǎo)軌，金屬棒KN置于導(dǎo)軌上，在以ab和cd為邊界的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．在cd左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdPM內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)．當(dāng)金屬棒KN在重力作用下從磁場(chǎng)右邊界ab處由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)后，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖43－12 A．圓環(huán)L有收縮趨勢(shì) B．圓環(huán)L有擴(kuò)張趨勢(shì) C．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流變小

14、 D．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變 解析：由于金屬棒KN在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，則KNMP回路中產(chǎn)生俯視逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于軌道平面向上的磁場(chǎng)，隨著金屬棒向下加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的磁通量將增加，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)磁通量的增加；又由于a＝gsinα－，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的加速度減小，磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減?。蔄、C正確． 答案：AC 二、非選擇題 13．如圖43－13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MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化？請(qǐng)推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式． 圖43－13 解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過(guò)線圈平面的磁通量不發(fā)生變化 在t＝0時(shí)刻，穿過(guò)線圈平面的磁通量 Φ1＝B0S＝B0l2 設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，此時(shí)磁通量為 Φ2＝Bl(l＋vt) 由Φ1＝Φ2得B＝. 答案：B＝ 7