(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測(三十二)電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)

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1、(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測(三十二)電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)1.(2019石家莊調(diào)研)1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路,B線圈與開關S及電流計G組成另一個回路。如圖所示,通過多次實驗,法拉第終于總結出產(chǎn)生感應電流的條件。關于該實驗下列說法正確的是()A閉合S的瞬間,G中有ab的感應電流B閉合S的瞬間,G中有ba的感應電流C閉合S后,R的滑片向左移動的過程,G中有ab的感應電流D閉合S后,R的滑片向左移動的過程,G中有ba的感應電流解析:選D在滑片不動的情況下,線圈A中通過的是恒定電流,產(chǎn)生的磁場是恒定的,所

2、以線圈B中不產(chǎn)生感應電流,選項A、B錯誤;在向左移動滑片的過程中,線圈A中電流減小,即線圈B處于逐漸減弱的磁場中,由安培定則和楞次定律知,電流表中的電流從b到a,故選項C錯誤,D正確。2.物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖所示,她把一個帶鐵芯的線圈L、開關S和電源用導線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關S的瞬間,套環(huán)立刻跳起。某同學另找來器材再探究此實驗。他連接好電路,經(jīng)重復實驗,線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗,下列四個選項中,導致套環(huán)未動的原因可能是()A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同解析:

3、選D無論實驗用的是交流電還是直流電,閉合開關S的瞬間,穿過套環(huán)的磁通量均增加,只要套環(huán)的材料是導體,套環(huán)中就能產(chǎn)生感應電流,套環(huán)就會跳起。如果套環(huán)是用塑料做的,則不能產(chǎn)生感應電流,也就不會受安培力作用而跳起。選項D正確。3.如圖所示,豎直放置的條形磁鐵中央,有一閉合金屬彈性圓環(huán),條形磁鐵中心線與彈性環(huán)軸線重合。現(xiàn)將彈性圓環(huán)均勻向外擴大,下列說法中正確的是()A穿過彈性圓環(huán)的磁通量增大B從上往下看,彈性圓環(huán)中有順時針方向的感應電流C彈性圓環(huán)中無感應電流D彈性圓環(huán)受到的安培力方向沿半徑向外解析:選B將彈性圓環(huán)均勻向外擴大,圓環(huán)中磁通量減小,根據(jù)楞次定律,從上往下看,彈性圓環(huán)中有順時針方向的感應電流

4、,選項B正確,A、C錯誤。由左手定則可判斷出,彈性圓環(huán)受到的安培力方向沿半徑向里,選項D錯誤。4.(2018麗水調(diào)研)如圖所示,絕緣光滑水平面上有兩個離得很近的導體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(不到達該平面),a、b將如何移動()Aa、b將相互遠離Ba、b將相互靠近Ca、b將不動D無法判斷解析:選A根據(jù)BS,磁鐵向下移動過程中B增大,所以穿過每個環(huán)中的磁通量都增大,a、b中產(chǎn)生同方向的感應電流,兩環(huán)間有斥力作用,所以a、b將相互遠離。選項A正確。5.(2018西安摸底)如圖所示,矩形閉合線圈abcd豎直放置,OO是它的對稱軸,通電直導線AB與OO平行,且AB、OO所在平面與線圈平面

5、垂直。若要在線圈中產(chǎn)生abcda方向的感應電流,可行的做法是()AAB中電流I逐漸增大BAB中電流I先增大后減小CAB正對OO,逐漸靠近線圈D線圈繞OO軸逆時針轉動90(俯視)解析:選D選項A、B、C中通過線圈的磁通量始終為零,故不能產(chǎn)生感應電流,A、B、C錯誤;選項D中,線圈繞OO軸逆時針轉動90,AB與線圈平面平行,線圈中的磁通量增加,且磁感線垂直向里穿過線圈,根據(jù)楞次定律可判斷感應電流方向為abcda,D正確。6.如圖,圓環(huán)形導體線圈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變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動,下列說法中正

6、確的是()A線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應電流B穿過線圈a的磁通量變小C線圈a有擴張的趨勢D線圈a對水平桌面的壓力FN將增大解析:選D若將滑動變阻器的滑片P向下滑動,螺線管中電流增大,由安培定則知穿過線圈a的磁場方向向下且增強,所以磁通量增大,故B錯誤。由楞次定律知線圈a產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應電流,故A錯誤。從面積變化角度看“增縮減擴”,所以面積應減小,即線圈a有收縮的趨勢,故C錯誤。由于線圈a電流方向與螺線管中電流方向相反,由電流相互作用規(guī)律“同向電流相吸,異向電流相斥”可知線圈a對水平桌面的壓力FN將增大,故D正確。7.(2019株洲模擬)如圖所示,在一根豎直放置的銅管的正上方某處從

