山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練31 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 新人教版.docx

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課時(shí)規(guī)范練31　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練 1.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象)(2018廣東珠海質(zhì)檢)如圖所示,一個(gè)金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如圖中箭頭所示方向的感應(yīng)電流,下列方法可行的是(　　) A.僅使勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大 B.僅使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動(dòng)30 C.僅使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動(dòng)30 D.保持圓環(huán)水平并僅使其繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng) 答案A 解析原磁場(chǎng)的方向向上,圓環(huán)中順時(shí)針(從上向下看)方向的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,與原磁場(chǎng)的方向相反,所以穿過(guò)圓環(huán)的磁通量應(yīng)增大。僅使勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)產(chǎn)生順時(shí)針(從上向下看)方向的感應(yīng)電流,選項(xiàng)A正確;僅使圓環(huán)繞水平軸ab或cd按題圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)30,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針(從上向下看)方向的感應(yīng)電流,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;保持圓環(huán)水平并僅使其繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量保持不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象)(2018廣東佛山質(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(guò)線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng) C.使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D.使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng) 答案D 解析在A、B、C三種情況下,穿過(guò)線圈a的磁通量始終為零,因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A、B、C錯(cuò)誤;選項(xiàng)D中,當(dāng)線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。 3.(楞次定律的理解及應(yīng)用)(2018四川綿陽(yáng)一診)大小不等的兩個(gè)導(dǎo)電圓環(huán)P、Q均固定于水平桌面,Q環(huán)位于P環(huán)內(nèi)。在兩環(huán)間的范圍內(nèi)存在方向豎直向下、大小隨時(shí)間均勻增強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,則(　　) A.Q環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.Q環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.P環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D.P環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 答案D 解析由楞次定律可知P環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,Q環(huán)內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 4.(楞次定律的理解及應(yīng)用)(2018重慶一中模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過(guò)時(shí),線圈始終保持不動(dòng)。則關(guān)于線圈在此過(guò)程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況,以下判斷正確的是(　　) A.FN先大于mg,后小于mg B.FN一直大于mg C.Ff先向左,后向右 D.線圈中的電流方向始終不變 答案A 解析當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量增加,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈受到磁鐵的安培力作用,根據(jù)楞次定律可知,線圈受到的安培力斜向右下方,則線圈對(duì)桌面的壓力增大,即FN大于mg,線圈相對(duì)桌面有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),受到桌面向左的靜摩擦力。當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量減小,同理,根據(jù)楞次定律可知,線圈受到的安培力斜向右上方,則線圈對(duì)桌面的壓力減小,即FN小于mg,線圈相對(duì)桌面有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),受到桌面向左的靜摩擦力。綜上可知,FN先大于mg,后小于mg,Ff始終向左,故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤,A正確;當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí),穿過(guò)線圈向下的磁通量增加,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是逆時(shí)針方向;當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí),穿過(guò)線圈向下的磁通量減小,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是順時(shí)針方向,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5.(多選)(“三個(gè)定則、一個(gè)定律”的綜合應(yīng)用)(2018陜西寶雞一模)如圖所示,兩個(gè)條形磁鐵的N和S相向水平放置,一豎直放置的矩形線框從兩個(gè)磁鐵之間正上方自由落下,并從兩磁鐵中間穿過(guò)。