2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律練習(xí).doc

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第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) 　　時(shí)間：45分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本題共14小題，每小題6分，共84分。其中1～7為單選，8～14為多選) 1．如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是(　　) A.BS B.NBS C.BS D.NBS 答案　C 解析　磁通量與匝數(shù)無關(guān)，Φ＝BS中，B與S必須垂直。初態(tài)Φ1＝BsinθS，末態(tài)Φ2＝－BcosθS，磁通量的變化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos30－sin30)|＝BS，所以應(yīng)選C項(xiàng)。 2．如圖所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點(diǎn)作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上。在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180的過程中，線圈中電流流向(　　) A．始終由A→B→C→A B．始終由A→C→B→A C．先由A→C→B→A再由A→B→C→A D．先由A→B→C→A再由A→C→B→A 答案　A 解析　原磁場的方向垂直紙面向下，以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90的過程中，磁通量Φ減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，垂直紙面向下，由安培定則可知，感應(yīng)電流方向A→B→C→A；以O(shè)O′為軸再轉(zhuǎn)90的過程中，磁通量Φ變大，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，垂直紙面向上，由安培定則可知，感應(yīng)電流方向A→B→C→A，所以A選項(xiàng)是正確的。 3．[2017河北衡水模擬]線圈ab中的電流如圖所示，設(shè)電流從a到b為正方向，那么在0～t0這段時(shí)間內(nèi)，用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從左向右看，它的方向是(　　) A．順時(shí)針 B．逆時(shí)針 C．先順時(shí)針后逆時(shí)針 D．先逆時(shí)針后順時(shí)針 答案　A 解析　根據(jù)題意可知，當(dāng)電流從a流向b時(shí)，由右手螺旋定則可知，穿過線圈M的磁場水平向右，由于電流的減小，所以磁通量變小，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看)。后半段時(shí)間電流從b流向a，由右手螺旋定則可知，穿過鋁環(huán)M的磁場水平向左，電流增大，則磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看)，故電流方向不變，A正確。 4．[2016石家莊質(zhì)檢]法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。如圖所示，紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄，邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使圓盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(　　) A．回路中電流大小變化，方向不變 B．回路中電流大小不變，方向變化 C．回路中電流的大小和方向都周期性變化 D．回路中電流方向不變，從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表 答案　D 解析　圓盤在磁場中切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝BωR2，由右手定則判斷得a端為負(fù)極、b端為正極，所以只有D項(xiàng)正確。 5. [2017山東青島二模]如圖所示，在光滑絕緣水平面上固定一通電直導(dǎo)線，其右側(cè)有閉合圓形線圈，某時(shí)刻線圈獲得一個(gè)如圖所示的初速度v0，若通電導(dǎo)線足夠長，無限長通電直導(dǎo)線周圍某處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝k，則下列說法正確的是(　　) A．線圈中產(chǎn)生沿順時(shí)針方向的恒定電流 B．線圈中產(chǎn)生沿逆時(shí)針方向的恒定電流 C．線圈最終會(huì)以某一速度做勻速直線運(yùn)動(dòng) D．線圈最終會(huì)停下來并保持靜止 答案　C 解析　根據(jù)右手螺旋定則判斷，線圈所處的磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)題意可知，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱，線圈有遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的速度，依據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向，但由于磁場減弱，且動(dòng)能有損失，速度減小，所以線圈產(chǎn)生的不是恒定電流，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈在該平面上以速度v0沿圖示方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，將圓形線圈看作由無數(shù)小段直導(dǎo)線組成，根據(jù)左手定則知安培力合力方向垂直導(dǎo)線向左，使金屬環(huán)在垂直導(dǎo)線方向做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)垂直導(dǎo)線方向的速度減為零，線圈沿導(dǎo)線方向運(yùn)動(dòng)，磁通量不變，無感應(yīng)電流，合力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 6．如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是(　　) A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B．穿過線圈a的磁通量變小 C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 答案　D 解析　通過螺線管b的電流如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，滑片P向下滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電路電流增大，所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，線圈a中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，由右手螺旋定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，A錯(cuò)誤；由于螺線管b中的電流增大，所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，線圈a中的磁通量變大，B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，線圈a將阻礙磁通量的增大，因此，線圈a有縮小并遠(yuǎn)離的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力將增大，C錯(cuò)誤，D正確。 