【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測(cè)33 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律

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1、 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十三)　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 高考常考題型：選擇題＋計(jì)算題 1．(2011·海南高考)自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系 B．歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說(shuō)明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系 C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系 D．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 2．(2013·泰安模擬)一個(gè)金屬薄圓盤(pán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列做法中能使圓盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)

2、 A．圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) B．圓盤(pán)以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) C．圓盤(pán)在磁場(chǎng)中向右勻速平移 D．勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加 3.如圖1所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，放在導(dǎo)軌右端附近的金屬棒ab將(　　) A．向左運(yùn)動(dòng) B．向右運(yùn)動(dòng) 圖1 C．靜止不動(dòng) D．因不知道條形磁鐵的哪一端為N極，也不知道條形磁鐵是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故無(wú)法判斷 4．(2012·海南高考)如圖2，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬環(huán)中穿過(guò)。現(xiàn)將環(huán)從

3、位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ。設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T(mén)1和T2，重力加速度大小為g，則(　　) A．T1>mg，T2>mg B．T1mg，T2mg 5．(2012·淮安模擬)如圖3所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無(wú)摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中。若因磁場(chǎng)的變化，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度(　　) A．方向向下并減小

4、 圖3 B．方向向下并增大 C．方向向上并增大 D．方向向上并減小 6．(2012·上海浦東期末)一足夠長(zhǎng)的銅管豎直放置，將一截面與銅管的內(nèi)截面相同，質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端放入管內(nèi)，不考慮磁鐵與銅管間的摩擦，磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度(　　) A．越來(lái)越大 B．逐漸增大到一定值后保持不變 C．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小，到一定值后保持不變 D．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小到一定值，之后在一定區(qū)間變動(dòng) 7．(2012·北京高考)物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖4，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一

5、金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)。閉合開(kāi)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)試驗(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 圖4 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 8.如圖5所示，在兩個(gè)沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，分別放入兩個(gè)完全一樣的水平金屬圓盤(pán)a和b。它們可以繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，用導(dǎo)線通過(guò)電刷把它們相連。當(dāng)圓盤(pán)a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(　　) A．圓盤(pán)b總是與a沿相同方向轉(zhuǎn)動(dòng) B．圓盤(pán)b總是與a沿相反方向

6、轉(zhuǎn)動(dòng) 圖5 C．若B1、B2同向，則a、b轉(zhuǎn)向相同 D．若B1、B2反向，則a、b轉(zhuǎn)向相同 9. (2012·上海調(diào)研)如圖6所示，A為水平放置的膠木圓盤(pán)，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤(pán)面平行，其軸線與膠木盤(pán)A的軸線OO′重合。現(xiàn)使膠木盤(pán)A由靜止開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則(　　) A．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大 圖6 B．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小 C．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的

7、趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小 D．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大 10.如圖7所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q B．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直桿向左

8、 D．PQ受磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右 11.如圖8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，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。 圖8 12.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線

9、方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖9所示，從ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，到線框離開(kāi)磁場(chǎng)為止。 (1)畫(huà)出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象； 圖9 (2)判斷線框中有無(wú)感應(yīng)電流。若有，答出感應(yīng)電流的方向。 答 案 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十三) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 1．選ACD　奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)表明了電能生磁，A正確。歐姆定律描述了電流與電阻、電壓或電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系，焦耳定律才揭示了熱現(xiàn)象與電現(xiàn)象間的聯(lián)系，B錯(cuò)誤、D正確。法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明了磁能生電，C正確。 2．選BD　圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)和在磁場(chǎng)中

10、勻速平移，都不會(huì)使其磁通量發(fā)生變化，故不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A、C錯(cuò)誤；圓盤(pán)繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)或磁場(chǎng)均勻增加，都會(huì)使圓盤(pán)中的磁通量發(fā)生變化，故有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B、D正確。 3．選B　在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，閉合回路的磁通量增大，故根據(jù)楞次定律——ab的運(yùn)動(dòng)要阻礙磁通量的增大，所以ab將向右運(yùn)動(dòng)，B正確。 4．選A　環(huán)從位置Ⅰ釋放下落，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)，環(huán)中磁通量都變化，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，磁鐵阻礙環(huán)下落，磁鐵對(duì)圓環(huán)有向上的作用力。根據(jù)牛頓第三定律，圓環(huán)對(duì)磁鐵有向下的作用力，所以T1>mg，T2>mg，選項(xiàng)A正確。 5．選AD　因磁場(chǎng)變化，發(fā)生電磁

11、感應(yīng)現(xiàn)象，桿ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而使桿ab受到磁場(chǎng)力的作用，并發(fā)生向右運(yùn)動(dòng)。ab向右運(yùn)動(dòng)，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢(shì)，說(shuō)明原磁場(chǎng)的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，與方向向上、向下無(wú)關(guān)。故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。 6．選B　質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端放入管內(nèi)，下落時(shí)銅管內(nèi)磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅管受到向下的安培力作用且逐漸變大，由牛頓第三定律知磁鐵受向上的安培力作用，當(dāng)安培力逐漸增大到等于磁鐵的重力時(shí)保持不變，磁鐵向下勻速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確。 7．選D　金屬套環(huán)跳起的原因是開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電線圈上的電流相互作用而引起的。無(wú)論實(shí)驗(yàn)用交流電還是直流電，閉

12、合開(kāi)關(guān)S瞬間，金屬套環(huán)都會(huì)跳起。如果套環(huán)是塑料材料做的，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。所以答案是D。 8．選D　當(dāng)圓盤(pán)a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流流入b盤(pán)中，在磁場(chǎng)中由于受安培力b盤(pán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。但若不知B1、B2的方向關(guān)系則b盤(pán)與a盤(pán)的轉(zhuǎn)向關(guān)系將無(wú)法確定。故A、B錯(cuò)。設(shè)B1、B2同向且向上。a盤(pán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則由右手定則可知a盤(pán)中的感應(yīng)電流由a→a′，b盤(pán)受力將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)，同理可判定D項(xiàng)正確。 9．選B　使膠木盤(pán)A由靜止開(kāi)始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬環(huán)B內(nèi)磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小，選項(xiàng)B正

13、確。 10．選BD　在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中，桿與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷B項(xiàng)對(duì)；再由PQ中電流方向及左手定則可判斷D項(xiàng)對(duì)。 11．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＝ 12．解析：(1)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中磁通量均勻地增加，完全進(jìn)入以后磁通量不變，之后磁通量均勻減小，如圖所示。 (2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，磁通量增加，由楞次定律得電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?；線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流；線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，磁通量減小，由楞次定律得電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉? 答案：見(jiàn)解析 5