(江蘇專版)2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測(三十)電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)

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1、(江蘇專版)2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測(三十)電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析) 對點訓練:對電磁感應現(xiàn)象的理解和判斷 1.[多選]如圖所示,矩形線框abcd由靜止開始運動,若要使線框中產(chǎn)生感應電流,則線框的運動情況應該是(  ) A.向右平動(ad邊還沒有進入磁場) B.向上平動(ab邊還沒有離開磁場) C.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(ad邊還沒有轉(zhuǎn)入磁場) D.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)角不超過90°) 解析:選AD 選項A和D所描述的情況中,線框在磁場中的有效面積S均發(fā)生變化(A情況下S增大,D情況下S減小),穿過線框的磁通量均改變,由產(chǎn)生感應電流的條件知線框中會產(chǎn)生感應電流。

2、而選項B、C所描述的情況中,線框中的磁通量均不改變,不會產(chǎn)生感應電流。故選A、D。 2.(2018·瀏陽三中月考)法拉第是十九世紀電磁學領域中偉大的科學家,下列有關法拉第在電磁學領域的貢獻,不正確的是(  ) A.法拉第是電磁學的奠基者,他首先提出了場的概念 B.法拉第發(fā)現(xiàn)并總結(jié)電磁感應是由于閉合電路磁通量變化引起的 C.法拉第正確地指出電磁感應與靜電感應不同,感應電流并不是與原電流有關,而是與原電流的變化有關 D.法拉第通過科學實驗以及研究發(fā)現(xiàn)判斷感應電流方向的方法,即:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流磁通量的變化 解析:選D 法拉第是電磁學的奠基者,他首先提出了場的概念,選項

3、A正確;法拉第發(fā)現(xiàn)并總結(jié)電磁感應是由于閉合電路磁通量變化引起的,選項B正確; 法拉第正確地指出電磁感應與靜電感應不同,感應電流并不是與原電流有關,而是與原電流的變化有關,選項C正確;楞次通過科學實驗以及研究發(fā)現(xiàn)判斷感應電流方向的方法,即:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流磁通量的變化,選項D錯誤。 3.(2018·宿遷中學月考)某同學在“探究感應電流產(chǎn)生的條件”的實驗中,將直流電源、滑動變阻器、線圈A(有鐵芯)、線圈B、靈敏電流計及開關按如圖所示連接成電路。在實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)開關閉合的瞬間,靈敏電流計的指針向左偏。由此可以判斷,在保持開關閉合的狀態(tài)下(  ) A.當線圈A拔出時,靈敏

4、電流計的指針向左偏 B.當線圈A中的鐵芯拔出時,靈敏電流計的指針向右偏 C.當滑動變阻器的滑片勻速滑動時,靈敏電流計的指針不偏轉(zhuǎn) D.當滑動變阻器的滑片向N端滑動時,靈敏電流計的指針向右偏 解析:選B 開關閉合的瞬間,靈敏電流計的指針向左偏,則當磁通量增大時,指針左偏;若磁通量減小時,則右偏;當線圈A拔出,或線圈A中的鐵芯拔出時,均導致磁通量減小,因此電流計指針向右偏,故A錯誤,B正確;滑動變阻器的滑片勻速滑動,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,電流計指針要發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯誤;當滑動變阻器的滑片向N端滑動時,電阻減小,則電流增大,導致磁通量增大,因此靈敏電流計的指針向左偏,故D錯誤。 對點訓

5、練:感應電流方向的判斷 4.(2018·宿遷期末)如圖甲所示,在長直通電導線附近有一個矩形線圈ABCD,線圈與導線始終在同一平面內(nèi)。取圖示電流方向為直導線電流的正方向,當直導線通入如圖乙所示的電流時,下列說法正確的是(  ) A.在t=時刻,穿過線圈ABCD中的磁通量最大 B.在t=時刻,線圈ABCD中產(chǎn)生的感應電流最小 C.在~T時間內(nèi),線圈ABCD中感應電流方向一直沿順時針方向 D.在~T時間內(nèi),線圈ABCD中感應電流方向會發(fā)生改變 解析:選D 在t=時刻,通過直導線的電流為零,產(chǎn)生的磁場磁感應強度為零,但磁場變化最快;穿過線圈ABCD中的磁通量為零,但磁通量變化最快,感應

