2019年高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律练习.doc

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第1讲电磁感应现象楞次定律板块三限时规范特训时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共14小题,每小题6分,共84分。其中17为单选,814为多选)1如图所示,一水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30角,现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的改变量的大小是()A.BSB.NBSC.BSD.NBS答案C解析磁通量与匝数无关,BS中,B与S必须垂直。初态1BsinS,末态2BcosS,磁通量的变化量大小|21|BS(cos30sin30)|BS,所以应选C项。2如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO,OO与线圈在同一平面上。在线圈以OO为轴翻转180的过程中,线圈中电流流向()A始终由ABCAB始终由ACBAC先由ACBA再由ABCAD先由ABCA再由ACBA答案A解析原磁场的方向垂直纸面向下,以OO为轴翻转90的过程中,磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,垂直纸面向下,由安培定则可知,感应电流方向ABCA;以OO为轴再转90的过程中,磁通量变大,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直纸面向上,由安培定则可知,感应电流方向ABCA,所以A选项是正确的。32017河北衡水模拟线圈ab中的电流如图所示,设电流从a到b为正方向,那么在0t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,从左向右看,它的方向是()A顺时针B逆时针C先顺时针后逆时针D先逆时针后顺时针答案A解析根据题意可知,当电流从a流向b时,由右手螺旋定则可知,穿过线圈M的磁场水平向右,由于电流的减小,所以磁通量变小,根据楞次定律可得,铝环M的感应电流方向为顺时针(从左向右看)。后半段时间电流从b流向a,由右手螺旋定则可知,穿过铝环M的磁场水平向左,电流增大,则磁通量变大,根据楞次定律可知,感应电流方向为顺时针(从左向右看),故电流方向不变,A正确。42016石家庄质检法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机。如图所示,紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄,使圆盘逆时针匀速转动,电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是()A回路中电流大小变化,方向不变B回路中电流大小不变,方向变化C回路中电流的大小和方向都周期性变化D回路中电流方向不变,从b导线流进电流表答案D解析圆盘在磁场中切割磁感线产生恒定的感应电动势EBR2,由右手定则判断得a端为负极、b端为正极,所以只有D项正确。5. 2017山东青岛二模如图所示,在光滑绝缘水平面上固定一通电直导线,其右侧有闭合圆形线圈,某时刻线圈获得一个如图所示的初速度v0,若通电导线足够长,无限长通电直导线周围某处磁场的磁感应强度大小为Bk,则下列说法正确的是()A线圈中产生沿顺时针方向的恒定电流B线圈中产生沿逆时针方向的恒定电流C线圈最终会以某一速度做匀速直线运动D线圈最终会停下来并保持静止答案C解析根据右手螺旋定则判断,线圈所处的磁场方向垂直纸面向里,根据题意可知,离导线越远,磁场越弱,线圈有远离直导线的速度,依据楞次定律可知,线圈中的感应电流方向沿顺时针方向,但由于磁场减弱,且动能有损失,速度减小,所以线圈产生的不是恒定电流,选项A、B错误;当线圈在该平面上以速度v0沿图示方向运动时,产生感应电流,将圆形线圈看作由无数小段直导线组成,根据左手定则知安培力合力方向垂直导线向左,使金属环在垂直导线方向做减速运动,当垂直导线方向的速度减为零,线圈沿导线方向运动,磁通量不变,无感应电流,合力为零,做匀速直线运动,选项C正确,D错误。6如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是()A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大答案D解析通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈a中的磁通量变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈a将阻碍磁通量的增大,因此,线圈a有缩小并远离的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,C错误,D正确。7.2017福建泉州期末水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环M和N,通电密绕长螺线管穿过两环,如图所示,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略,当变阻器滑动触头向左移动时,两环将()A一起向左移动B一起向右移动C相互靠拢D相互分离答案C解析当滑动变阻器的滑动触头向左移动时,螺线管内部、外部的磁场均增加,穿过M、N两金属环的水平向右的磁通量增加,根据楞次定律,可以知道两环中有相同方向的电流,同方向电流相互吸引,故两环相靠近,所以C选项是正确的。8如图所示,倾角为的斜面上放置着光滑导轨,金属棒KN置于导轨上,在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上。在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后,则下列说法正确的是()A圆环L有收缩趋势B圆环L有扩张趋势C圆环内产生的感应电流变小D圆环内产生的感应电流不变答案AC解析由于金属棒KN在重力的作用下向下运动,则KNMP回路中产生俯视逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场,随着金属棒向下加速运动,圆环的磁通量将增加,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加;又由于agsin,金属棒向下运动的加速度减小,磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。故A、C正确。9. 2017宁夏中卫一模右图是创意物理实验设计作品小熊荡秋千的示意图。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置。当用手左右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是()AP向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)BP向右摆动的过程中,Q也会向右摆动CP向右摆动的过程中,Q会向左摆动D若用手左右摆动Q,P会始终保持静止答案AB解析P向右摆动的过程中,穿过P线圈的磁通量减小,根据楞次定律,P中有顺时针方向的电流(从右向左看),故A正确。