7.[2017福建泉州期末]水平放置的光滑絕緣桿上掛有兩個(gè)銅環(huán)M和N，通電密繞長螺線管穿過兩環(huán)，如圖所示，螺線管中部區(qū)域的管外磁場可以忽略，當(dāng)變阻器滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，兩環(huán)將(　　) A．一起向左移動(dòng) B．一起向右移動(dòng) C．相互靠攏 D．相互分離 答案　C 解析　當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，螺線管內(nèi)部、外部的磁場均增加，穿過M、N兩金屬環(huán)的水平向右的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，可以知道兩環(huán)中有相同方向的電流，同方向電流相互吸引，故兩環(huán)相靠近，所以C選項(xiàng)是正確的。 8．如圖所示，傾角為α的斜面上放置著光滑導(dǎo)軌，金屬棒KN置于導(dǎo)軌上，在以ab和cd為邊界的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。在cd左側(cè)的無磁場區(qū)域cdPM內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒KN在重力作用下從磁場右邊界ab處由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)后，則下列說法正確的是(　　) A．圓環(huán)L有收縮趨勢 B．圓環(huán)L有擴(kuò)張趨勢 C．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流變小 D．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變 答案　AC 解析　由于金屬棒KN在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，則KNMP回路中產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于軌道平面向上的磁場，隨著金屬棒向下加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的磁通量將增加，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)磁通量的增加；又由于a＝gsinα－，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的加速度減小，磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。故A、C正確。 9. [2017寧夏中衛(wèi)一模]右圖是創(chuàng)意物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作品《小熊蕩秋千》的示意圖。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。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　P向右擺動(dòng)的過程中，穿過P線圈的磁通量減小，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正確。根據(jù)電路連接可知Q下端的電流方向向外，根據(jù)左手定則，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正確，C、D錯(cuò)誤。 10．等腰三角形線框abc與長直導(dǎo)線MN絕緣，且線框被導(dǎo)線分成面積相等的兩部分，如圖甲所示，MN中通有由N流向M的電流，電流強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示，則關(guān)于線框中感應(yīng)電流的判斷正確的是(　　) A．在任何時(shí)刻線框中都無感應(yīng)電流 B．在t1時(shí)刻線框中有沿acba方向的感應(yīng)電流 C．在t2時(shí)刻線框中有沿acba方向的感應(yīng)電流 D．在t3時(shí)刻線框中有沿abca方向的感應(yīng)電流 答案　BD 解析　穿過線框的磁通量垂直紙面向里，在t1時(shí)刻時(shí)，磁通量增加，在t2時(shí)刻時(shí)，磁通量不變，在t3時(shí)刻時(shí)，磁通量減少，根據(jù)楞次定律可得B、D正確。 11．如圖所示，在赤道附近某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向。下列說法中正確的是(　　) A．若使線圈向東平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢與b點(diǎn)的電勢相同 B．若使線圈向北平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低 C．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a D．若以ad為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a 答案　AD 解析　在赤道附近的地磁場是平行地面由南指向北，當(dāng)線圈不管向哪個(gè)方向平動(dòng)，都沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，各點(diǎn)電勢相同，因此A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量不變，也沒有感應(yīng)電流，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。以ad為軸向上翻轉(zhuǎn)，磁通量增大，感應(yīng)電流磁場方向由北指向南，由安培定則可知，感應(yīng)電流的方向a→d→c→b→a，D選項(xiàng)正確。 12．如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，則可能是(　　) A．開關(guān)S閉合瞬間 B．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間 C．開關(guān)S是閉合的，滑動(dòng)變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng) D．開關(guān)S是閉合的，滑動(dòng)變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng) 答案　AC 解析　當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，由楞次定律可知，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離左邊線圈，故A正確；當(dāng)開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間，穿過右線圈的磁通量要減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M要向左運(yùn)動(dòng)靠近左邊的線圈，故B錯(cuò)誤；開關(guān)S閉合時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng)時(shí)，回路的電阻減小，回路的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，穿過右線圈的磁通量增大，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離左邊線圈，故C正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右迅速滑動(dòng)時(shí)，回路的電阻增大，回路的電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，穿過右線圈的磁通量減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M向左運(yùn)動(dòng)靠近左邊線圈，故D錯(cuò)誤。 