【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

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1、第9章 第1講 一、選擇題 1．(2020·廣東珠海質(zhì)檢)處在磁場中的一閉合線圈，若沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，則可以判定 (　　) A．線圈沒有在磁場中運(yùn)動(dòng) B．線圈沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng) C．磁場沒有發(fā)生變化 D．穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化 [答案]　D [解析]　　要產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁通量必須發(fā)生變化，D正確． 2．如圖所示，在平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長通電直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系．四個(gè)相同的閉合圓形線圈在四個(gè)象限中完全對稱地放置，兩條導(dǎo)線中電流大小與變化情況相同，電流方向如圖所示，當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開始增大時(shí)，四個(gè)線圈a、b、c、d中感

2、應(yīng)電流的情況是(　　) A．線圈a中無感應(yīng)電流 B．線圈b中無感應(yīng)電流 C．線圈c中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D．線圈d中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 [答案]　BC [解析]　　由安培定則判斷磁場方向如右圖所示，故線圈a、c中有感應(yīng)電流．再根據(jù)楞次定律可知線圈a中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，c中為順時(shí)針方向，A錯(cuò)，C對．而線圈b、d中合磁通量為零，無感應(yīng)電流，B對D錯(cuò)． 3．如圖所示，在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)．以下判斷中正確的是(　　) A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒 B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)磁鐵對桌面的壓力比磁鐵受的重力大 C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑

3、出時(shí)做減速運(yùn)動(dòng) D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左運(yùn)動(dòng)的趨勢 [答案]　AC [解析]　　由條形磁鐵磁場分布特點(diǎn)可知，穿過其中央位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零，所以在環(huán)下落的過程中，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，圓環(huán)只受重力，則環(huán)下落時(shí)機(jī)械能守恒，A對，B錯(cuò)；給磁鐵水平向右的初速度，由楞次定律可知，圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)總是阻礙自身磁通量的變化，所以環(huán)要受到向右的作用力，由牛頓第三定律可知，磁鐵要受到向左的作用力而做減速運(yùn)動(dòng)(或據(jù)“總阻礙相對運(yùn)動(dòng)”的推論得出)，故C對D錯(cuò)． 4．(2020·江蘇啟東中學(xué)質(zhì)檢)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連，如圖所示．線圈

4、上端與電源正極相連，閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持開關(guān)閉合，則(　　) A．鋁環(huán)不斷升高 B．鋁環(huán)停留在某一高度 C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落 D．如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變 [答案]　CD [解析]　　開關(guān)閉合瞬間，鋁環(huán)中的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到安培力作用使鋁環(huán)運(yùn)動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)的效果阻礙磁通量的變化，所以鋁環(huán)向上跳起，開關(guān)閉合后，線圈周圍的磁場恒定，則鋁環(huán)將回落，所以A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)電源的正負(fù)極對調(diào)后現(xiàn)象同上，D正確． 5．(2020·廣東新洲中學(xué)模擬)兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)

5、動(dòng)的角速度ω發(fā)生變化時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則(　　) A．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小 B．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大 C．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小 D．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大 [答案]　BC [解析]　　由安培定則可知，B中感應(yīng)電流的磁場垂直圓環(huán)面向外，所以A中電流的磁場若向外，則磁場在減弱，即電流為逆時(shí)針且減小，則A應(yīng)帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小，C項(xiàng)正確．若A產(chǎn)生的磁場向里，則磁場在增強(qiáng)，由安培定則可知，A中電流順時(shí)針且增大，A應(yīng)帶正電且轉(zhuǎn)速增大，B項(xiàng)正確． 6．如圖所示，MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線，電流方向向上．今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼

6、此絕緣，當(dāng)導(dǎo)線中的電流Ⅰ突然增大時(shí)，線框的整體受力情況為(　　) A．受力向左 B．受力向右 C．受力向上 D．受力為零 [答案]　B [解析]　　線框內(nèi)左邊部分磁感線穿出，右邊部分磁感線穿入，由于線框位置偏向?qū)Ь€左邊，所以整個(gè)線框的合磁感線是穿出的，并且隨電流的增大而增大．用“阻礙磁通量變化”來考慮線框受磁場力作用要運(yùn)動(dòng)的方向，顯然，線框只有向右運(yùn)動(dòng)，因此線框所受的磁場力應(yīng)向右． 7．實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)舊的學(xué)生直流電源，輸出端的符號(hào)模糊不清，無法分辨正負(fù)極．某同學(xué)設(shè)計(jì)了下面的判斷電源兩極的方法．在桌面上放一個(gè)小磁針，在小磁針東面放一個(gè)螺線管，如圖所示，閉合開關(guān)后，小磁

