高考物理一輪復(fù)習(xí)第10章電磁感應(yīng)(課件練習(xí))(打包10套).ZIP
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第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
(建議用時(shí):60分鐘)
一、單項(xiàng)選擇題
1.下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
解析:選B.根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:A中,電路沒閉合,無感應(yīng)電流;B中,電路閉合,且垂直磁感線的平面的面積增大,即閉合電路的磁通量增大,有感應(yīng)電流;C中,穿過閉合線圈的磁感線相互抵消,磁通量恒為零,無感應(yīng)電流;D中,閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化,無感應(yīng)電流.
2.物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”.如圖所示,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)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(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn).他連接好電路,經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn),線圈上的套環(huán)均未動.對比老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)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:選D.無論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電,閉合開關(guān)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(dǎo)體,套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)電流,也就不會受安培力作用而跳起,選項(xiàng)D正確.
3.(2018·浙江寧波模擬)如圖甲所示,在同一平面內(nèi)有兩個(gè)圓環(huán)A、B,圓環(huán)A將圓環(huán)B分為面積相等的兩部分,以圖甲中A環(huán)電流沿順時(shí)針方向?yàn)檎?,?dāng)圓環(huán)A中的電流如圖乙所示變化時(shí),下列說法正確的是( )
A.B中始終沒有感應(yīng)電流
B.B中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C.B中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D.B中的感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向,后沿逆時(shí)針方向
解析:選B.由安培定則可知,環(huán)A產(chǎn)生的磁場分布,環(huán)內(nèi)垂直紙面向里,環(huán)外垂直紙面向外,由于內(nèi)部的磁場大于外部的磁場,由矢量的疊加原理可知B環(huán)總磁通量向里;當(dāng)導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I逐步減小時(shí),導(dǎo)致環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流.根據(jù)楞次定律,則有感應(yīng)電流的方向順時(shí)針;同理,當(dāng)導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I反向逐漸增大時(shí),導(dǎo)致環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流.根據(jù)楞次定律,則感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
4.如圖甲所示,長直導(dǎo)線與閉合金屬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),直導(dǎo)線中電流向上,則在~T時(shí)間內(nèi),線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是( )
A.順時(shí)針,向左 B.逆時(shí)針,向右
C.順時(shí)針,向右 D.逆時(shí)針,向左
解析:選B.在0~時(shí)間內(nèi),直導(dǎo)線中電流向上,由題圖乙知,在~T時(shí)間內(nèi),直導(dǎo)線電流方向也向上,根據(jù)安培定則知,導(dǎo)線右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里,電流逐漸增大,則磁場逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律,金屬線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流.根據(jù)左手定則,金屬線框左邊受到的安培力方向向右,右邊受到的安培力方向向左,離導(dǎo)線越近,磁場越強(qiáng),則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力,所以金屬線框所受安培力的合力方向向右,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
5.(2018·山東煙臺模擬)如圖所示,通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面,位置靠近ab且相互絕緣.當(dāng)矩形線圈突然向右運(yùn)動時(shí),線圈所受安培力的合力方向( )
A.向左 B.向右
C.垂直紙面向外 D.垂直紙面向里
解析:選A.根據(jù)楞次定律,“來拒去留”,感應(yīng)電流的效果總是阻礙相對運(yùn)動,所以線圈向右運(yùn)動時(shí)所受安培力向左.
6.(2018·佛山模擬)如圖所示,一個(gè)金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如箭頭所示方向的瞬時(shí)感應(yīng)電流,下列方法可行的是( )
A.使勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大
B.使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30°
C.使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30°
D.保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動
解析:選A.根據(jù)右手定則,圓環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場豎直向下與原磁場方向相反,根據(jù)楞次定律,說明圓環(huán)磁通量在增大.磁場增強(qiáng)則磁通量增大,A正確;使圓環(huán)繞水平軸ab或cd轉(zhuǎn)動30°,圓環(huán)在中性面上的投影面積減小,磁通量減小,只會產(chǎn)生與圖示方向反向的感應(yīng)電流,B、C錯(cuò)誤;保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動,圓環(huán)仍與磁場垂直,磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,D錯(cuò)誤.
7.如圖所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊( )
A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動
B.在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒
C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長
D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大
解析:選C.小磁塊在銅管中下落,產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,根據(jù)楞次定律的推論——阻礙相對運(yùn)動可知,小磁塊下落過程中受到向上的電磁阻力,而在塑料管中下落,沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,小磁塊做自由落體運(yùn)動,故C正確.
8.如圖所示,A為水平放置的膠木圓盤,在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷,在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B,使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行,其軸線與膠木盤A的軸線OO′重合.現(xiàn)使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動,則( )
A.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢,絲線受到的拉力增大
B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力減小
C.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢,絲線受到的拉力減小
D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力增大
解析:選B.使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動,ω增大,等效電流增大,產(chǎn)生B增大,則金屬環(huán)B內(nèi)磁通量增大,根據(jù)楞次定律,金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力減小,選項(xiàng)B正確.
