（浙江選考）2020版高考物理一輪復習 第21講 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律夯基提能作業(yè)本.docx

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第21講　電磁感應現(xiàn)象 A組　基礎題組 1.在法拉第時代,下列驗證“由磁產生電”設想的實驗中,能觀察到感應電流的是(　　) A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化 C.將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化 答案　D　將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,因線圈中的磁通量沒有發(fā)生變化,故不能觀察到感應電流,選項A不符合題意;在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈時,如果通電線圈通以恒定電流,產生穩(wěn)定的磁場,則在另一線圈中不會產生感應電流,選項B不符合題意;在線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表時,磁通量已不再變化,因此也不能觀察到感應電流,選項C不符合題意;繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,在給一個線圈通電或斷電的瞬間,線圈產生的磁場發(fā)生變化,使穿過另一線圈的磁通量發(fā)生變化,因此,能觀察到感應電流,選項D符合題意。 2.如圖所示,矩形導線框abcd處于豎直面內,直導線MN與bc邊平行且與線框平面共面,并通以向上的電流i,則以下情況不能使線框中產生感應電流的是(　　) A.線框以直導線MN為軸轉動 B.線框以ad邊為軸轉動 C.線框沿線框平面向右平移 D.增大直導線中的電流i 答案　A通電直導線產生的磁場磁感線是以直導線為圓心的同心圓,線框以直導線MN為軸轉動,穿過線圈的磁通量不變,線框中不產生感應電流,故A正確;以ad邊為軸轉動,穿過線框的磁通量減小,線框中產生感應電流,故B錯誤;讓線框沿線框平面向右平移,穿過線圈的磁通量減小,線框中產生感應電流,故C錯誤;增大直導線中的電流i,磁場增強,穿過線框的磁通量增大,線框中產生感應電流,故D錯誤。 3.如圖所示,在條形磁鐵外面套一圓環(huán),當圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中,穿過圓環(huán)的磁通量如何變化(　　) A.逐漸增加 B.逐漸減少 C.先逐漸增加,后逐漸減少 D.先逐漸減少,后逐漸增大 答案　C　條形磁鐵外部兩極處磁場最強,而中間位置磁場最弱,穿過圓環(huán)的總磁通量的大小變化可通過條形磁鐵內外磁感線條數(shù)的差值來表示,即在兩極處磁通量最小,而在中間時磁通量最大,所以圓環(huán)由N極向下平移到S極的過程中,磁通量先逐漸增大后逐漸減小,選項C正確,A、B、D錯誤。 4.如圖所示,閉合線圈abcd水平放置,其面積為S,匝數(shù)為n,線圈與勻強磁場B夾角為θ=45?，F(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉動90,則線圈在初、末位置磁通量的改變量的大小為(　　) A.0 B.2BS C.2nBS D.無法計算 答案　B　設初位置時穿過線圈的磁通量為正,則初位置時Φ1=BS sin θ=22BS,末位置時 Φ2=-BS cos θ=-22BS,則初、末位置磁通量的改變量的大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS,故B正確。 5.如圖所示,磁場方向垂直于紙面,磁感應強度大小在豎直方向均勻分布,水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絕緣細線懸掛于O點。將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放,圓環(huán)擺到右側最高點b,不計空氣阻力。在圓環(huán)從a擺向b的過程中(　　) A.感應電流方向先是逆時針方向,再順時針方向,后逆時針方向 B.感應電流方向一直是逆時針方向 C.安培力方向始終與速度方向相反 D.安培力方向始終沿水平方向 答案　AD　由楞次定律及安培定則知,感應電流方向先是逆時針方向,再順時針方向,后逆時針方向,A正確,B錯誤;根據(jù)左手定則,因等效導線是沿豎直方向的,且兩邊的磁感應強度不同,故合力方向始終沿水平方向,和速度方向會有一定夾角,C錯誤,D正確。 6.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,如圖所示?