6、電流最大,故A、B錯誤。在~時間內(nèi),導線中通入負向且增大的電流,由安培定則知穿過線圈的磁通量向外增大,由楞次定律知感應電流沿順時針方向;在~T時間內(nèi),導線中通入負向且減小的電流,由安培定則知穿過線圈的磁通量向外減小,由楞次定律知感應電流沿逆時針方向。因此在~T時間內(nèi),感應電流方向會發(fā)生改變,故C錯誤,D正確。 5.如圖所示,一個金屬圓盤安裝在豎直的轉(zhuǎn)動軸上,置于蹄形磁鐵之間,兩塊銅片A、O分別與金屬盤的邊緣和轉(zhuǎn)動軸接觸。若使金屬盤按圖示方向(俯視順時針方向)轉(zhuǎn)動起來,下列說法正確的是(  ) A.電阻R中有Q→R→P方向的感應電流 B.電阻R中有P→R→Q方向的感應電流 C.穿過圓盤的

7、磁通量始終沒有變化,電阻R中無感應電流 D.調(diào)換磁鐵的N、S極同時改變金屬盤的轉(zhuǎn)動方向,R中感應電流的方向也會發(fā)生改變 解析:選B 圓盤轉(zhuǎn)動時,相當A、O間的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢,該半徑與R構(gòu)成閉合回路,電路中產(chǎn)生感應電流,由右手定則可知,通過電阻R的感應電流方向為:P→R→Q,故A、C錯誤,B正確;調(diào)換磁鐵的N、S極同時改變金屬盤的轉(zhuǎn)動方向,半徑的轉(zhuǎn)動方向與磁場方向同時變?yōu)橄喾捶较?,由右手定則可知,R中感應電流的方向不變,故D錯誤。 6.[多選](2018·鎮(zhèn)江期末)如圖所示,一個有界勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外。一個矩形閉合導線框abcd,沿紙面由位置1(左)水平勻速運

8、動到位置2(右)。則(  ) A.導線框進入磁場時,感應電流方向為a→d→c→b→a B.導線框離開磁場時,感應電流方向為a→b→c→d→a C.導線框完全進入磁場后,感應電流方向為a→b→c→d→a D.導線框完全進入磁場后,感應電流方向為a→d→c→b→a 解析:選AB 線框進入磁場時,磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知感應電流方向為a→d→c→b→a,故A正確;導線框離開磁場時,磁通量減小,感應電流方向為a→b→c→d→a,故B正確;導線框全部進入磁場運動時,磁通量不變,沒有感應電流產(chǎn)生,故C、D錯誤。 7.[多選]磁懸浮高速列車在我國已投入運行數(shù)年。如圖所示就是磁懸浮的原理,

9、圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導材料制成的超導圓環(huán)。將超導圓環(huán)B水平放在磁鐵A上,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中,則(  ) A.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應電流;當穩(wěn)定后,感應電流消失 B.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應電流;當穩(wěn)定后,感應電流仍存在 C.若A的N極朝上,B中感應電流的方向為順時針方向(從上往下看) D.若A的N極朝上,B中感應電流的方向為逆時針方向(從上往下看) 解析:選BC 在B放入磁場的過程中,根據(jù)楞次定律不難判斷出B中會產(chǎn)生感應電流,而因為B是超導體沒有電阻,故即使B穩(wěn)定后電磁感應現(xiàn)象消失,B中的電流也不會消失,故A錯誤,B正確;

10、根據(jù)楞次定律可知,如A的N極朝上,放入圓環(huán)B時,圓環(huán)B中的磁通量向上增大,則感應電流的磁場應向下,B中感應電流方向從上向下看應為順時針,故C正確,D錯誤。 對點訓練:三定則、一定律的綜合應用 8.[多選]如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一螺線管Q。P和Q共軸,Q中通有變化的電流i,電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為FN,則(  ) A.t1時刻,F(xiàn)N>G       B.t2時刻,F(xiàn)N>G C.t3時刻,F(xiàn)N<G D.t4時刻,F(xiàn)N=G 解析:選AD 線圈總是阻礙磁通量的變化,所以t1時刻電流增大,磁通量變大,下面線圈阻礙