根据电路连接可知Q下端的电流方向向外,根据左手定则,所受的安培力向右,则Q向右摆动。同理,用手左右摆动Q,P会左右摆动,故B正确,C、D错误。10等腰三角形线框abc与长直导线MN绝缘,且线框被导线分成面积相等的两部分,如图甲所示,MN中通有由N流向M的电流,电流强度随时间的变化如图乙所示,则关于线框中感应电流的判断正确的是()A在任何时刻线框中都无感应电流B在t1时刻线框中有沿acba方向的感应电流C在t2时刻线框中有沿acba方向的感应电流D在t3时刻线框中有沿abca方向的感应电流答案BD解析穿过线框的磁通量垂直纸面向里,在t1时刻时,磁通量增加,在t2时刻时,磁通量不变,在t3时刻时,磁通量减少,根据楞次定律可得B、D正确。11如图所示,在赤道附近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点的电势与b点的电势相同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ad为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为adcba答案AD解析在赤道附近的地磁场是平行地面由南指向北,当线圈不管向哪个方向平动,都没有感应电流产生,各点电势相同,因此A选项正确,B选项错误。以ab为轴转动,磁通量不变,也没有感应电流,C选项错误。以ad为轴向上翻转,磁通量增大,感应电流磁场方向由北指向南,由安培定则可知,感应电流的方向adcba,D选项正确。12如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是()A开关S闭合瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C开关S是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D开关S是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动答案AC解析当开关S闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,由楞次定律可知,为了阻碍磁通量的增加,钻头M向右运动远离左边线圈,故A正确;当开关S由闭合到断开的瞬间,穿过右线圈的磁通量要减少,为了阻碍磁通量的减少,钻头M要向左运动靠近左边的线圈,故B错误;开关S闭合时,当滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时,回路的电阻减小,回路的电流增大,产生的磁场增强,穿过右线圈的磁通量增大,为了阻碍磁通量的增加,钻头M向右运动远离左边线圈,故C正确;当滑动变阻器的滑片P向右迅速滑动时,回路的电阻增大,回路的电流减小,产生的磁场减弱,穿过右线圈的磁通量减少,为了阻碍磁通量的减少,钻头M向左运动靠近左边线圈,故D错误。13如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为线圈再下落到位置,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是()A从有顺时针方向的感应电流B从有逆时针方向的感应电流C从有先逆时针后顺时针方向的感应电流D从有逆时针方向的感应电流答案AD解析从突然缩小到,磁通量增大,原磁场方向竖直向上,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向竖直向下,由安培定则可知,产生俯视顺时针方向的感应电流,A选项正确,B、C选项错误。从到,磁通量减小,感应电流的磁场方向竖直向上,由安培定则可知,感应电流的方向为俯视逆时针方向,所以D选项正确。14下图甲中bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,磁感应强度随时间的变化如图乙,导体棒PQ始终静止,在0t1时间内()A导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向上B导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向下C导体棒PQ受到的摩擦力可能一直增大D导体棒PQ受到的摩擦力可能先减小后增大答案CD解析在0t1时间内,磁感应强度B先减小后反向增大,穿过PQca回路的磁通量先减小后反向增大,由楞次定律可知,当回路磁通量均匀减小时,产生恒定的感应电流,回路面积有扩大趋势,导体棒PQ受到的安培力沿轨道斜面向上,安培力的大小FABILIL(B0kt),随磁感应强度B的减小而减小,导体棒PQ受到的静摩擦力在t0时若沿斜面向下,则静摩擦力随B的减小而减小;在t0时若沿斜面向上,则静摩擦力随B的减小而增大。当磁感应强度B反向增大时,回路磁通量增大,回路面积有缩小的趋势,导体棒PQ受到的安培力沿斜面向下,且随磁感应强度B的增大而增大,导体棒PQ受到的静摩擦力FfmgsinBIL也随之增大。因此安培力在磁感应强度B减小到0之前沿斜面向上,静摩擦力有可能沿斜面向上,也有可能沿斜面向下,选项A、B错误;而静摩擦力可能先减小后增大或者一直增大,选项C、D正确。二、非选择题(本题共2小题,共16分)15(8分)如图,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下。在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有_(选填“收缩”或“扩张”)趋势,圆环内产生的感应电流_(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案收缩变小解析ab在恒力作用下向右运动的过程中ab棒切割磁感线,在abdc回路中产生感应电流,则在圆环处产生了垂直纸面向外的磁场。感应电流的大小与ab棒的切割速度成正比,随着ab棒不断向右加速运动,穿过小圆环的磁通量不断增大,由楞次定律可知,小圆环有收缩的趋势。又由于ab棒速度不断增大感应电动势增大,回路中电流增大,金属棒受到向左的安培力增大,棒ab的加速度减小,磁通量的变化率减小,圆环中产生的感应电流不断减小,当恒力F等于安培力时,棒ab开始匀速运动,穿过圆环的磁通量不再变化,此时环内感应电流为零,所以环内有变小的电流。16(8分)某同学在学习了感应电流的产生条件和楞次定律之后,自己制作了一个手动手电筒。如图是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称。(1)试分析其工作原理;(2)灯泡中的电流方向是否变化。答案(1)磁通量变,有感应电流(2)变化解析(1)当晃动手电筒时,线圈来回滑动,线圈的磁通量有变化,就会产生感应电流,与线圈相连的灯泡就会发光。(2)线圈所在处的原磁场方向水平向左,线圈在O点时磁通量最小,在向左或向右移动时,磁通量增大,在从一端经过O点向另一端移动时,磁通量先减小后增大,产生相反方向的感应电流,所以灯泡中的电流方向发生变化。
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