(新課標(biāo))2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)46 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律(含解析)新人教版
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1、電磁感應(yīng)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(shí)驗(yàn),如圖所示,PQ為帶有鐵芯的多匝線圈的兩個(gè)接線頭,上方是串有發(fā)光二極管的閉合線圈,當(dāng)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(dāng)PQ接恒定電流時(shí),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(huì)發(fā)光,故A項(xiàng)錯(cuò)誤; B圖當(dāng)PQ接交變電流時(shí),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(huì)發(fā)光,故B項(xiàng)正
2、確;D圖線圈磁通量沒變,因此不會(huì)發(fā)光,故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 2.(2018·常州一模)自從英國物理學(xué)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(gè)追求.如圖設(shè)想一個(gè)磁N單極子從遠(yuǎn)處沿一個(gè)閉合金屬線圈的軸線勻速通過,設(shè)從右向左觀察順時(shí)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(dāng)磁單極子靠近線圈時(shí),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(shí)針方向感應(yīng)電流; 當(dāng)磁單極子遠(yuǎn)離線圈時(shí),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(yīng)磁場方向:從右向左,再由
3、右手螺旋定則可確定感應(yīng)電流方向,從右向左看,仍是順時(shí)針方向.因此線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不變,而且逐漸增大,最后趨向每一個(gè)最大值.故C項(xiàng)正確,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)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(jì),下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實(shí)現(xiàn)的是( ) ①先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) ②S1、S2閉合后,在斷開S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) ③先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) ④S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,電流計(jì)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(dāng)后閉合S1的瞬間時(shí),通過線圈A的電流增大,導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,則指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故①正確; ②當(dāng)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(yīng)電流,在斷開S2的瞬間,當(dāng)然指針也不偏轉(zhuǎn),故②錯(cuò)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故③錯(cuò)誤; ④當(dāng)S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,因而出現(xiàn)感應(yīng)電流,故④正確, 故A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. 4.(2018·南京模擬)(多選)如圖是某同學(xué)設(shè)想的防止電梯墜落的應(yīng)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(shè)線圈,能在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)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(yīng)急避險(xiǎn)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(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí),閉合線圈A、B中電流方向相同 D.當(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí),閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落 答案 AD 解析 A項(xiàng),若電梯突然墜落,將線圈閉合時(shí),線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),可起到應(yīng)急避險(xiǎn)作用.故A項(xiàng)正確; B項(xiàng),感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),但不能阻止磁鐵的運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤; C項(xiàng),當(dāng)電梯墜落至如圖
6、位置時(shí),閉合線圈A中向上的磁場減弱,感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時(shí)針方向,B中向上的磁場增強(qiáng),感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時(shí)針方向,可知A與B中感應(yīng)電流方向相反.故C項(xiàng)錯(cuò)誤; D項(xiàng),結(jié)合A的分析可知,當(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí),閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落.故D項(xiàng)正確. 5.如圖甲為磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律,磁場方向垂直紙面,規(guī)定向里的方向?yàn)檎?,在磁場中有一?xì)金屬圓環(huán),平面位于紙面內(nèi),如圖乙所示.令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流,F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)上很小一段導(dǎo)體受到的安培力.下列說法不正確的是( ) A.I1沿逆時(shí)針方向,I2沿順時(shí)針方向 B