9.(2018·衡水冀州中學(xué)月考)如圖所示為兩組同心閉合線圈的俯視圖,若內(nèi)線圈的電流I1為圖中所示的方向,則當(dāng)I1增大時(shí),外線圈中的感應(yīng)電流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分別為( )
A.I2沿順時(shí)針方向,F(xiàn)沿半徑指向圓心
B.I2沿順時(shí)針方向,F(xiàn)沿半徑背離圓心
C.I2沿逆時(shí)針方向,F(xiàn)沿半徑指向圓心
D.I2沿逆時(shí)針方向,F(xiàn)沿半徑背離圓心
解析:選D.內(nèi)線圈通有題圖所示方向的電流I1,當(dāng)I1增大時(shí),導(dǎo)致穿過外線圈的磁通量增大,由楞次定律可得,外線圈中的感應(yīng)電流I2的方向?yàn)檠啬鏁r(shí)針方向;由于外線圈處于內(nèi)線圈產(chǎn)生的磁場中,由左手定則可得,I2受到的安培力F的方向沿半徑背離圓心,故D正確.
10.(2018·鄭州一中聯(lián)考)如圖所示,固定于水平面上的金屬架abcd處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動.t=0時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MbcN構(gòu)成一個(gè)邊長為1的正方形.為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的示意圖應(yīng)為( )
解析:選C.根據(jù)楞次定律,若閉合回路內(nèi)的磁通量不發(fā)生變化,則無感應(yīng)電流產(chǎn)生.從t=0開始經(jīng)過時(shí)間t則線框面積變化為S=1×(1+vt)=1+vt,則磁通量Φ=BS=B(1+vt)=B0×1,即磁通量等于t=0時(shí)的磁通量.代入可得B=,隨著時(shí)間的延長,磁感應(yīng)強(qiáng)度無限接近于0,但又不會等于0,選項(xiàng)C對,A、B、D錯(cuò).
11.(2018·西安模擬)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(dǎo)線AB與OO′平行,且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直,如要在線圈中形成方向?yàn)閍bcda的感應(yīng)電流,可行的做法是( )
A.AB中電流I逐漸增大
B.AB中電流I先增大后減小
C.導(dǎo)線AB正對OO′靠近線圈
D.線圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動90°(俯視)
解析:選D.由于通電直導(dǎo)線AB與OO′平行,且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直.AB中電流如何變化,或AB正對OO′靠近線圈或遠(yuǎn)離線圈,線圈中磁通量均為零,不能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;線圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動90°(俯視),由楞次定律可知,在線圈中形成方向?yàn)閍bcda的感應(yīng)電流,選項(xiàng)D正確.
二、多項(xiàng)選擇題
12.(2018·景德鎮(zhèn)模擬)如圖所示,一根長導(dǎo)線彎曲成“”形,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,下列判斷正確的是( )
A.金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力
D.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力
解析:選BC.Φ=BS,S不變,I增大,B增大,所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生,A錯(cuò)誤.由楞次定律得,感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針,B正確.由圓的上半部分B大于下半部分,所以安培力以上半圓為主,I方向向左,B垂直紙面向里,F(xiàn)安方向向下,所以F拉=mg+F安,拉力大于重力,C正確,D錯(cuò)誤.
13.如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,用一水平向右的力F拉動導(dǎo)體棒MN,以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是( )
A.感應(yīng)電流方向是N→M
B.感應(yīng)電流方向是M→N
C.安培力水平向左
D.安培力水平向右
解析:選AC.棒向右平動,根據(jù)右手定則可判斷,感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒒→M,A正確,B錯(cuò)誤;再由左手定則可判定棒所受安培力的方向?yàn)樗较蜃?,C正確,D錯(cuò)誤.
14.(2018·瀘州質(zhì)檢)如圖所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出.左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,下列說法中正確的是( )
A.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時(shí),a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn),c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)
B.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢
C.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)
D.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)
解析:選BD.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動而切割磁感線時(shí),金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢,由右手定則判斷電流方向?yàn)閍→b.根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn),可以判斷b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn).又左線圈中的感應(yīng)電動勢恒定,則感應(yīng)電流也恒定,所以穿過右線圈的磁通量保持不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)ab向右做加速運(yùn)動時(shí),由右手定則可推斷φb>φa,電流沿逆時(shí)針方向.又由E=Blv可知ab導(dǎo)體兩端的E不斷增大,那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大,由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時(shí)針方向的,并且場強(qiáng)不斷增強(qiáng),所以右邊電路線圈中向上的磁通量不斷增加.由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流方向應(yīng)沿逆時(shí)針,而在右線圈組成的電路中,感應(yīng)電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上.把這個(gè)線圈看做電源,由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d,因此d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn),綜上可得,選項(xiàng)B、D正確.
15.如圖所示,在兩個(gè)沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場中,分別放入兩個(gè)完全一樣的水平金屬圓盤a和b.它們可以繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動,用導(dǎo)線通過電刷把它們相連.當(dāng)圓盤a轉(zhuǎn)動時(shí),下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.圓盤b總是與a沿相同方向轉(zhuǎn)動
B.圓盤b總是與a沿相反方向轉(zhuǎn)動
C.若B1、B2同向,則a、b轉(zhuǎn)向相同
D.若B1、B2反向,則a、b轉(zhuǎn)向相同
解析:選ABC.當(dāng)圓盤a轉(zhuǎn)動時(shí),由于切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,該電流流入b盤中,在磁場中由于受安培力b盤會轉(zhuǎn)動.但若不知B1、B2的方向關(guān)系,則b盤與a盤的轉(zhuǎn)向關(guān)系將無法確定,故A、B錯(cuò)誤.設(shè)B1、B2同向且向上,a盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動,則由右手定則可知a盤中的感應(yīng)電流由a→a′,b盤受力將順時(shí)針轉(zhuǎn)動,故C錯(cuò)誤.同理可判定D項(xiàng)正確.
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