11、變化,就有向下運動的趨勢,所以FN>G,故A正確;t2時刻與t4時刻無電流變化,所以t2與t4時刻FN=G,故B錯誤,D正確;t3時刻Q中沒有電流,所以t3時刻FN=G,故C錯誤。 9.[多選]如圖所示,一電子以初速v沿與金屬板平行的方向飛入兩板間。在下列哪種情況下,電子將向M板偏轉(zhuǎn)?(  ) A.開關S接通瞬間 B.斷開開關S瞬間 C.接通S后,滑動變阻器滑動觸頭向右迅速滑動 D.接通S后,滑動變阻器滑動觸頭向左迅速滑動 解析:選AD 開關S接通瞬間,穿過線圈的磁通量增加,由楞次定律知在上線圈中感應出上正下負的電動勢,電子向M板偏轉(zhuǎn),A正確;斷開開關S瞬間,穿過線圈的磁通量減少,

12、由楞次定律知在上線圈中感應出上負下正的電動勢,電子向N板偏轉(zhuǎn),B錯誤;接通S后,滑動變阻器滑動觸頭向右迅速滑動,電阻增大,電流減小,穿過線圈的磁通量減少,由楞次定律知在上線圈中感應出上負下正的電動勢,電子向N板偏轉(zhuǎn),C錯誤;接通S后,滑動變阻器滑動觸頭向左迅速滑動,電阻減小,電流增大,穿過線圈的磁通量增加,由楞次定律知在上線圈中感應出上正下負的電動勢,電子向M板偏轉(zhuǎn),D正確。 10.如圖甲,A、B為兩個相同的環(huán)形線圈,共軸并靠近放置。若A線圈中通有如圖乙所示的變化電流i(圖示方向為正),則下列說法正確的是(  ) A.在t1~t2時間內(nèi),B線圈的電流方向與A線圈的電流方向相反 B.在

13、t1~t3時間內(nèi),B線圈的電流方向一直沒有發(fā)生變化 C.t1時刻兩線圈間作用力最大 D.t2時刻兩線圈間作用力最大 解析:選B 在t1~t2時間內(nèi),線圈A的電流方向為逆時針(從左向右看)且大小減小,所以根據(jù)右手螺旋定則可判定穿過線圈B的磁通量方向向左且大小減小,由楞次定律可知,線圈B的電流為逆時針方向,因此A、B中電流方向相同,出現(xiàn)相互吸引現(xiàn)象,故A錯誤;在t2~t3時間內(nèi),線圈A的電流方向為順時針且大小增大,根據(jù)右手螺旋定則可判定穿過線圈B的磁通量方向向右且大小增大,由楞次定律可知,線圈B的電流為逆時針方向,所以在t1~t3時間內(nèi)B線圈的電流方向一直沒有發(fā)生變化,故B正確;由題意可知,

14、在t1時刻,線圈A中的電流最大,而磁通量的變化率為零,所以線圈B中的感應電流也為零,因此兩線圈間作用力為零,故C錯誤;在t2時刻,線圈A中的電流為零,而磁通量的變化率是最大的,所以線圈B中的感應電流也是最大,但A、B間的相互作用力為零,故D錯誤。 11.如圖所示,甲是閉合銅線框,乙是有缺口的銅線框,丙是閉合的塑料線框,它們的正下方都放置一薄強磁鐵?,F(xiàn)將甲、乙、丙移至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn),不計空氣阻力),則以下說法正確的是(  ) A.三者同時落地 B.甲、乙同時落地,丙后落地 C.甲、丙同時落地,乙后落地 D.乙、丙同時落地,甲后落地 解析:選D 甲是閉