7、針指南的一端向東偏轉(zhuǎn)．下述判斷正確的是(　　) A．電源A端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向B B．電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向B C．電源A端是正極，在電源內(nèi)電流由B流向A D．電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由B流向A [答案]　B [解析]　　小磁針的N極向左偏，由右手螺旋定則，電流方向由B經(jīng)外電路流向A，電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向B. 8．如圖所示，一根長導(dǎo)線彎曲成如圖所示形狀，通過直線電流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，下列敘述中正確的是(　　) A．金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．金屬環(huán)中有順時(shí)針方向的

8、感應(yīng)電流 C．懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的張力不變 D．金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài) [答案]　D [解析]　　導(dǎo)線中的電流在金屬環(huán)C內(nèi)產(chǎn)生的合磁通量向里，故電流Ⅰ增大的過程中，金屬環(huán)C中的磁場量向里增大，由安培定則及楞次定律知金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)．由對稱性及左手定則知金屬環(huán)受到了豎直向下的安培力的作用且隨著電流Ⅰ增大而增大，金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確． 9．如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直紙面向外

9、的勻強(qiáng)磁場，則在PQ桿滑動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是(　　) A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q B．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．PQ受磁場力的方向垂直桿向左 D．PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右 [答案]　BD [解析]　　在PQ桿滑動(dòng)的過程中，桿與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷B項(xiàng)對，再由PQ中電流方向及左手定則可判斷D項(xiàng)對． 10．如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合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)，長直導(dǎo)線中電流向上，則線框中感應(yīng)電流的方向與所受

10、安培力情況是(　　) A．0～T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 B．0～T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)橄软槙r(shí)針方向后逆時(shí)針方向 C．0～T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左 D．0～時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向右，～T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左 [答案]　A [解析]　　0～時(shí)間內(nèi)，電流i在減小，閉合線框內(nèi)的磁通量必然在減小，由楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，而且0～時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力應(yīng)向左；同理，可以判斷在～T時(shí)間內(nèi)，電流i在反向增大，閉合線框內(nèi)的磁通量必然在增大，由楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流方向也為順時(shí)針方向，故A項(xiàng)對B項(xiàng)錯(cuò)；而且～T時(shí)間內(nèi)線框受安培

11、力的合力應(yīng)向右，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤． 二、非選擇題 11．如圖所示，勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長為l，且l>d，線框以速度v通過磁場區(qū)域，從線框進(jìn)入到完全離開磁場的時(shí)間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時(shí)間是多少？ [答案]　 [解析]　　從線框進(jìn)入到完全離開磁場的過程中，當(dāng)線框bc邊運(yùn)動(dòng)至磁場右邊緣至ad邊運(yùn)動(dòng)至磁場左邊緣過程中無感應(yīng)電流． 此過程位移為：l－d 故t＝. 12．與磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T垂直的單匝線圈面積為0.5m2，線圈的磁通量有多大？若這個(gè)線圈有50匝，磁通量又為多少？線圈位置轉(zhuǎn)過53°時(shí)，磁通量為多少？ [答案]　0.4Wb　0.4Wb　0.24Wb

12、 [解析]　　(1)∵B⊥S， ∴Φ＝BS＝0.8×0.5Wb＝0.4Wb (2)因?yàn)榇磐繛榇┻^線圈的磁感線條數(shù)，所以它和線圈匝數(shù)無關(guān)．故Φ′＝Φ＝0.4Wb. (3)當(dāng)線圈位置轉(zhuǎn)過53°時(shí) Φ″＝BScos53°＝0.8×0.5×0.6Wb＝0.24Wb. 13．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場時(shí)開始計(jì)時(shí)． (1)畫出穿過線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象； (2)判斷線框中有無感應(yīng)電流．若有，請判斷出感應(yīng)電流的方向；若無，請說明理由． [

13、答案]　(1)如圖所示 (2)線框進(jìn)入磁場階段，感應(yīng)電流方向逆時(shí)針；線框在磁場中運(yùn)動(dòng)階段，無感應(yīng)電流；線框離開磁場階段，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向． [解析]　　線框穿過磁場的過程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)． (1)①線框進(jìn)入磁場階段：t為0～，線框進(jìn)入磁場中的 面積與時(shí)間成正比，S＝lvt，最后為Φ＝BS＝Bl2 ②線框在磁場中運(yùn)動(dòng)階段：t為～ 線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變． ③線框離開磁場階段：t為～，線框磁通量線性減小，最后為零． (2)線框進(jìn)入磁場階段，穿過線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流．由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向． 線框在磁場中運(yùn)動(dòng)階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生． 線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減小，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流．由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．