，F(xiàn)使磁鐵N極遠離線圈上端的過程中,流過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 答案　D　當磁鐵N極向上運動時,向下穿過線圈的磁通量變小,由楞次定律可得,感應磁場方向與原磁場方向相同,即向下,再由安培定則可得感應電流方向沿線圈盤旋而上,由于線圈相當于電源,則流過R的電流方向是從a到b,電容器上極板帶正電。故選D。 7.如圖,一條形磁鐵用線懸掛于0點,在O點的正下方固定放置一水平的金屬圓環(huán)l?，F(xiàn)使磁鐵沿豎直平面來回擺動,則(　　) A.在一個周期內,圓環(huán)中感應電流方向改變二次 B.磁鐵始終受到感應電流磁場的斥力作用 C.磁鐵所受感應電流磁場的作用力有時是阻力,有時是動力 D.磁鐵所受感應電流磁場的作用力始終是阻力 答案　D　在一個周期內,穿過線圈的磁通量先增大,后減小,再增大,最后又減小,穿過線圈磁場方向不變,磁通量變化趨勢改變,感應電流方向發(fā)生改變,因此在一個周期內,感應電流方向改變4次,故A錯誤;根據(jù)楞次定律可知,磁鐵靠近圓環(huán)時受到斥力作用,遠離圓環(huán)時受到引力作用,故B錯誤;由楞次定律可知,感應電流總是阻礙磁鐵的相對運動,感應電流對磁鐵的作用力總是阻力,故D正確,C錯誤。 8.(多選)某一金屬圓環(huán)處于勻強磁場中,環(huán)面垂直于磁場,如圖甲所示。磁感應強度隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示。取磁場垂直于環(huán)面向里為正方向,則下列說法正確的是(　　) A.0~t2時間內,環(huán)中感應電動勢先減小后增大 B.t1~t3時間內,環(huán)中感應電流方向先沿順時針方向后沿逆時針方向 C.0~t4時間內,金屬環(huán)一共出現(xiàn)兩次收縮趨勢,兩次擴張趨勢 D.t2~t4時間內,環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小 答案　AC　0~t2時間內,磁感應強度的變化率先變小后變大,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,環(huán)中的感應電動勢先減小后增大,故A正確;根據(jù)楞次定律及安培定則,t1~t3時間內,環(huán)中感應電流方向一直沿順時針方向,故B錯誤;當磁感應強度增大時,根據(jù)楞次定律可知,金屬環(huán)有收縮的趨勢,當磁感應強度減小時,金屬環(huán)有擴張趨勢,從圖像可以看出,0~t4時間內,金屬環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢,兩次擴張趨勢,故C正確;由于t2、t4兩個時刻,磁感應強度為零,因此環(huán)上某一段受到的安培力為零,在t3時刻,感應電動勢為零,感應電流為零,因此環(huán)上某一段受到的安培力也為零,因此t2~t4時間內,環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小,再變大然后再變小,故D錯誤。 B組　提升題組 1.如圖所示,框架面積為S,框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直,則穿過平面的磁通量的情況是(　　) A.在如圖所示位置時等于零 B.若使框架繞OO轉過60角,磁通量為12BS C.若從初始位置轉過90角,磁通量為BS D.若從初始位置轉過180角,磁通量變化為零 答案　B　在題圖所示的位置時,磁感線與線框平面垂直,Φ=BS,當線框繞OO軸轉過60時,Φ=BS⊥=BScos 60=12BS。轉過90時,磁感線與線框平面平行,Φ=0。線框轉過180時,磁感線仍然垂直穿過線框,只不過穿過方向改變了,因而ΔΦ=2BS。綜上所述,B正確。 2.如圖所示,勻強磁場垂直圓形線圈指向紙內,a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點,現(xiàn)用外力在上述四點將線圈拉成正方形,且線圈仍處在原先所在平面內,則在線圈發(fā)生形變的過程中　(　　) A.線圈中將產生abcda方向的感應電流 B.線圈中將產生adcba方向的感應電流 C.線圈中感應電流方向無法判斷 D.線圈中無感應電流 答案　A　周長一定時,圓形的面積最大。本題線圈面積變小,磁通量變小,有感應電流產生。由楞次定律可知線圈中將產生順時針方向的感應電流。故A正確。 3.如圖所示,一個矩形線圈與兩條通有相同大小電流的平行直導線處于同 一平面,并且處在兩導線的中央,則(　　) A.兩導線電流同向時,穿過線圈的磁通量為零 B.兩導線電流反向時,穿過線圈的磁通量為零 C.兩導線電流同向或反向,穿過線圈的磁通量都相等 D.兩導線電流產生的磁場是不均勻的,不能判定穿過線圈的磁通量是否為零 答案　A　根據(jù)安培定則,兩導線電流同向時,它們在線圈處產生的磁場反向,穿過線圈的磁通量為零;兩導線電流反向時,它們在線圈處產生的磁場同向,穿過線圈的磁通量不為零,故選項A正確。 4.