（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 1 第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律練習(xí)（含解析）

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1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 1.如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2　 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．不能判斷 解析：選C.導(dǎo)體MN周圍的磁場并非勻強磁場，靠近MN處的磁場強些，磁感線密一些，遠(yuǎn)離MN處的磁感線疏一些，當(dāng)線框在Ⅰ位置時，穿過平面的磁通量為ΦI，當(dāng)線框平移到Ⅱ位置時，磁通量為ΦⅡ，則磁通量的變化量為ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ.當(dāng)線框翻轉(zhuǎn)至Ⅱ位置時，磁感線相當(dāng)于從“反面”穿過平面，則磁通量為－ΦⅡ，則

2、磁通量的變化量是ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2. 2．(多選)(2019·寧波質(zhì)檢)下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運動 B．如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時 C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時 D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時 解析：選BD.甲圖中導(dǎo)體AB順著磁感線運動，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應(yīng)電流，故選項A錯誤；乙圖中條形磁鐵插入線圈時，線圈中的磁通量增加，拔出時線圈中的磁通量減少，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項

3、B正確；丙圖中開關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項C錯誤；丙圖中開關(guān)S接通，滑動變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場變化，螺線管B中的磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項D正確． 3．如圖所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是(　　) A．三者同時落地 B．甲、乙同時落地，丙后落地 C．甲、丙同時落地，乙后落地 D．乙、丙同時落地，甲后落地 解析：

4、選D.甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時間長；乙沒有閉合回路，丙是塑料線框，故都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運動，故D正確． 4．(2019·臺州質(zhì)檢)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗中： (1)首先要確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向間的關(guān)系．實驗中所用電流計量程為 100 μA，電源電動勢為1.5 V，待選的保護(hù)電阻有：R1＝100 kΩ，R2＝1 kΩ，R3＝10 Ω，應(yīng)選用________作為保護(hù)電阻． 　　 (2)實驗中已得出電流計指針向右偏轉(zhuǎn)時，電流是“＋“接線柱流入的，那么在如圖甲所示的裝置中，若將條形磁鐵S極朝下插入線圈中，則電流計

5、的指針應(yīng)向________偏轉(zhuǎn)． (3)在給出的實物圖乙中，用實線作為導(dǎo)線將實驗器材連成實驗電路． (4)將線圈L1插入L2中，合上開關(guān)．能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實驗操作是______． A．插入軟鐵棒　 B．拔出線圈L1 C．使變阻器阻值變大 D．?dāng)嚅_開關(guān) 解析：(1)為保護(hù)電流計安全，保護(hù)電阻最小阻值R＝＝ Ω＝1.5×104 Ω，因此保護(hù)電阻應(yīng)選R1. (2)將條形磁鐵S極朝下插入線圈中，穿過線圈的磁場方向向上，磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從“＋”接線柱流入電流計，電流計的指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)． (3)將線圈L2和電流計串聯(lián)形成一個回路，將開關(guān)、滑動變阻器、電

6、源、線圈L1串聯(lián)而成另一個回路即可，實物圖如圖所示： (4)根據(jù)楞次定律可知，若使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同，則線圈L2中的磁通量應(yīng)該減小，故拔出線圈L1，使變阻器阻值變大，斷開開關(guān)均可使線圈L2中的磁通量減小，故A錯誤，B、C、D正確． 答案：(1)R1　(2)右　(3)如解析圖　(4)BCD 5．(2019·臺州月考)在“探究感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)”的實驗中，請完成下列實驗步驟： (1)為弄清靈敏電流計指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，可以使用一個已知正負(fù)極性的直流電源進(jìn)行探究．某同學(xué)想到了多用電表內(nèi)部某一擋含有直流電源，他應(yīng)選用多用電表的__________擋(選填“歐

