2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)三十五 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律(含解析)新人教版
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1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 [A級(jí)-基礎(chǔ)練] 1.(2019·河北邢臺(tái)質(zhì)檢)下列說(shuō)法中正確的是( ) A.當(dāng)穿過(guò)某個(gè)面的磁通量等于零時(shí),該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定與通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向、直導(dǎo)線(xiàn)方向都垂直 C.感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向,這是能量守恒定律的必然結(jié)果 D.洛倫茲力不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度 解析:C [當(dāng)磁場(chǎng)與平面平行時(shí),磁通量為零,而磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零,故A錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則可知,安培力一定與磁感應(yīng)強(qiáng)度及電流方向垂直,而磁場(chǎng)方向一定與通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向垂直,但不一定與直導(dǎo)線(xiàn)方向垂直,故B錯(cuò)誤;感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向,這是
2、能量守恒定律的必然結(jié)果,故C正確;洛倫茲力對(duì)電荷不做功,因此不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小,但可以改變速度的方向,故D錯(cuò)誤.] 2.如圖所示,線(xiàn)圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路,在線(xiàn)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(xiàn)圈的過(guò)程中( ) A.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線(xiàn)圈與磁鐵相互排斥 B.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a,線(xiàn)圈與磁鐵相互排斥 C.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線(xiàn)圈與磁鐵相互吸引 D.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a,線(xiàn)圈與磁鐵相互吸引 解析:A [將磁鐵的S極插入線(xiàn)圈的過(guò)程中,由楞次定律知,通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線(xiàn)
3、圈與磁鐵相互排斥.] 3.如圖所示的金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將它從磁場(chǎng)中勻速拉出來(lái),下列說(shuō)法正確的是( ) A.向左拉出和向右拉出,其感應(yīng)電流方向相反 B.不管從什么方向拉出,金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是順時(shí)針 C.不管從什么方向拉出,環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是逆時(shí)針 D.在此過(guò)程中感應(yīng)電流大小不變 解析:B [金屬圓環(huán)不管是從什么方向拉出磁場(chǎng),金屬圓環(huán)中的磁通量方向不變,且不斷減小,根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的方向相同,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和原磁場(chǎng)的方向相同,則由右手螺旋定則知感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針?lè)较颍珹、C錯(cuò)誤,B正確;金屬圓環(huán)勻速拉出磁場(chǎng)過(guò)程中,磁通量的變化率在發(fā)生變化,感
4、應(yīng)電流的大小也在發(fā)生變化,D錯(cuò)誤.] 4.如圖所示,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線(xiàn)懸掛在天花板上,細(xì)線(xiàn)從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò).現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放,環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線(xiàn)的張力分別為FT1和FT2,重力加速度大小為g,則( ) A.FT1>mg,F(xiàn)T2>mg B.FT1<mg,F(xiàn)T2<mg C.FT1>mg,F(xiàn)T2<mg D.FT1<mg,F(xiàn)T2>mg 解析:A [金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ過(guò)程中,由楞次定律知,金屬圓環(huán)在磁鐵上端時(shí)受力向上,在磁鐵下端時(shí)受力也向上,則金屬圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力始終向下,對(duì)磁鐵受力分析可知FT1>mg,F(xiàn)T2>mg,A正確
5、.] 5.如圖所示,金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線(xiàn)管組成閉合回路,金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),則( ) A.a(chǎn)b棒不受安培力作用 B.a(chǎn)b棒所受安培力的方向向右 C.a(chǎn)b棒向右運(yùn)動(dòng)速度v越大,所受安培力越大 D.螺線(xiàn)管產(chǎn)生的磁場(chǎng),A端為N極 解析:C [金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí),安培力方向向左,“阻礙”其運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,感應(yīng)電流I=,安培力F=BIl=,可見(jiàn),選項(xiàng)C正確;根據(jù)右手定則可知,流過(guò)金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a,所以流過(guò)螺線(xiàn)管的電流方向是從A端到達(dá)B端,根據(jù)右手螺旋定則可知,螺線(xiàn)管的A端為
6、S極,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 6.(多選)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(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線(xiàn)框abcd,用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)左右擺動(dòng).金屬線(xiàn)框從圖示位置的右側(cè)某一位置由靜止釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)桿和金屬線(xiàn)框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.線(xiàn)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(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向是d→c→b→a→d C.穿過(guò)線(xiàn)框中的磁通量先變大后變小 D.穿過(guò)線(xiàn)框中的磁通量先變小后變大 解析:BD [線(xiàn)框從圖示位置的右側(cè)擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中,
7、穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減小,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d,從最低點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增大,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d,故B、D正確.] 7.如圖所示,通有恒定電流的導(dǎo)線(xiàn)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(guò)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(yùn)動(dòng)中線(xiàn)框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) B.ΔΦ1=ΔΦ2,兩次運(yùn)動(dòng)中線(xiàn)框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) C.ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運(yùn)動(dòng)中線(xiàn)框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) D.
