(新課標)2022屆高考物理一輪復習 第10章 電磁感應 第一節(jié) 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律達標診斷高效訓練

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1、(新課標)2022屆高考物理一輪復習 第10章 電磁感應 第一節(jié) 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律達標診斷高效訓練 一、單項選擇題 1.下列圖中能產生感應電流的是(  ) 解析:選B.根據產生感應電流的條件:A中,電路沒閉合,無感應電流;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,無感應電流;D中,閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化,無感應電流. 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

2、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.所選線圈的匝數過多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同 解析: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,則不能產生感應電流,也就不會受安培力作用而跳起,選項D正確. 3.(2018·浙江寧波模擬)如圖甲所示,在同一平面內有兩個圓環(huán)A、B,圓環(huán)A將圓環(huán)B分

3、為面積相等的兩部分,以圖甲中A環(huán)電流沿順時針方向為正,當圓環(huán)A中的電流如圖乙所示變化時,下列說法正確的是(  ) A.B中始終沒有感應電流 B.B中有順時針方向的感應電流 C.B中有逆時針方向的感應電流 D.B中的感應電流先沿順時針方向,后沿逆時針方向 解析:選B.由安培定則可知,環(huán)A產生的磁場分布,環(huán)內垂直紙面向里,環(huán)外垂直紙面向外,由于內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;當導線中的電流強度I逐步減小時,導致環(huán)產生感應電流.根據楞次定律,則有感應電流的方向順時針;同理,當導線中的電流強度I反向逐漸增大時,導致環(huán)產生感應電流.根據楞次定律,則感應電流的

4、方向為順時針,故B正確,A、C、D錯誤. 4.如圖甲所示,長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內,長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示.在0~時間內,直導線中電流向上,則在~T時間內,線框中感應電流的方向與所受安培力的合力方向分別是(  ) A.順時針,向左     B.逆時針,向右 C.順時針,向右 D.逆時針,向左 解析:選B.在0~時間內,直導線中電流向上,由題圖乙知,在~T時間內,直導線電流方向也向上,根據安培定則知,導線右側磁場的方向垂直紙面向里,電流逐漸增大,則磁場逐漸增強,根據楞次定律,金屬線框中產生逆時針方向的感應電流.根據左手定則,金屬線框左邊受到的安培

5、力方向向右,右邊受到的安培力方向向左,離導線越近,磁場越強,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錯誤. 5.(2018·山東煙臺模擬)如圖所示,通電導線MN與單匝矩形線圈abcd共面,位置靠近ab且相互絕緣.當矩形線圈突然向右運動時,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.根據楞次定律,“來拒去留”,感應電流的效果總是阻礙相對運動,所以線圈向右運動時所受安培力向左. 6.(2018·佛山模擬)如圖所示,一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強磁場中

6、,若要使圓環(huán)中產生如箭頭所示方向的瞬時感應電流,下列方法可行的是(  ) A.使勻強磁場的磁感應強度均勻增大 B.使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉動30° C.使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉動30° D.保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉動 解析:選A.根據右手定則,圓環(huán)中感應電流產生的磁場豎直向下與原磁場方向相反,根據楞次定律,說明圓環(huán)磁通量在增大.磁場增強則磁通量增大,A正確;使圓環(huán)繞水平軸ab或cd轉動30°,圓環(huán)在中性面上的投影面積減小,磁通量減小,只會產生與圖示方向反向的感應電流,B、C錯誤;保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉動,圓環(huán)仍與磁場垂直,磁通量不變,不會產生感應電流,D錯誤

7、. 7.如圖所示,上下開口、內壁光滑的銅管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中都做自由落體運動 B.在兩個下落過程中的機械能都守恒 C.在P中的下落時間比在Q中的長 D.落至底部時在P中的速度比在Q中的大 解析:選C.小磁塊在銅管中下落,產生電磁感應現(xiàn)象,根據楞次定律的推論——阻礙相對運動可知,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,沒有電磁感應現(xiàn)象,小磁塊做自由落體運動,故C正確. 8.如圖所示,A為水平放置的膠木圓盤,在其側面均勻分布著負電荷,在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B,使B的

8、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動,則(  ) A.金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢,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動,ω增大,等效電流增大,產生B增大,則金屬環(huán)B內磁通量增大,根據楞次定律,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B正確. 9.(2018·衡水冀州中學月考)如圖所示為兩