7、.I2沿順時(shí)針方向,I3沿順時(shí)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(xiàng),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(yīng)電流I1沿逆時(shí)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(yīng)電流I2沿順時(shí)針方向,故A項(xiàng)正確; B項(xiàng),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(yīng)電流I3沿順時(shí)針方向,故B項(xiàng)正確; C項(xiàng),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(xiàng)錯(cuò)誤; D項(xiàng),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(xiàng)正確. 6.(2018·河南學(xué)業(yè)考試)如圖所示,一個(gè)面積為2S的矩形線框abcd,水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn).現(xiàn)將線框的右半邊繞逆時(shí)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(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)前,面的磁通量為: Φ1=2BSsin30°=BS; 當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)后,整個(gè)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(xiàng)正確,A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)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(dǎo)線,并通以如圖所示的恒定電流,兩個(gè)相同的正方形線框abcd和efgh到導(dǎo)線的距離相等,兩個(gè)線框間產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象忽略不計(jì),現(xiàn)分別給兩個(gè)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(yùn)動(dòng),線框efgh做減速直線運(yùn)動(dòng) B.剛開始運(yùn)動(dòng)瞬間bc邊與eh邊所受安培力的大小相等 C.線框efgh運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流 D.線框abcd運(yùn)動(dòng)過程中a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)低 答案 AD 解析 通電直導(dǎo)線周圍
10、的磁場為非勻強(qiáng)磁場,離導(dǎo)線越近,磁場越強(qiáng),線框abcd和efgh所在位置磁場分別垂直向里和向外,abcd向下運(yùn)動(dòng),始終與導(dǎo)線的距離相等,穿過線框的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,沒有安培力,故線框abcd做勻速直線運(yùn)動(dòng),但是ab邊在切割磁感線,右手定則判斷出a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)低,線框efgh在遠(yuǎn)離導(dǎo)線的過程中,向外的磁場減弱,由楞次定律判斷產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流,并受到向左的安培力,做變減速直線運(yùn)動(dòng),故A、D兩項(xiàng)正確B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤. 8.(2018·湖北模擬)(多選)如圖,一導(dǎo)體圓環(huán)保持水平,沿一個(gè)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(dāng)圓環(huán)落至B、D兩位置時(shí)
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(jì)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(yīng)電流從上至下看為順時(shí)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(shí),圓環(huán)有收縮趨勢 D.圓環(huán)由A落至E的過程中,任意時(shí)刻加速度都小于重力加速度g 答案 AC 解析 A項(xiàng),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(yīng)電流從上至下看為順時(shí)針.故A項(xiàng)正確; B項(xiàng),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(xiàng)錯(cuò)誤; C項(xiàng),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(yīng)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(xiàng)正確; D項(xiàng),圓環(huán)在C點(diǎn)時(shí),穿過圓環(huán)的磁通量最大,此時(shí)穿過圓環(huán)的磁通量的變化率為0,沒有感應(yīng)電流,所以加速度等于g.故D項(xiàng)錯(cuò)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(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大;等離子氣流(由高溫高壓的等電量的正、負(fù)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(qiáng)磁場中.發(fā)現(xiàn)兩直導(dǎo)線a、b互相吸引,由此可以判斷,P1、P2兩極板間的勻強(qiáng)磁場的方向?yàn)? ) 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(qiáng)時(shí),
13、由楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場的方向向下,感應(yīng)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(dǎo)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(qiáng)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(gè)相同的閉合鋁環(huán)A、B被絕緣細(xì)線懸吊起來,與一個(gè)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(dòng),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(yīng)電流小于B中感應(yīng)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(kuò)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(xiàng),在S閉合瞬間,穿過兩個(gè)線圈的磁通量變化相同,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的電動(dòng)勢相等,再結(jié)合歐姆定律可知二者的感應(yīng)電流大小相等.故A項(xiàng)錯(cuò)誤; B項(xiàng),線圈中產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流,同向電流相吸,則A、B相吸,A、B之間的距離縮?。蔅項(xiàng)正確; C項(xiàng),電鍵閉合瞬間,穿過兩個(gè)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(kuò)張面積時(shí)可以阻礙磁通量的增大,所以電鍵閉合瞬間,兩環(huán)有擴(kuò)張趨勢,故C項(xiàng)正確; D項(xiàng),線圈中產(chǎn)生同