15、合銅線框,乙是有缺口的銅線框,丙是閉合的塑料線框,它們的正下方都放置一薄強磁鐵,現(xiàn)將甲、乙、丙移至相同高度H處同時釋放,穿過甲線框的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應電流,甲線框在下落過程中受到向上的安培力作用,受到的合外力小于重力,甲線框向下運動的加速度小于重力加速度;乙線框不閉合,乙線框下落時產(chǎn)生感應電動勢,但沒有感應電流,不受安培力作用,乙線框做自由落體運動,加速度等于重力加速度;丙是塑料線框,下落時不產(chǎn)生感應電流,丙線框做自由落體運動,加速度等于重力加速度。由于甲、乙、丙的位移相等,初速度都為零,甲的加速度小于乙、丙的加速度,乙、丙加速度相等,因此乙、丙同時落地,甲后落地。故D正確。 考點綜合

16、訓練 12.[多選]如圖所示,勻強磁場垂直于金屬導軌平面向里,導體棒ab與導軌接觸良好,當導體棒ab在金屬導軌上做下述哪種運動時,能使閉合金屬線圈c向右擺動(  ) A.向右加速運動 B.向右減速運動 C.向左加速運動 D.向左減速運動 解析:選BD 導體棒ab向右加速運動時,ab棒中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流增加,螺線管產(chǎn)生的磁場增強,穿過環(huán)c的磁通量增大,則環(huán)c遠離螺線管,以阻礙磁通量的增加,故A錯誤;導體棒ab向右減速運動時,ab棒中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流減小,螺線管產(chǎn)生的磁場減弱,穿過環(huán)c的磁通量減小,則環(huán)c向螺線管靠近,以阻礙磁通量的減小,故B正確;導體棒ab

17、向左加速運動時,ab棒中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流增加,螺線管產(chǎn)生的磁場增強,穿過環(huán)c的磁通量增大,則環(huán)c遠離螺線管,以阻礙磁通量的增加,故C錯誤;導體棒ab向左減速運動時,ab棒中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流減小,螺線管產(chǎn)生的磁場減弱,穿過環(huán)c的磁通量減小,則環(huán)c向螺線管靠近,以阻礙磁通量的減小,故D正確。 13.如圖所示,兩根平行金屬導軌置于水平面內(nèi),導軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸,整個裝置放在勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下。現(xiàn)使磁感應強度隨時間均勻減小,ab始終保持靜止,下列說法正確的是(  ) A.a(chǎn)b中的感應電流方向由b到a B.a(chǎn)b中的感應電流

18、逐漸減小 C.a(chǎn)b所受的安培力保持不變 D.a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小 解析:選D 磁感應強度均勻減小,磁通量減小,根據(jù)楞次定律得,ab中的感應電流方向由a到b,A錯誤;由于磁感應強度均勻減小,根據(jù)法拉第電磁感應定律E=得,感應電動勢恒定,則ab中的感應電流不變,B錯誤;根據(jù)安培力公式F=BIL知,電流不變,B均勻減小,則安培力減小,C錯誤;導體棒受安培力和靜摩擦力處于平衡,f=F,安培力減小,則靜摩擦力減小,D正確。 14.如圖所示,上端開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部。不計空氣阻力,則小磁塊(  ) A.在P和Q中都做

19、自由落體運動 B.在兩個下落過程中的機械能都守恒 C.在P中的下落時間比在Q中的長 D.在P中落至底部時的速度比在Q中的大 解析:選C 當小磁塊在光滑的銅管P中下落時,由于穿過銅管的磁通量變化,導致銅管產(chǎn)生感應電流,小磁塊受到向上的安培阻力,所以小磁塊在P中做的運動不是自由落體運動;而在塑料管Q內(nèi)小磁塊沒有任何阻力,做自由落體運動,A錯誤。由A選項分析可知,在銅管P中運動的小磁塊機械能不守恒,而在塑料管的小磁塊機械能守恒,故B錯誤。在銅管P中運動的小磁塊要受到向上的安培阻力,而在塑料管Q中的小磁塊只受重力,則在P中的下落時間比在Q中的長,故C正確。 在銅管P中運動的小磁塊,因安培阻力,導致產(chǎn)生熱能,機械能減小,則落至底部時在P中的速度比在Q中的小,故D錯誤。

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