如圖所示,線圈兩端與電阻相連構成閉合回路,在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中(　　) A.通過電阻的感應電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互排斥 B.通過電阻的感應電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互排斥 C.通過電阻的感應電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互吸引 D.通過電阻的感應電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互吸引 答案　B　當磁鐵向下運動時,穿過線圈的磁通量變大,原磁場方向向上,所以感應磁場方向向下,根據(jù)右手螺旋定則,通過電阻的電流方向為b→a。根據(jù)楞次定律“來拒去留”可判斷線圈對磁鐵的作用是阻礙作用,故磁鐵與線圈相互排斥。綜上所述:線圈中感應電流通過電阻的方向為b→a,磁鐵與線圈相互排斥。B正確。 5.(多選)航母上飛機彈射起飛所利用的電磁驅動原理如圖所示。當固定線圈上突然通過直流電時,線圈左側的金屬環(huán)被彈射出去?，F(xiàn)在線圈左側同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),電阻率ρ銅<ρ鋁。則合上開關S的瞬間(　　) A.從右側看,環(huán)中產生沿逆時針方向的感應電流 B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力 C.若將金屬環(huán)置于線圈右側,環(huán)將向右彈射 D.電池正、負極調換后,金屬環(huán)仍能向左彈射 答案　BCD　閉合開關S的瞬間,金屬環(huán)中向右的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,從右側看,環(huán)中產生沿順時針方向的感應電流,A錯誤;由于電阻率ρ銅<ρ鋁,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),銅環(huán)中產生的感應電流大于鋁環(huán)中產生的感應電流,由安培力公式可知,銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力,B正確;若將金屬環(huán)置于線圈右側,則閉合開關S的瞬間,環(huán)將向右彈射,C正確;電池正、負極調換后,同理可以得出金屬環(huán)仍能向左彈射,D正確。 6.(多選)如圖所示,水平銅圓盤與沿其軸線的豎直金屬桿固定連接,并可一同繞圓盤中心軸線自由轉動。a接線柱通過導線與金屬桿連通,b接線柱通過電刷與圓盤邊緣接觸良好,方向豎直向下的勻強磁場穿過整個圓盤,則(　　) A.若使圓盤沿圖示方向轉動,b接線柱處電勢高、a接線柱處電勢低 B.若使圓盤沿圖示方向轉動,a接線柱處電勢高、b接線柱處電勢低 C.若使a接電源正極、b接電源負極,圓盤將沿圖示方向轉動 D.若使b接電源正極、a接電源負極,圓盤將沿圖示方向轉動 答案　BC　若使圓盤沿圖示方向轉動,根據(jù)右手定則可知感應電流由圓盤邊緣流向豎直金屬桿;而切割磁感線的導體相當于電源,在電源內部電流從低電勢處流向高電勢處,則a接線柱處電勢高,b接線柱處電勢低,選項A錯誤,選項B正確;若a接電源正極、b接電源負極,電流從金屬桿流向圓盤邊緣,根據(jù)左手定則可知,圓盤在安培力作用下將沿圖示方向轉動,選項C正確;若b接電源正極、a接電源負極,電流從圓盤邊緣流向金屬桿,根據(jù)左手定則,圓盤在安培力作用下將沿與圖示方向相反的方向轉動,選項D錯誤。 7.如圖,傾角為α的斜面上放置著光滑平行導軌,導軌下端連有一定值電阻R,金屬棒KN垂直放置于導軌上,在abcd內存在有界勻強磁場B,磁場方向垂直斜面向上,在無磁場區(qū)域cdPM內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)也放置在斜面上。當金屬棒KN在重力作用下從磁場邊界ab處由靜止開始沿導軌向下運動后,下列說法正確的是(　　) A.圓環(huán)有收縮趨勢 B.圓環(huán)有擴張趨勢 C.圓環(huán)內產生的感應電流變大 D.圓環(huán)內產生的感應電流不變 答案　A　由于金屬棒KN在重力的作用下向下運動,則KNMP回路中產生逆時針方向(垂直斜面向下看)的感應電流,則在圓環(huán)處產生垂直于斜面向上的磁場,隨著金屬棒做加速運動,圓環(huán)的磁通量將增大,依據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量增大;又由于金屬棒沿導軌向下運動的加速度減小,單位時間內磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)中產生的感應電流不斷減小,A正確。