15、方向的感應(yīng)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(xiàng)錯(cuò)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(gè)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(yīng)電流沿順時(shí)針方向 B.1 s末圓環(huán)對(duì)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(kuò)張的趨勢 D.1~2 s內(nèi)和2~3 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反 答案 A 解析 A項(xiàng),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(yīng)電流沿順時(shí)針方向,故A項(xiàng)正確; B項(xiàng),1 s末金屬環(huán)中感應(yīng)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(duì)桌面的壓力等于圓環(huán)的重力,故B項(xiàng)錯(cuò)誤; C項(xiàng),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(xiàng)錯(cuò)誤; D項(xiàng),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(yīng)電流的磁場方向不變,感應(yīng)電流方向不變,故D項(xiàng)錯(cuò)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(rèn)為地磁N極與地理南極重合,在恰好位于赤道上的某實(shí)驗(yàn)室水平桌面上,放置正方形
17、閉合導(dǎo)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(diǎn)電勢比Q點(diǎn)電勢低 B.若使線框向北平移,則M點(diǎn)電勢比N點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室,地磁場的豎直分量為零. A項(xiàng),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(yīng)電流產(chǎn)生,M點(diǎn)的電勢與Q點(diǎn)的電勢相等,故A項(xiàng)錯(cuò)誤; B項(xiàng),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(yīng)電流產(chǎn)生,M點(diǎn)的電勢與N點(diǎn)的電勢相等,故B項(xiàng)錯(cuò)誤; C項(xiàng),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(yīng)電流,故C項(xiàng)錯(cuò)誤, D項(xiàng),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(yīng)電流方向?yàn)镸QPN,故D項(xiàng)正確. 13.(2018·大連一模)(多選)如圖是創(chuàng)意物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(tái)上,與兩個(gè)銅線圈P、Q組成一閉合回路,兩個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁鐵如圖放置,當(dāng)用手左右擺動(dòng)線圈P時(shí),線圈Q也會(huì)跟著擺動(dòng),仿佛小熊在蕩秋千.
19、以下說法正確的是( ) A.P向右擺動(dòng)的過程中,P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從右向左看) B.P向右擺動(dòng)的過程中,Q也會(huì)向右擺動(dòng) C.P向右擺動(dòng)的過程中,Q會(huì)向左擺動(dòng) D.若用手左右擺動(dòng)Q,P會(huì)始終保持靜止 答案 AB 解析 A項(xiàng),P向右擺動(dòng)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(shí)針方向的電流(從右向左看).故A項(xiàng)正確;B項(xiàng),P向右擺的過程中,P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)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(dòng).同理,用手左右擺動(dòng)Q,P會(huì)左右擺動(dòng).故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D也錯(cuò)誤. 14.如圖所示,在一有界勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計(jì)
20、的平行金屬導(dǎo)軌,虛線為有界磁場的左邊界,導(dǎo)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(xiàng)錯(cuò)誤;同理說明B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;導(dǎo)體棒ab勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)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(yīng)電流產(chǎn)生,則線圈N不受磁場力,沒有收縮的趨勢,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.
二、非選擇題
15.(2017·鄭州模擬)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁通量變化時(shí)感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)中,所需的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示.現(xiàn)已用導(dǎo)線連接了部分實(shí)驗(yàn)電路.
(1)請畫實(shí)線作為導(dǎo)線從箭頭1和2處連接其余部分電路;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),將L1插入線圈L2中,合上開關(guān)瞬間,觀察到檢流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這 22、個(gè)現(xiàn)象揭示的規(guī)律是________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)(多選)某同學(xué)設(shè)想使一線圈中電流逆時(shí)針流動(dòng),另一線圈中感應(yīng)電流順時(shí)針流動(dòng),可行的實(shí)驗(yàn)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.?dāng)嚅_開關(guān)
答案 (1)如圖;
(2)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(3)BC
解析 (1)本實(shí)驗(yàn)中L1與電源相連,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(yīng)現(xiàn)象,故L2應(yīng)與檢流計(jì)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(shí),閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(3)感應(yīng)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(yīng)增強(qiáng),故可以加入鐵芯或使變阻器滑片P左移.
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