13．如圖所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ再下落到Ⅲ位置，則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)是(　　) A．從Ⅰ→Ⅱ有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B．從Ⅰ→Ⅱ有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C．從Ⅰ→Ⅲ有先逆時(shí)針后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D．從Ⅱ→Ⅲ有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 答案　AD 解析　從Ⅰ突然縮小到Ⅱ，磁通量增大，原磁場方向豎直向上，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向豎直向下，由安培定則可知，產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，A選項(xiàng)正確，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤。從Ⅱ到Ⅲ，磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，由安培定則可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，所以D選項(xiàng)正確。 14．下圖甲中bacd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙，導(dǎo)體棒PQ始終靜止，在0～t1時(shí)間內(nèi)(　　) A．導(dǎo)體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向上 B．導(dǎo)體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向下 C．導(dǎo)體棒PQ受到的摩擦力可能一直增大 D．導(dǎo)體棒PQ受到的摩擦力可能先減小后增大 答案　CD 解析　在0～t1時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小后反向增大，穿過PQca回路的磁通量先減小后反向增大，由楞次定律可知，當(dāng)回路磁通量均勻減小時(shí)，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，回路面積有擴(kuò)大趨勢，導(dǎo)體棒PQ受到的安培力沿軌道斜面向上，安培力的大小FA＝BIL＝IL(B0－kt)，隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的減小而減小，導(dǎo)體棒PQ受到的靜摩擦力在t＝0時(shí)若沿斜面向下，則靜摩擦力隨B的減小而減小；在t＝0時(shí)若沿斜面向上，則靜摩擦力隨B的減小而增大。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B反向增大時(shí)，回路磁通量增大，回路面積有縮小的趨勢，導(dǎo)體棒PQ受到的安培力沿斜面向下，且隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增大，導(dǎo)體棒PQ受到的靜摩擦力Ff＝mgsinθ＋BIL也隨之增大。因此安培力在磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小到0之前沿斜面向上，靜摩擦力有可能沿斜面向上，也有可能沿斜面向下，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；而靜摩擦力可能先減小后增大或者一直增大，選項(xiàng)C、D正確。 二、非選擇題(本題共2小題，共16分) 15．(8分)如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場B，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有________(選填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 答案　收縮　變小 解析　ab在恒力作用下向右運(yùn)動(dòng)的過程中ab棒切割磁感線，在abdc回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生了垂直紙面向外的磁場。感應(yīng)電流的大小與ab棒的切割速度成正比，隨著ab棒不斷向右加速運(yùn)動(dòng)，穿過小圓環(huán)的磁通量不斷增大，由楞次定律可知，小圓環(huán)有收縮的趨勢。又由于ab棒速度不斷增大感應(yīng)電動(dòng)勢增大，回路中電流增大，金屬棒受到向左的安培力增大，棒ab的加速度減小，磁通量的變化率減小，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小，當(dāng)恒力F等于安培力時(shí)，棒ab開始勻速運(yùn)動(dòng)，穿過圓環(huán)的磁通量不再變化，此時(shí)環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流為零，所以環(huán)內(nèi)有變小的電流。 16．(8分)某同學(xué)在學(xué)習(xí)了感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和楞次定律之后，自己制作了一個(gè)手動(dòng)手電筒。如圖是手電筒的簡單結(jié)構(gòu)示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細(xì)銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈只可在直桿上自由滑動(dòng)，線圈兩端接一燈泡，晃動(dòng)手電筒時(shí)線圈也來回滑動(dòng)，燈泡就會(huì)發(fā)光，其中O點(diǎn)是兩磁極連線的中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱。 (1)試分析其工作原理； (2)燈泡中的電流方向是否變化。 答案　(1)磁通量變，有感應(yīng)電流　(2)變化 解析　(1)當(dāng)晃動(dòng)手電筒時(shí)，線圈來回滑動(dòng)，線圈的磁通量有變化，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與線圈相連的燈泡就會(huì)發(fā)光。 (2)線圈所在處的原磁場方向水平向左，線圈在O點(diǎn)時(shí)磁通量最小，在向左或向右移動(dòng)時(shí)，磁通量增大，在從一端經(jīng)過O點(diǎn)向另一端移動(dòng)時(shí)，磁通量先減小后增大，產(chǎn)生相反方向的感應(yīng)電流，所以燈泡中的電流方向發(fā)生變化。