【綠色通道】2020高考物理第九章電磁感應(yīng) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律練習(xí) 新人教版

第9章 第1課時(shí)必考內(nèi)容 1(2020·福州模擬)著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示在一塊絕緣板上中部安一個(gè)線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球，整個(gè)裝置支撐起來忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間，下列關(guān)于圓盤的說法中正確的是()A圓盤將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B圓盤將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C圓盤不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) D無法確定圓盤是否會(huì)動(dòng)答案：A解析：瞬間增強(qiáng)的磁場會(huì)在周圍產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的電場，負(fù)電荷受到逆時(shí)針方向的電場力，帶動(dòng)圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)2(2020·臨沂模擬)直導(dǎo)線ab放在如圖所示的水平導(dǎo)體框架上，構(gòu)成一個(gè)閉合回路長直導(dǎo)線cd和框架處在同一個(gè)平面內(nèi)，且cd和ab平行，當(dāng)cd中通有電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)ab向左滑動(dòng)關(guān)于cd中的電流下列說法正確的是()A電流肯定在增大，不論電流是什么方向B電流肯定在減小，不論電流是什么方向C電流大小恒定，方向由c到dD電流大小恒定，方向由d到c答案：B解析：ab向左滑動(dòng)，說明通過回路的磁通量在減小，通過回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減弱，通過cd的電流在減小，與電流方向無關(guān)3如圖所示，一根長導(dǎo)線彎曲成如圖所示形狀，通以直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)在電流I增大的過程中，下列敘述正確的是()A金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B金屬環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的張力不變D金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)答案：D解析：導(dǎo)線中的電流在金屬環(huán)C內(nèi)產(chǎn)生的合磁通量向里，故電流I增大的過程中，金屬環(huán)C中的磁通量向里增大，由安培定則及楞次定律知金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)；由對稱性及左手定則知金屬環(huán)受到了豎直向下的安培力的作用且隨著電流I增大而增大，金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確4(2020·濟(jì)南模擬)如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)體框架cdef上，棒ab與框架接觸良好從某一時(shí)刻開始，給這個(gè)空間施加一個(gè)斜向上的勻強(qiáng)磁場，并且磁場均勻增加，ab棒仍靜止，在磁場均勻增加的過程中，關(guān)于ab棒受到的摩擦力，下列說法正確的是()A摩擦力大小不變，方向向右B摩擦力變大，方向向右C摩擦力變大，方向向左D摩擦力變小，方向向左答案：B解析：本題考查電磁感應(yīng)定律和平衡條件由法拉第電磁感應(yīng)定律，ab中產(chǎn)生的電流的大小恒定，方向由b到a，由左手定則，ab受到的安培力方向向左下方，F(xiàn)BIL，由于B均勻變大，F(xiàn)變大，F(xiàn)的水平分量Fx變大，靜摩擦力FfFx變大，方向向右，B正確，本題難度中等5如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)為了檢測出個(gè)別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶，根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈，通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是()A若線圈閉合，進(jìn)入磁場時(shí)，線圈相對傳送帶向后滑動(dòng)B若線圈不閉合，進(jìn)入磁場時(shí)，線圈相對傳送帶向后滑動(dòng)C從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈D從圖中可以看出，第4個(gè)線圈是不合格線圈答案：AC解析：若線圈閉合進(jìn)入磁場時(shí)，由于產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可判斷線圈相對傳送帶向后滑動(dòng)，故A對；若線圈不閉合，進(jìn)入磁場后，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故線圈相對傳送帶不發(fā)生滑動(dòng)，B錯(cuò)；從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈，C對6如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2L的正方形abcd中，在這個(gè)正方形的同一平面內(nèi)，有一電阻為R、邊長為L的正方形導(dǎo)體線圈ABCD，以速度v勻速通過磁場從BC邊進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，試回答下列問題：(1)穿過線圈的磁通量隨時(shí)間t如何變化，并作出磁通量隨時(shí)間變化的圖象(2)線圈中有無感應(yīng)電流，若有，請判斷出感應(yīng)電流的方向答案：(1)如解析圖所示(2)線框在第一段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；第三階段的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針；在第二時(shí)間段里無感應(yīng)電流解析：由于本題中線圈的速度不變，可根據(jù)題意把整個(gè)過程從時(shí)間上分成三段即0L/v(BC邊進(jìn)磁場到AD邊進(jìn)磁場)、L/v2L/v(整個(gè)線圈都在磁場中)、2L/v3L/v(BC邊出磁場到AD邊出磁場)三個(gè)時(shí)間段，根據(jù)磁通量的公式B·S可知，線圈的磁通量在第一段時(shí)間內(nèi)從零均勻增大到最大值，然后在第二段時(shí)間內(nèi)磁通量保持最大值不變，在第三時(shí)間段內(nèi)均勻減小直到零(如圖所示)由法拉第電磁感應(yīng)定律可以知道只有通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化才有感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，所以在第一時(shí)間段和第三時(shí)間段才有感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，且由楞次定律可知，第一段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；第三階段的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針；在第二時(shí)間段里無感應(yīng)電流7繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連，如圖所示線圈上端與電源正極相連，閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起若保持開關(guān)閉合，則()A鋁環(huán)不斷升高B鋁環(huán)停留在某一高度C鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變答案：CD解析：開關(guān)閉合瞬間，鋁環(huán)中的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到安培力作用使鋁環(huán)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的效果阻礙磁通量的變化，所以鋁環(huán)向上跳起，開關(guān)閉合后，線圈周圍的磁場恒定，則鋁環(huán)將回落，所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；當(dāng)電源的正負(fù)極對調(diào)后現(xiàn)象同上，D項(xiàng)正確8如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)電阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好；勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒的電阻可忽略當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到aB流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到aC流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由a到bD流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b答案：B解析：由楞次定律可知，當(dāng)磁場開始增強(qiáng)時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了減小線圈磁通量的增加，而線圈平面與磁場間的夾角越小時(shí)，通過的磁通量越小，所以線圈平面將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)9如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示在0時(shí)間內(nèi)，長直導(dǎo)線中電流向上，則線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是()A0T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B0T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)橄软槙r(shí)針方向后逆時(shí)針方向C0T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左D0時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向右，T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左答案：A解析：0時(shí)間內(nèi)，電流i在減小，閉合線框內(nèi)的磁通量必然在減小，由楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，而且0時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力應(yīng)向左；同理，可以判斷在T時(shí)間內(nèi)，電流i在反向增大，閉合線框內(nèi)的磁通量必然在增大，由楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流方向也為順時(shí)針方向，故A項(xiàng)對B項(xiàng)錯(cuò)；而且T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力應(yīng)向右，C、D錯(cuò)誤10(2020·試題調(diào)研)某研究性學(xué)習(xí)小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律時(shí)，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖，矩形金屬線圈放置在水平薄玻璃板上，有兩塊相同的蹄形磁鐵，相對固定，四個(gè)磁極之間的距離相等當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈位置時(shí)，線圈靜止不動(dòng)，那么線圈所受摩擦力的方向是()A先向左，后向右B先向左，后向右，再向左C一直向右D一直向左答案：D解析：根據(jù)楞次定律的推廣意義，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場會(huì)阻礙原來磁通量變化，線圈相對磁鐵“來拒去留”，即當(dāng)磁鐵靠近時(shí)它們互相排斥，線圈受到向右的斥力，當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，線圈受到向右的引力，線圈靜止不動(dòng)，故線圈受到玻璃板對它的靜摩擦力方向始終向左11如圖所示，在水平地面下埋著一條沿東西方向通有恒定電流的水平直導(dǎo)線現(xiàn)用一串有靈敏電流計(jì)的閉合圓形檢測線圈檢測此通電直導(dǎo)線的位置若不考慮地磁場的影響，檢測線圈在水平面內(nèi)，從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的北邊移至距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的南邊的過程中，俯視檢測線圈下列說法正確的是()A線圈中感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針后逆時(shí)針B線圈中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，然后再逆時(shí)針C線圈在導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過線圈的磁通量為零D線圈在導(dǎo)線正上方時(shí)，線圈中的電流為零答案：BC解析：由地下通電直導(dǎo)線的電流方向和右手螺旋定則可判斷出周圍的磁感線分布，左側(cè)水平地面磁場方向向下，右側(cè)水平地面磁場方向向上，則檢測線圈從左向右運(yùn)動(dòng)過程中，磁通量先增大后減小為零，再增大，最后再減??；由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，然后再逆時(shí)針，線圈在導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，選項(xiàng)B、C正確122020年9月25日，我國“神舟七號”載人飛船發(fā)射成功，在離地面大約200 km的太空運(yùn)行假設(shè)載人艙中有一邊長為50 cm的正方形導(dǎo)線框，在宇航員操作下由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時(shí)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B4×105 T，方向如圖所示(1)該過程中磁通量的改變量是多少？(2)該過程線框中有無感應(yīng)電流？設(shè)線框電阻為R0.1 ，若有電流則通過線框的電量是多少？(sin 37°0.6，cos 37°0.8)答案：(1)1.4×105 Wb(2)1.4×104 C解析：(1)設(shè)線框在水平位置時(shí)法線n方向豎直向上，穿過線框的磁通量1BScos 53°6.0×106 Wb當(dāng)線框轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，線框平面的法線方向水平向右，與磁感線夾角143°，穿過線框的磁通量2BScos 143°8.0×106 Wb該過程磁通量的改變量大小121.4×105 Wb(2)因?yàn)樵撨^程穿過閉合線框的磁通量發(fā)生了變化，所以一定有感應(yīng)電流根據(jù)電磁感應(yīng)定律得，通過的電量為q·t1.4×104 C.13(2020·浙江理綜)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒則以下說法正確的是()A第2秒內(nèi)上極板為正極B第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極C第2秒末微?；氐搅嗽瓉砦恢肈第2秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為0.2r2/d答案：A解析：由B­t圖象知第2 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均勻減小，方向向內(nèi)，第3 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均勻增大，方向向外，由楞次定律和安培定則知圓環(huán)內(nèi)的電流為順時(shí)針方向，所以下極板為負(fù)，上極板為正，A正確，B錯(cuò)；第1 s內(nèi)B均勻增加，極板間電場方向與第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)電場方向相反，第1 s內(nèi)電荷q從靜止做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變，所以第2 s末微粒不會(huì)回到原來位置，C錯(cuò)；第2 s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢大小U0.1 r2，電場強(qiáng)度E的大小E，D錯(cuò)14(2020·浙江理綜)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd，用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是()AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad答案：B解析：線框從右側(cè)開始由靜止釋放，穿過線框平面的磁通量逐漸減小，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cbad；過O點(diǎn)縱軸繼續(xù)向左擺動(dòng)過程中穿過線框平面的磁通量逐漸增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向仍為dcbad，故B選項(xiàng)正確