(江蘇專用)2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)28 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
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1、 課后限時集訓(xùn)28 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 建議用時:45分鐘 1.如圖所示,一個有界勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置1勻速運動到位置2。則( ) A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a B.導(dǎo)線框離開磁場時,感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a C.導(dǎo)線框離開磁場時,受到的安培力方向水平向右 D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,受到的安培力方向水平向左 D [導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,cd邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向為a→d→c→b→a,這時由左手定則可判斷cd邊受到的安培力方向水平向左,A錯,D對;在導(dǎo)線框離開磁場時,ab
2、邊處于磁場中且在做切割磁感線運動,同樣用右手定則和左手定則可以判斷電流的方向為a→b→c→d→a,這時安培力的方向仍然水平向左,B、C錯。] 2.如圖所示,絕緣光滑水平面上有兩個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(不到達(dá)該平面),a、b將如何移動( ) A.a(chǎn)、b將相互遠(yuǎn)離 B.a(chǎn)、b將相互靠近 C.a(chǎn)、b將不動 D.無法判斷 A [根據(jù)Φ=BS定性分析可知,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(yīng)電流,兩環(huán)間有斥力作用,所以a、b將相互遠(yuǎn)離。選項A正確。] 3.如圖所示,ab為一金屬桿,它處在垂直于紙面向里的勻
3、強磁場中,可繞a點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動;S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán);在桿轉(zhuǎn)動過程中,桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸;A為電流表,其一端與金屬環(huán)相連,一端與a點良好接觸。當(dāng)桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,某時刻ab桿的位置如圖所示,則此時刻( ) A.有電流通過電流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右 B.有電流通過電流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向左 C.有電流通過電流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向右 D.無電流通過電流表,作用于ab的安培力為零 A [當(dāng)金屬桿ab順時針方向轉(zhuǎn)動時,切割磁感線,由法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由右手定則可知將產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流,
4、電流表的d端與a端相連,c端通過金屬環(huán)與b端相連,則通過電流表的電流是由c到d,而金屬桿在磁場中會受到安培力的作用,由左手定則可判斷出安培力的方向為水平向右,阻礙金屬桿的運動,所以A項正確。] 4.如圖所示,線圈兩端與電阻相連構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互吸引 A [將磁鐵的S極插入
5、線圈的過程中,由楞次定律知,通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互排斥。] 5.(多選)(2019·河北省衡水中學(xué)模擬)如圖所示,將若干匝線圈固定在光滑絕緣桿上,另一個金屬環(huán)套在桿上與線圈共軸,當(dāng)合上開關(guān)時線圈中產(chǎn)生磁場,金屬環(huán)就可被加速彈射出去?,F(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置處,先后放置形狀、大小相同的銅環(huán)和鋁環(huán)(兩環(huán)分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成),且鋁的電阻率大于銅的電阻率,閉合開關(guān)S的瞬間,下列描述正確的是( ) A.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向 B.線圈沿軸向有伸長的趨勢 C.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力 D.若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂,不會影響其向左彈射 A
6、C [線圈中通電,由安培定則可知磁場方向向左,通過金屬環(huán)的磁通量增加,從左側(cè)看環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流,故A項正確;同向電流互相吸引,線圈有縮短的趨勢,B項錯誤;因銅環(huán)的電阻小,銅環(huán)中感應(yīng)電流大,受到的安培力大,C項正確;若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂,就不能構(gòu)成閉合回路,環(huán)中有感應(yīng)電動勢,無感應(yīng)電流,不受安培力作用,故不會被向左彈出,D項錯誤。] 6.(多選)如圖(a)所示,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時( ) 圖(a)
