2019年高考物理一轮总复习 第九章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律课时提能演练 新人教版.doc

2019年高考物理一轮总复习 第九章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律课时提能演练 新人教版一、选择题(本大题共15小题,每小题6分,共90分。每小题只有一个选项正确)1.关于感应电流,下列说法中正确的有()A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也不会有感应电流D.只要电路的一部分做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流【解析】选C。只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电流,选项A错误。选项B、D没有强调电路是否闭合,故错误。选项C正确。2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图所示连接。下列说法中正确的是()A.开关闭合后,线圈A插入或拔出时都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转【解析】选A。开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化,从而使电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;开关闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,从而引起线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误。3.(xx厦门模拟)北半球地磁场的竖直分量向下。如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向。下列说法中正确的是()A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势高B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为abcdaD.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为adcba【解析】选C。由右手定则知,若使线圈向东平动,线圈的ab边和cd边切割磁感线,c(b)点电势高于d(a)点电势,故A错;同理可知B错。若以ab为轴将线圈向上翻转,穿过线圈平面的磁通量将变小,由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为abcda,C对、D错。4.如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S为以a为圆心位于纸面内的金属环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻()A.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右B.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向左C.有电流通过电流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向右D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零【解析】选A。当金属杆ab顺时针方向转动时,切割磁感线,由法拉第电磁感应定律知产生感应电动势,由右手定则可知将产生由a到b的感应电流,电流表的d端与a端相连,c端与b端相连,则通过电流表的电流是由c到d,而金属杆在磁场中会受到安培力的作用,由左手定则可判断出安培力的方向为水平向右,阻碍金属杆的运动,所以A正确。5.如图所示,闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直,现金属框固定不动而磁场运动,发现ab边所受安培力的方向竖直向上,则此时磁场的运动可能是()A.水平向右平动B.水平向左平动C.竖直向上平动D.竖直向下平动【解析】选A。本题考查楞次定律、左手定则、法拉第电磁感应定律的应用。ab边受到的力向上,由左手定则可知,ab上电流的方向由ba,由楞次定律可得,线框内的磁通量在向外增加,磁场向右运动,A项正确、B项错误;当磁场上下运动时,线框内的磁通量不变化,不产生感应电流,C、D项错误。6.如图所示,在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90的过程中,放在导轨右端附近的金属棒ab将()A.向左运动B.向右运动C.静止不动D.因不知道条形磁铁的哪一端为N极,也不知道条形磁铁是顺时针转动还是逆时针转动,故无法判断【解析】选B。在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90的过程中,闭合回路的磁通量增大,故根据楞次定律ab的运动要阻碍磁通量的增大,所以ab将向右运动,B正确。7. (xx三明模拟)如图所示,P、Q是两根竖直且足够长的金属杆(电阻忽略不计),处在垂直纸面向里的匀强磁场B中,MN是一个螺线管,它的绕线方法没有画出,P、Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连,A是在MN的正下方水平放置在地面上的金属圆环。现将金属棒ef由静止释放,在下滑过程中始终与P、Q杆良好接触且无摩擦,则在金属棒释放后()A.A环中有大小不变的感应电流B.A环中的感应电流逐渐增大C.A环对地面的压力先增大后减小至恒定值D.A环对地面的压力先减小后增大至恒定值【解析】选C。将金属棒ef由静止释放,做加速度逐渐减小的加速运动,最后匀速运动,因此产生的感应电动势和感应电流先逐渐增大后不变,A环中先有大小逐渐减小的感应电流后无电流,选项A、B均错误。由楞次定律,A环对地面的压力先增大后减小至A环本身的重力值,选项C正确,D错误。8.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.不能判定【解析】选A。产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留”。