7、靜止開始釋放一個強磁體,在強磁體沿著銅管中心軸線穿過銅管的整個過程中,不計空氣阻力,那么()A由于銅是非磁性材料,故強磁體運動的加速度始終等于重力加速度 B由于銅是金屬材料,能夠被磁化,使得強磁體進入銅管時加速度大于重力加速度,離開銅管時加速度小于重力加速度C由于銅是金屬材料,在強磁體穿過銅管的整個過程中,銅管中都有感應電流,加速度始終小于重力加速度D由于銅是金屬材料,銅管可視為閉合回路,強磁體進入和離開銅管時產(chǎn)生感應電流,在進入和離開銅管時加速度都小于重力加速度,但在銅管內(nèi)部時加速度等于重力加速度解析:選C銅是非磁性材料,不能夠被磁化,B錯誤;銅是金屬材料,在強磁體穿過銅管的整個過程中,銅管

8、始終切割磁感線,銅管中都有感應電流,強磁體受到向上的磁場力,加速度始終小于重力加速度,C正確,A、D錯誤。8(多選)如圖,光滑平行金屬導軌固定在水平面上,左端由導線相連,導體棒垂直靜置于導軌上構成回路。在外力F作用下,回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運動。在勻速運動過程中外力F做功WF,磁場力對導體棒做功W1,磁鐵克服磁場力做功W2,重力對磁鐵做功WG,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導體棒獲得的動能為Ek。則() AW1QBW2W1QCW1Ek DWFWGEkQ解析:選BCD由能量守恒定律可知:磁鐵克服磁場力做功W2,等于回路的電能,電能一部分轉化為內(nèi)能,另一部分轉化為導體棒的機械能,所以W2 W1

9、Q,故A錯誤,B正確;以導體棒為對象,由動能定理可知,磁場力對導體棒做功W1Ek,故C正確;外力對磁鐵做功與重力對磁鐵做功之和為回路中的電能,也等于焦耳熱和導體棒的動能,故D正確。9.如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導線間距。兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若()A金屬環(huán)向上運動,則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向B金屬環(huán)向下運動,則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向C金屬環(huán)向左側直導線靠近,則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向D金屬環(huán)向右側直導線靠近,則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向解析:選D當金屬環(huán)上下移動時,穿過環(huán)的磁通量

10、不發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律,沒有感應電流產(chǎn)生,選項A、B錯誤;當金屬環(huán)向左移動時,穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向外且增強,根據(jù)楞次定律可知,環(huán)上產(chǎn)生順時針方向的感應電流,故選項C錯誤;當金屬環(huán)向右移動時,穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向里且增強,根據(jù)楞次定律可知,環(huán)上產(chǎn)生逆時針方向的感應電流,故選項D正確。B級保分題目練通抓牢10.(2019玉林模擬)如圖所示為感應式發(fā)電機,a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點,O1、O2是銅盤軸線導線的接線端,M、N是電流表的接線端?,F(xiàn)在將銅盤轉動,能觀察到感應電流的是()A將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置B將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置C

11、將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置D將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置解析:選B當銅盤轉動時,其切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢,此時銅盤相當于電源,銅盤邊緣和中心相當于電源的兩個極,則要想觀察到感應電流,M、N應分別連接電源的兩個極即可,故可知只有B項正確。11.如圖所示,質量為m的銅質小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當一個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)過時,線圈始終保持不動。則關于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況,以下判斷正確的是()AFN先大于mg,后小于mgBFN一直大于mgCFf先向左,后向右D線圈中的電流方向始終不變解

12、析:選A當磁鐵靠近線圈時,穿過線圈的磁通量增加,線圈中產(chǎn)生感應電流,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,則線圈對桌面的壓力增大,即FN大于mg,線圈相對桌面有向右運動趨勢,受到桌面向左的靜摩擦力。當磁鐵遠離線圈時,穿過線圈的磁通量減小,同理,根據(jù)楞次定律可知,線圈受到的安培力斜向右上方,則線圈對桌面的壓力減小,即FN小于mg,線圈相對桌面有向右運動趨勢,受到桌面向左的靜摩擦力。綜上可知,F(xiàn)N先大于mg,后小于mg,F(xiàn)f始終向左,故選項B、C錯誤,A正確。當磁鐵靠近線圈時,穿過線圈向下的磁通量增加,線圈中產(chǎn)生感應電流從上向下看是逆時針方向;當磁鐵遠離線圈時,穿