7、 圖(b) A.在t1~t2時間內(nèi),L有收縮趨勢 B.在t2~t3時間內(nèi),L有擴張趨勢 C.在t2~t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流 D.在t3~t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流 AD [L收縮還是擴張取決于螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的變化情況,t1~t2磁通量的變化率增大,感應(yīng)電流變大,abcd線框內(nèi)磁通量變大,L有收縮的趨勢,A選項正確;t2~t3時間內(nèi)磁通量的變化率為常數(shù),產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變,abcd線框內(nèi)磁感應(yīng)強度不變,L沒有電流,也就沒有擴張趨勢,B、C選項錯誤;根據(jù)楞次定律,t3~t4時間內(nèi)由于螺線管內(nèi)磁通量變化引起的感應(yīng)電流在線框中為dcba方向并減小,L
8、線圈中原磁場的方向垂直于紙面向里且磁感應(yīng)強度大小減小,根據(jù)楞次定律得L中的感應(yīng)電流方向為順時針方向,D選項正確。] 7.(多選)圖所示是研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置,在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵,電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關(guān)于該裝置,下列說法正確的是( ) A.當(dāng)電梯突然墜落時,該安全裝置可起到阻礙電梯下落的作用 B.當(dāng)電梯突然墜落時,該安全裝置可使電梯停在空中 C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,閉合線圈A、B中電流方向相同 D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落 AD [若電梯突然墜落,
9、將線圈閉合時,線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會阻礙相對運動,可起到應(yīng)急避險作用,故A正確;感應(yīng)電流會阻礙相對運動,但不能阻止運動,故B錯誤;當(dāng)電梯墜落至題圖所示位置時,閉合線圈A中向上的磁場減弱,感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時針方向,B中向上的磁場增強,感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針方向,可知A與B中感應(yīng)電流方向相反,故C錯誤;結(jié)合A的分析可知,當(dāng)電梯墜落至題圖所示位置時,閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落,故D正確。] 8.(2019·玉林模擬)如圖所示為感應(yīng)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(dǎo)線的接線端,M、N是電流
10、表的接線端?,F(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動,能觀察到感應(yīng)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.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 B [當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時,其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,此時銅盤相當(dāng)于電源,銅盤邊緣和中心相當(dāng)于電源的兩個極,則要想觀察到感應(yīng)電流,M、N應(yīng)分別連接電源的兩個極即可,故可知只有B項正確。] 9.(多選)如圖所示,在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中,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,并可
11、繞O點左右擺動。金屬線框從圖示位置的右側(cè)某一位置由靜止釋放,在擺動到左側(cè)最高點的過程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面。則下列說法中正確的是( ) A.線框中感應(yīng)電流的方向先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a B.線框中感應(yīng)電流的方向是d→c→b→a→d C.穿過線框中的磁通量先變大后變小 D.穿過線框中的磁通量先變小后變大 BD [線框從題圖所示位置的右側(cè)擺到最低點的過程中,穿過線框的磁通量減小,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為d→c→b→a→d,從最低點到左側(cè)最高點的過程中,穿過線框的磁通量增大,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為d→c→b→a→d。
12、] 10.如圖所示,通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ,設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則( ) A.ΔΦ1>ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) B.ΔΦ1=ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) C.ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) D.ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) C [設(shè)在位置Ⅰ通過金屬框的磁通量為Φ1,在位置Ⅱ通過金屬框的磁通量為Φ2,由題可知:ΔΦ1=|Φ2-Φ1|,ΔΦ2=|-Φ2-