8、ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運(yùn)動(dòng)中線(xiàn)框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) 解析:C [設(shè)金屬框在位置Ⅰ的磁通量為Φ1,金屬框在位置Ⅱ的磁通量為Φ2,由題可知:ΔΦ1=|Φ2-Φ1|, ΔΦ2=|-Φ2-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(yùn)動(dòng)中線(xiàn)框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流,C對(duì).] [B級(jí)-能力練] 8.(2019·上海虹口區(qū)一模)(多選)如圖所示,水平放置的光滑絕緣直桿上套有A、B、C三個(gè)金屬鋁環(huán),B環(huán)連接在圖示的電路中.閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間( ) A.A環(huán)向左滑動(dòng) B.C環(huán)向左滑動(dòng) C.A環(huán)有向外擴(kuò)展的趨勢(shì) D
9、.C環(huán)有向內(nèi)收縮的趨勢(shì) 解析:AD [閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,通過(guò)A、C環(huán)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律和左手定則可知:A環(huán)向左運(yùn)動(dòng),且有收縮的趨勢(shì);C環(huán)向右運(yùn)動(dòng),有收縮的趨勢(shì),故A、D正確,B、C錯(cuò)誤.] 9.(多選)如圖所示,磁場(chǎng)方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)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(xì)線(xiàn)懸掛于O點(diǎn).將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速度釋放,圓環(huán)擺到右側(cè)最高點(diǎn)b,不計(jì)空氣阻力.在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中( ) A.感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針?lè)较?,再順時(shí)針?lè)较?,后逆時(shí)針?lè)较? B.感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)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
10、解析:AD [由楞次定律知,感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針?lè)较颍夙槙r(shí)針?lè)较?,后逆時(shí)針?lè)较?,A正確,B錯(cuò)誤,根據(jù)左手定則,因等效導(dǎo)線(xiàn)是沿豎直方向的,且兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同,故合力方向始終沿水平方向,和速度方向會(huì)有一定夾角,C錯(cuò)誤,D正確.] 10.(多選)如圖甲所示,圓形線(xiàn)圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線(xiàn)管Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流i,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,P所受的重力為G,桌面對(duì)P的支持力為FN,則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.t1時(shí)刻,F(xiàn)N>G,P有收縮的趨勢(shì) B.t2時(shí)刻,F(xiàn)N=G,此時(shí)穿過(guò)P的磁通量最大 C.t3時(shí)刻,F(xiàn)N=G,此時(shí)P中無(wú)感應(yīng)電流
11、D.t4時(shí)刻,F(xiàn)N 12、地以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.發(fā)現(xiàn)兩直導(dǎo)線(xiàn)a、b互相吸引,由此可以判斷P1、P2兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向?yàn)? )
A.垂直紙面向外 B.垂直紙面向里
C.水平向左 D.水平向右
解析:B [線(xiàn)圈A內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大;根據(jù)楞次定律可知a中電流的方向向下,a、b相互吸引,說(shuō)明b中電流的方向也是向下,則P1帶正電,說(shuō)明正離子向上偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則可知P1、P2間磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里,B正確.]
12.(多選)如圖,兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán),A為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)B繞軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)速增大時(shí),下列說(shuō) 13、法正確的是( )
A.A中產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流
B.A中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流
C.A具有收縮的趨勢(shì)
D.A具有擴(kuò)張的趨勢(shì)
解析:BD [由題圖可知,B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán),B中電流為逆時(shí)針?lè)较颍捎沂致菪▌t可知,電流的磁場(chǎng)垂直紙面向外且逐漸增大;由楞次定律可知,磁場(chǎng)增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反,所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,A中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?,故A錯(cuò)誤,B正確;B環(huán)外的磁場(chǎng)的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)的方向相反,當(dāng)B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),A環(huán)具有面積擴(kuò)張的趨勢(shì),故C錯(cuò)誤,D正確.]
13.(2019·廣西桂林中學(xué)月考)矩形導(dǎo)線(xiàn)框固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖甲所 14、示.磁感線(xiàn)的方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直,規(guī)定磁場(chǎng)的正方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?,磁感?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,則( )
A.從0~t1時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)框中電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a
B.從0~t1時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)框中電流越來(lái)越小
C.從0~t2時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)框中電流的方向始終為a→d→c→b→a
D.從0~t2時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)框bc邊受到的安培力越來(lái)越大
解析:C [由題圖乙可知,0~t2時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)框中磁通量的變化率相同,故0~t2時(shí)間內(nèi)電流的方向相同,由楞次定律可知,電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,即電流為adcba方向,故A錯(cuò)誤,C正確;從0~t1時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)框中磁通量的變化率相同,感 15、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變,電路中電流大小恒定不變,故B錯(cuò)誤;從0~t2時(shí)間內(nèi),磁場(chǎng)的變化率不變,則電路中電流大小恒定不變,由F=BIL可知,F(xiàn)與B成正比,即先減小后增大,故D錯(cuò)誤.]
14.(多選)圖中T是繞有兩組線(xiàn)圈的閉合鐵芯,線(xiàn)圈的繞向如圖所示,D是理想的二極管,金屬棒ab可在兩條平行的金屬導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌滑行,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.若電流計(jì)G中有電流通過(guò),則ab棒的運(yùn)動(dòng)可能是( )
A.向左勻速運(yùn)動(dòng)
B.向右勻速運(yùn)動(dòng)
C.向左勻加速運(yùn)動(dòng)
D.向右勻減速運(yùn)動(dòng)
解析:CD [當(dāng)電流計(jì)中有電流通過(guò)時(shí),說(shuō)明左邊的電流是從上向下流的,由安培定則可得出此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向?yàn)閺纳舷蛳?,若ab勻速運(yùn)動(dòng),右邊線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是恒定的,則左邊線(xiàn)圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以A、B錯(cuò)誤.若ab向右勻減速運(yùn)動(dòng),右邊線(xiàn)圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是從下向上減小,故穿過(guò)左邊線(xiàn)圈的磁通量在從上向下減小,該線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)從上向下的磁場(chǎng),D正確.當(dāng)ab向左勻加速運(yùn)動(dòng),同樣會(huì)在左邊的線(xiàn)圈中產(chǎn)生一個(gè)從上向下的磁場(chǎng),故C正確.]
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