磁铁向右运动时,铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动,则磁铁和铜环之间有排斥作用,故铜环向右运动,A项正确。9.(xx莆田模拟)一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到N向左运动的是()A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时【解题指南】解答本题应思考以下两点:(1)金属圆环N向左运动的原因。(2)在线圈M所在回路中,哪些情况会造成这种原因。【解析】选C。N向左运动意味着M中磁场减弱,说明M在通电情况下电流减小,不管S向a还是向b闭合的一瞬间,M中的电流都增大,N都会向右运动,A、B项错误;S向a闭合,将R的滑动头向c端移动时,R接入电路的电阻变大,电路中的电流减小,C项正确;同理分析,D项错误。10.一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心。若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空()A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势上端高B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势下端高C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势上端高D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势【解题指南】分析该题时应注意以下三点:(1)确定赤道上空地磁场分布情况;(2)飞机沿不同方向飞行时,金属杆切割磁感线的情况;(3)根据右手定则确定感应电动势的高低。【解析】选D。赤道上方的地磁场方向是由南指向北的,根据右手定则,飞机由东向西飞行时,杆下端电势高,而飞机由西向东飞行时,杆上端电势高,故A、B错。若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时,杆均不切割磁感线,杆中不会产生感应电动势,故C错、D正确。11.如图所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转达到图中的位置时()A.a端聚积电子B.b端聚积电子C.金属棒内电场强度等于零D.a端电势低于b端电势【解析】选B。因金属棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外,当金属棒转动时,由右手定则可知,a端的电势高于b端的电势,b端聚积电子,B正确。【总结提升】楞次定律和右手定则的区别和联系规律比较内容楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例12.如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处于静止状态,若条形磁铁突然插入线圈时,小球的运动情况是()A.向左摆动B.向右摆动C.保持静止D.无法判定【解析】选A。当条形磁铁插入线圈中时,线圈中向左的磁场增强。由楞次定律可判定金属板左端电势高,故带负电的小球将向左摆动,A正确。13.如图甲所示,长直导线与闭合线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0时间内,长直导线中电流向上,则线框中感应电流的方向与所受安培力的情况是()A.0T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向B.0T时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向C.0T时间内线框受安培力的合力向左D.0时间内线框受安培力的合力向右,T时间内线框受安培力的合力向左【解析】选A。0时间内,电流i在减小,闭合线框内的磁通量必然在向里减小,由楞次定律可以判断线框中感应电流方向为顺时针方向,则0时间内线框受安培力的合力应向左;同理,可以判断在T时间内,电流i在反向增大,闭合线框内的磁通量必然在向外增大,由楞次定律可以判断线框中感应电流方向也为顺时针方向,故A项对、B项错;而且T时间内线框受安培力的合力应向右,C、D错误。14.如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd,则()A.FdFcFbB.FcFdFbFdD.FcFbvb,当线圈在进入和离开磁场时,穿过线圈的磁通量变化,线圈中产生感应电流,受磁场力作用,其大小为F=BIl=Bl=,因vdvb,所以FdFbFc,选项D正确。【变式备选】如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是()A.三者同时落地B.甲、乙同时落地,丙后落地C.甲、丙同时落地,乙后落地D.乙、丙同时落地,甲后落地【解析】选D。甲是铜线框,在下落过程中产生感应电流,所受的安培力阻碍它的下落,故所需的时间长;乙没有闭合回路,丙是塑料线框,故都不会产生感应电流,它们做自由落体运动,故D正确。15.(能力挑战题)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则()A.t1时刻FNG,P有扩大的趋势B.t2时刻FN=G,此时穿过P的磁通量最大C.t3时刻FN=G,此时P中无感应电流D.t4时刻FNG,此时穿过P的磁通量最小【解析】选B。t1时刻,电流增大,由楞次定律的阻碍作用知,线圈有远离螺线管、收缩面积的趋势,选项A错误;t2时刻电流不变,线圈无感应电流,FN=G,此时穿过P的磁通量最大,选项B正确;t3时刻电流为零,但电流从有到无,穿过线圈的磁通量发生变化,此时P中有感应电流,但磁感应强度为零,FN=G,选项C错误;t4时刻电流不变,线圈无感应电流,FN=G,此时穿过P的磁通量最大,选项D错误。二、非选择题(10分)16.(xx上海高考)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”)。【解析】(1)根据楞次定律,线圈的磁场上端为N极,下端为S极,又由于指针向左偏转,所以线圈中的电流方向为从b到a,由右手螺旋定则知,俯视线圈时,从a到b,线圈的绕向为顺时针。(2)根据楞次定律,线圈的磁场上端为N极,下端为S极,又由于指针向右偏转,所以线圈中的电流方向为从a到b,由右手螺旋定则知,俯视线圈时,从a到b,线圈的绕向为逆时针。答案:(1)顺时针(2)逆时针