13、Φ1|,所以金屬框的磁通量變化量大小ΔΦ1<ΔΦ2,由安培定則知兩次磁通量均向里減小,所以由楞次定律知兩次運動中線框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流,C正確。] 11.一閉合金屬線框的兩邊接有電阻R1、R2,框上垂直放置一金屬棒,棒與框接觸良好,整個裝置放在如圖所示的勻強磁場中,當(dāng)用外力使ab棒右移時( ) A.其穿過線框的磁通量不變,框內(nèi)沒有感應(yīng)電流 B.框內(nèi)有感應(yīng)電流,電流方向沿順時針方向繞行 C.框內(nèi)有感應(yīng)電流,電流方向沿逆時針方向繞行 D.框內(nèi)有感應(yīng)電流,左半邊逆時針方向繞行,右半邊順時針方向繞行 D [abcd組成的線框中的磁通量垂直紙面向里增大,abfe組成的線框中
14、的磁通量垂直紙面向里減小,故根據(jù)楞次定律可得左半邊的感應(yīng)電流逆時針方向繞行,右半邊的感應(yīng)電流順時針方向繞行,故D正確。] 12.(2019·揚州市第一中學(xué)高三期末)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的。電磁驅(qū)動原理如圖所示,在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán),鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同,已知銅的電阻率較小,則合上開關(guān)S的瞬間( ) A.兩個金屬環(huán)都向左運動 B.兩個金屬環(huán)都向右運動 C.銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力 D.從左側(cè)向右看,鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向 D [若環(huán)放在線圈兩邊,根據(jù)“來拒去留”可得,合上開關(guān)S的瞬間,環(huán)要阻礙磁通量增大,則環(huán)將向
15、兩邊運動,故A、B錯誤;由于銅環(huán)的電阻較小,故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大,故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán),故C錯誤;線圈中電流為右側(cè)流入,磁場方向為向左,在閉合開關(guān)的過程中,磁場變強,則由楞次定律可知,電流由左側(cè)向右看為順時針,故D正確。] 13.(多選)如圖所示,閉合金屬圓環(huán)下落過程中,穿過豎直放置的條形磁鐵正中間位置時,下列說法正確的是( ) A.金屬圓環(huán)的加速度等于g B.穿過金屬圓環(huán)的磁通量為零 C.穿過金屬圓環(huán)的磁通量變化率為零 D.金屬圓環(huán)沿半徑方向有收縮的趨勢 AC [金屬環(huán)穿過豎直放置的條形磁鐵正中間位置時,穿過線圈的磁通量不變,故線圈中無感應(yīng)電流,不受安培力作用,故金
16、屬環(huán)無收縮的趨勢,金屬圓環(huán)的加速度等于g,選項A正確,D錯誤;在此位置,穿過金屬圓環(huán)的磁通量為最大,穿過金屬圓環(huán)的磁通量變化率為零,選項B錯誤,C正確。] 14.(多選)如圖所示,一個閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi),其下方(略靠前,能讓線框穿過)固定一根與線框平面平行的水平直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流。釋放線框,它由實線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動,在此過程中( ) A.線框中感應(yīng)電流方向依次為ACBA→ABCA→ACBA B.線框的磁通量為零時,感應(yīng)電流卻不為零 C.線框所受安培力的合力方向依次為上→下→上 D.線框所受安培力的合力為零,做自由落體運動 AB
17、[根據(jù)安培定則,通電直導(dǎo)線的磁場在上方向外,下方向里。線框從上向下靠近導(dǎo)線的過程,向外的磁場磁感應(yīng)強度增加,根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生順時針方向的電流;穿越導(dǎo)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,一直減小到零,之后變成向里的磁通量,并逐漸增大,直至最大,這一過程線框中產(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,這時的電流方向又變成了順時針,所以線框中感應(yīng)電流方向依次為ACBA→ABCA→ACBA,選項A符合題意;根據(jù)以上分析,線框的磁通量為零時,有逆時針方向的感應(yīng)電流,選項B符合題意;根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流始終阻礙線框相對磁場的運
18、動,故線框所受安培力的方向始終向上,安培力的合力不為零,線框的運動不是自由落體運動,選項C、D不符合題意。] 15.如圖所示,Ⅰ和Ⅱ是一對異名磁極,ab為放在其間的金屬棒。ab和cd用導(dǎo)線連成一個閉合回路。當(dāng)ab棒向左運動時,cd導(dǎo)線受到向下的磁場力。則有( ) A.由此可知d點電勢高于c點電勢 B.由此可知Ⅰ是S極 C.由此可知Ⅰ是N極 D.當(dāng)ab棒向左運動時,ab導(dǎo)線受到向左的磁場力 B [由左手定則可知,cd棒受到的安培力向下,所以cd棒中電流方向是由c指向d,所以c點的電勢高于d點的電勢,故A錯誤;結(jié)合A的分析可知,ab中的電流由b流向a,ab棒向左運動時,由右手定則可知,ab棒所處位置磁場方向豎直向上,則Ⅰ是S極,Ⅱ是N極,故B正確,C錯誤;當(dāng)ab棒向左運動時,根據(jù)楞次定律可知ab導(dǎo)線受到向右的磁場力,故D錯誤。] 8
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