9、組同心閉合線圈的俯視圖,若內線圈的電流I1為圖中所示的方向,則當I1增大時,外線圈中的感應電流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分別為(  ) A.I2沿順時針方向,F(xiàn)沿半徑指向圓心 B.I2沿順時針方向,F(xiàn)沿半徑背離圓心 C.I2沿逆時針方向,F(xiàn)沿半徑指向圓心 D.I2沿逆時針方向,F(xiàn)沿半徑背離圓心 解析:選D.內線圈通有題圖所示方向的電流I1,當I1增大時,導致穿過外線圈的磁通量增大,由楞次定律可得,外線圈中的感應電流I2的方向為沿逆時針方向;由于外線圈處于內線圈產生的磁場中,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)

10、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磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動.t=0時,磁感應強度為B0,此時MN到達的位置恰好使MbcN構成一個邊長為1的正方形.為使MN棒中不產生感應電流,從t=0開始,磁感應強度B隨時間t變化的示意圖應為(  ) 解析:選C.根據楞次定律,若閉合回路內的磁通量不發(fā)生變化,則無感應電流產生.從t=0開始經過時間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時的磁通量.代入可得B=,隨著時間的延長,磁感應強度無限接近于0,但又不會等于0,選項C對,A、B、D

11、錯. 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為abcda的感應電流,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.導線AB正對OO′靠近線圈 D.線圈繞OO′軸逆時針轉動90°(俯視) 解析:選D.由于通電直導線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′靠近線圈或遠離線圈,線圈中磁通量均為零,不能在線圈中產生感應電流,選項A、B、C錯誤;線圈繞OO′軸逆時針轉動9

12、0°(俯視),由楞次定律可知,在線圈中形成方向為abcda的感應電流,選項D正確. 二、多項選擇題 12.(2018·景德鎮(zhèn)模擬)如圖所示,一根長導線彎曲成“”形,通以直流電I,正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導線處于同一豎直平面內.在電流I增大的過程中,下列判斷正確的是(  ) A.金屬環(huán)中無感應電流產生 B.金屬環(huán)中有逆時針方向的感應電流 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,所以有感應電流產生,A錯誤.由楞次定律得,感應電流方向沿逆時針,B正確.由圓的上半部分B大于下半部分,

13、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錯誤. 13.如圖所示,光滑平行金屬導軌PP′和QQ′都處于同一水平面內,P和Q之間連接一電阻R,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中.現(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN,用一水平向右的力F拉動導體棒MN,以下關于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是(  ) A.感應電流方向是N→M B.感應電流方向是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,根據右手定則可判斷,感應電流方向為由N→M,A正確,B錯誤;再由左手定則可判定棒所受安

14、培力的方向為水平向左,C正確,D錯誤. 14.(2018·瀘州質檢)如圖所示,兩個線圈套在同一個鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經標出.左線圈連著平行導軌M和N,導軌電阻不計,在導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磁場中,下列說法中正確的是(  ) A.當金屬棒ab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ab向右勻速運動時,b點電勢高于a點,c點與d點等電勢 C.當金屬棒ab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ab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BD.當金屬棒向右勻速運動而切割磁感線時

15、,金屬棒產生恒定感應電動勢,由右手定則判斷電流方向為a→b.根據電流從電源(ab相當于電源)正極流出沿外電路回到電源負極的特點,可以判斷b點電勢高于a點.又左線圈中的感應電動勢恒定,則感應電流也恒定,所以穿過右線圈的磁通量保持不變,不產生感應電流.當ab向右做加速運動時,由右手定則可推斷φb>φa,電流沿逆時針方向.又由E=Blv可知ab導體兩端的E不斷增大,那么左邊電路中的感應電流也不斷增大,由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時針方向的,并且場強不斷增強,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電流方向應沿逆時針,而在右線圈組成的電路中,感應電動勢僅產

16、生在繞在鐵芯上的那部分線圈上.把這個線圈看做電源,由于電流是從c沿內電路(即右線圈)流向d,因此d點電勢高于c點,綜上可得,選項B、D正確. 15.如圖所示,在兩個沿豎直方向的勻強磁場中,分別放入兩個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動,用導線通過電刷把它們相連.當圓盤a轉動時,下列說法錯誤的是(  ) A.圓盤b總是與a沿相同方向轉動 B.圓盤b總是與a沿相反方向轉動 C.若B1、B2同向,則a、b轉向相同 D.若B1、B2反向,則a、b轉向相同 解析:選ABC.當圓盤a轉動時,由于切割磁感線而產生感應電流,該電流流入b盤中,在磁場中由于受安培力b盤會轉動.但若不知B1、B2的方向關系,則b盤與a盤的轉向關系將無法確定,故A、B錯誤.設B1、B2同向且向上,a盤逆時針轉動,則由右手定則可知a盤中的感應電流由a→a′,b盤受力將順時針轉動,故C錯誤.同理可判定D項正確.

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