下列關(guān)于線框受到安培力及從右向左看感應(yīng)電流方向說(shuō)法正確的是(　　) A.感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針方向,后順時(shí)針方向 B.感應(yīng)電流方向先順時(shí)針方向,后逆時(shí)針方向 C.安培力方向一直豎直向上 D.安培力方向先豎直向上,后豎直向下 答案BC 解析由圖可知,磁感線向左向右,則中間磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,而向兩邊越來(lái)越小,故在線圈從高處下落過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量一直向右,且先增大后減小,則由楞次定律可知,感應(yīng)電流先順時(shí)針后逆時(shí)針,故B正確,A錯(cuò)誤;產(chǎn)生的感應(yīng)電流一直阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),故安培力一定一直豎直向上,故C正確,D錯(cuò)誤。 6.(多選)(“三個(gè)定則、一個(gè)定律”的綜合應(yīng)用)(2018河北石家莊二中期中)如圖所示,M為水平放置的橡膠圓盤,在其外側(cè)面均勻地帶有負(fù)電荷。在M正上方用絲線懸掛一個(gè)閉合鋁環(huán)N,鋁環(huán)也處于水平面中,且M盤和N環(huán)的中心在同一條豎直線O1O2上。現(xiàn)讓橡膠圓盤由靜止開始繞O1O2軸按圖示方向逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.鋁環(huán)N對(duì)橡膠圓盤M的作用力方向豎直向下 B.鋁環(huán)N對(duì)橡膠圓盤M的作用力方向豎直向上 C.鋁環(huán)N有擴(kuò)大的趨勢(shì),絲線對(duì)它的拉力增大 D.鋁環(huán)N有縮小的趨勢(shì),絲線對(duì)它的拉力減小 答案AD 解析橡膠圓盤M由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng),形成環(huán)形電流,環(huán)形電流的大小增大;橡膠圓盤,在其外側(cè)面均勻地帶有負(fù)電荷,根據(jù)右手螺旋定則知,磁通量向下,且增大,根據(jù)楞次定律的另一種表述,引起的機(jī)械效果阻礙磁通量的增大,知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢(shì),且有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以絲線的拉力減小,根據(jù)牛頓第三定律可知,鋁環(huán)N對(duì)橡膠圓盤M的作用力方向豎直向下,故選項(xiàng)A、D正確,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。 素養(yǎng)綜合練 7.(2018湖北武漢期末)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖所示,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過(guò)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(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路,經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn),線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是(　　) A.線圈接在了直流電源上 B.電源電壓過(guò)高 C.所選線圈的匝數(shù)過(guò)多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同 答案D 解析無(wú)論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電,閉合開關(guān)S的瞬間,穿過(guò)套環(huán)的磁通量均增加,只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體,套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,套環(huán)就會(huì)跳起。如果套環(huán)是用塑料做的,則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,也就不會(huì)受安培力作用而跳起。選項(xiàng)D正確。 8.(多選)(2018湖南長(zhǎng)沙模擬)磁懸浮高速列車在我國(guó)上海已投入運(yùn)行數(shù)年。如圖所示就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)。將超導(dǎo)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(chǎng)的過(guò)程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流消失 B.在B放入磁場(chǎng)的過(guò)程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流仍存在 C.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從上往下看) D.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向(從上往下看) 答案BC 解析在B放入磁場(chǎng)的過(guò)程中,穿過(guò)B的磁通量增加,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,因?yàn)锽是超導(dǎo)體,沒有電阻,所以感應(yīng)電流不會(huì)消失,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;若A的N極朝上,在B放入磁場(chǎng)的過(guò)程中,磁通量增加,根據(jù)楞次定律可判斷B中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 9.(多選)(2018福建廈門大學(xué)附中二模)已知無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線周圍某處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k,式中常量k>0,I為電流強(qiáng)度,r為該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離。如圖所示,將通以恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線固定在光滑絕緣水平面上,某一時(shí)刻,金屬環(huán)在該平面上以速度v0沿圖示方向運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.此時(shí),金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向 B.此后,金屬環(huán)可能沿圖示v0方向做直線運(yùn)動(dòng),直到速度減為零 C.此后,金屬環(huán)可能一直做曲線運(yùn)動(dòng) D.