13、過線圈向下的磁通量減小,線圈中產(chǎn)生感應電流從上向下看是順時針方向,故選項D錯誤。12.如圖所示,一個閉合三角形導線框位于豎直平面內(nèi),其下方固定一根與線框所在的豎直平面平行且很靠近(但不重疊)的水平直導線,導線中通以圖示方向的恒定電流。線框從實線位置由靜止釋放,在其后的運動過程中()A線框中的磁通量為零時其感應電流也為零B線框中感應電流方向為先順時針后逆時針C線框受到安培力的合力方向豎直向上D線框減少的重力勢能全部轉化為電能解析:選C根據(jù)安培定則,通電直導線的磁場在上方向外,下方向里;離導線近的地方磁感應強度大,離導線遠的地方磁感應強度小。線框從上向下靠近導線的過程,向外的磁感應強度增加,根據(jù)楞

14、次定律,線框中產(chǎn)生順時針方向的電流;穿越導線時,上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加,先是向外的磁通量減小,之后變成向里的磁通量,并逐漸增大,直至最大;根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生逆時針方向的電流。向里的磁通量變成最大后,繼續(xù)向下運動,向里的磁通量又逐漸減小,這時的電流新方向又變成了順時針;由上分析,穿越導線時,上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加,先是向外的磁通量減小,一直減小到0,之后變成向里的磁通量,并逐漸增大,這一過程是連續(xù)的,始終有感應電流存在,故A、B錯誤。根據(jù)楞次定律,感應電流始終阻礙線框相對磁場的運動,故受安培力的方向始終向上,不是0,故C正確。根據(jù)能量守恒定律,線框從實線位置由靜止釋

15、放過程中,減小的重力勢能,除增加其動能外,還產(chǎn)生電能,從而轉化為熱量,故D錯誤。13(2019杭州模擬)我們可以通過實驗探究電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律。以下是實驗探究過程的一部分。(1)如圖甲所示,當磁鐵的N極向下運動時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉,若要探究線圈中產(chǎn)生感應電流的方向,必須知道_。(2)如圖乙所示,實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關時,電流表指針向右偏,電路穩(wěn)定后,若向右移動滑動觸頭,此過程中電流表指針向_偏轉(選填“左”或“右”)。解析:(1)由題圖甲所示,當磁鐵的N極向下運動時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉,若要探究線圈中產(chǎn)生感應電流的方向,必須知道電流表指針偏轉方向與電流方向間的關

16、系以及線圈的繞向。(2) 由題圖乙所示,閉合開關時,穿過線圈B的磁通量增加,發(fā)現(xiàn)此時電流表指針向右偏;電路穩(wěn)定后,若向右移動滑動觸頭,則通過線圈A的電流減小,磁感應強度減小,穿過線圈B的磁通量減小,所以電流表指針向左偏轉。答案:(1)電流表指針偏轉方向與電流方向間的關系及線圈的繞向(2)左 C級難度題目適情選做14(多選)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

17、流方向一直是逆時針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解析:選AD由楞次定律知,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。15.(2019運城六校聯(lián)考)如圖所示,兩個線圈套在同一個鐵芯上,線圈的繞向如圖所示。左線圈連著平行導軌M和N,導軌電阻不計,在垂直于導軌方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是()A當金屬棒向右勻速運動時,a點電勢高于b點,c點電勢高于d點B當金屬棒向右勻速運動時,b點電勢高于a點,c點電勢高于d點C當金屬棒向右加速運動時,b點電勢高于a點,c點電勢高于d點D當金屬棒向右加速運動時,b點電勢高于a點,d點電勢高于c點解析:選D金屬棒勻速向右運動切割磁感線,產(chǎn)生恒定感應電動勢,由右手定則判斷出電流由ab,b點電勢高于a點,c、d端不產(chǎn)生感應電動勢,c點與d點等勢,故A、B錯誤。金屬棒向右加速運動時,b點電勢仍高于a點,感應電流增大,穿過右邊線圈的磁通量增大,所以右線圈中也產(chǎn)生感應電流,由楞次定律可判斷電流從d流出,在外電路中,d點電勢高于c點,故C錯誤,D正確。

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