此后,金屬環(huán)先做曲線運(yùn)動(dòng),再做勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案AD 解析根據(jù)右手螺旋定則,環(huán)所處的磁場(chǎng)方向向里,因無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線周圍某處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k,則離導(dǎo)線越遠(yuǎn)的,磁場(chǎng)越弱,依據(jù)楞次定律可知,環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,A正確;當(dāng)環(huán)在該平面上以速度v0沿圖示方向運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流,出現(xiàn)安培阻力,從而阻礙其運(yùn)動(dòng),由于安培阻力與速度方向不共線,因此做曲線運(yùn)動(dòng),當(dāng)環(huán)的速度方向與通電導(dǎo)線電流方向相平行時(shí),則環(huán)中的磁通量不再變化,那么沒有感應(yīng)電流,因此環(huán)不受力的作用,則做勻速直線運(yùn)動(dòng),BC錯(cuò)誤;D正確。 10.(2018湖南株洲第二次質(zhì)檢)如圖,沿東西方向站立的兩同學(xué)(左西右東)做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn):把一條長(zhǎng)導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)(零刻度在表盤中央)的兩個(gè)接線柱上,形成閉合回路,然后迅速搖動(dòng)MN這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí),“繩”中電流最大 B.當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí),“繩”受到的安培力最大 C.當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí),N點(diǎn)電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高 D.搖“繩”過(guò)程中,靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向不變 答案C 解析當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí),繩轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與地磁場(chǎng)方向平行,不切割磁感線,感應(yīng)電流最小,故A錯(cuò)誤。當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí),繩轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與地磁場(chǎng)方向平行,不切割磁感線,感應(yīng)電流最小,繩受到的安培力也最小,故B錯(cuò)誤。當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí),地磁場(chǎng)向北,根據(jù)右手定則判斷可知,“繩”中N點(diǎn)電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高,故C正確。在搖“繩”過(guò)程中,當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)和向上運(yùn)動(dòng)時(shí),“繩”切割磁感線的方向變化,則感應(yīng)電流的方向變化,即靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向改變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。 11.(多選)(2018江西仿真模擬)如圖甲,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng),以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)( 　　) A.在t1~t2時(shí)間內(nèi),L有收縮趨勢(shì) B.在t2~t3時(shí)間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢(shì) C.在t2~t3時(shí)間內(nèi),L內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D.在t3~t4時(shí)間內(nèi),L內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 答案AD 解析L收縮還是擴(kuò)張取決于螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的變化情況,t1~t2磁通量的變化率增大,感應(yīng)電流變大,abcd線框內(nèi)磁通量變大,L有收縮的趨勢(shì),A選項(xiàng)正確;t2~t3時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率為常數(shù),產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變,abcd線框內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,L沒有電流,也就沒有擴(kuò)張趨勢(shì),B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,t3~t4時(shí)間內(nèi)由于螺線管內(nèi)磁通量變化引起的感應(yīng)電流在線框中為dcba方向并減小,L線圈中原磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小減小,根據(jù)楞次定律得L中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,D選項(xiàng)正確。 12.(多選)(2018河北承德月考)如圖所示,一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成“”形,通以直流電I,正中間用強(qiáng)度很大的絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi),在電流I增大的過(guò)程中,下列敘述正確的是(　　) A.金屬環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線中拉力變大 D.金屬環(huán)C將左右擺動(dòng) 答案BC 解析AB.根據(jù)安培定則知,彎曲成“”形導(dǎo)線中電流的磁場(chǎng)方向?yàn)?垂直紙面向里,且大小增加。由楞次定律可知,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故A錯(cuò)誤,B正確;C.根據(jù)左手定則可知,安培力的方向指向圓心,由于彎曲成“”形導(dǎo)線,所以金屬環(huán)所在的區(qū)域上部分的磁場(chǎng)比較大,下部分的磁場(chǎng)比較小,環(huán)的上部分受到的向下的安培力比較大,因此導(dǎo)致掛環(huán)的拉力增大,但環(huán)仍處于靜止?fàn)顟B(tài),故C正確,D錯(cuò)誤,故選BC。