7、姆”“直流電流”“直流電壓”“交流電流”或“交流電壓”)對靈敏電流計進(jìn)行測試．由實驗可知當(dāng)電流從正接線柱流入電流計時，指針向右擺動． (2)該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流計的正接線柱，再將黑表筆________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接靈敏電流計的負(fù)接線柱．若靈敏電流計的指針向左擺動，說明電流由電流計的________(選填“正”或“負(fù)”)接線柱流入靈敏電流計的． (3)實驗中該同學(xué)將磁鐵某極從線圈上方向下插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，請在圖中用箭頭畫出線圈電流方向，并用字母N、S標(biāo)出磁鐵的極性． 解析：(1)歐姆擋含有直流電源，故換到歐姆擋． (2)試探性的，所以需要

8、短暫接觸，從上面可以知道當(dāng)電流從正接線柱流入電流計時，指針向右擺動，現(xiàn)要使指針向左擺動，則應(yīng)使電流從負(fù)接線柱流入靈敏電流計． 答案：(1)歐姆　(2)短暫　負(fù)　(3)如圖 【課后達(dá)標(biāo)檢測】 一、選擇題 1.(2019·湖州檢測)如圖所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁感應(yīng)強度為B，則穿過線圈的磁通量為(　　) A. B. C．BL2 D．NBL2 答案：A 2．物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”．如圖，她把一個帶鐵芯的線圈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

9、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驗．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，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(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 答案：D 3．(2019·嘉興質(zhì)檢)如圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2，則(　　) A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a B．導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向為a→d→

10、c→b→a C．導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右 D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，受到的安培力方向水平向左 答案：D 4.(2019·紹興調(diào)研)如圖所示，螺線管的導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相接，一個帶負(fù)電的小球用絲線懸掛在兩金屬板間，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，若條形磁鐵突然插入線圈時，小球的運動情況是(　　) A．向左擺動　 B．向右擺動 C．保持靜止 D．無法判定 解析：選A.條形磁鐵突然插入線圈時，由楞次定律可判定線圈中產(chǎn)生瞬間電流給平行金屬板充電，左板帶正電，右板帶負(fù)電，小球在電場力作用下向左擺動，故A正確． 5．(多選)(2019·杭州質(zhì)檢)如圖所示，一平面線圈用細(xì)桿懸于P點，開始

11、細(xì)桿處于水平位置，釋放后它在圖示的勻強磁場中運動．已知線圈平面始終與紙面垂直．當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向依次為(　　) A．位置Ⅰ逆時針方向 B．位置Ⅰ位置Ⅱ均為逆時針方向 C．位置Ⅱ順時針方向 D．位置Ⅰ位置Ⅱ均為順時針方向 解析：選AC.由題圖可知，當(dāng)線圈從Ⅰ位置運動到最低點過程中，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向順著磁場方向看是逆時針；當(dāng)線圈從最低點運動到Ⅱ位置的過程中，穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)是順時針，所以A、C項正確，B、D項錯誤． 6．(2019·浙江9

12、＋1聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示，水平地面上方存在有界勻強磁場(上、下邊界水平)，磁場上方有三個單匝正方形銅線圈A、B、C，它們從相同高度由靜止開始同時下落．其中A有一個缺口，B、C都是閉合的，但B的導(dǎo)線最粗；A、B邊長相等，C邊長最大，但都小于磁場區(qū)域的高度．則線圈(　　) A．A最后落地 B．B最后落地 C．C最后落地 D．B、C同時落地 解析：選C.線圈A由于有缺口，在磁場中不能形成電流，所以下落時不受安培力作用，故下落的加速度一直為g；而B、C線圈是閉合的，進(jìn)入磁場后，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到豎直向上的安培力作用，加速度小于g，則A線圈最先落地，設(shè)線圈的邊長為L，橫截面積為S，電阻率

13、為ρ0，密度為ρ，質(zhì)量為m，進(jìn)入磁場后速度為v時加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律得mg－v＝ma，a＝g－v＝g－ v＝g－，可知a與橫截面積S、長度L無關(guān)，而線圈C邊長最大，進(jìn)入磁場的位移大，所以C線圈最后落地，選項C正確，選項A、B、D錯誤． 7．(2019·寧波調(diào)研)如圖甲所示，金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示．已知磁場方向垂直于環(huán)面向里為正方向，則下列說法不正確的是(　　) A．t2時刻，穿過圓環(huán)的磁通量為0，圓環(huán)中無感應(yīng)電流 B．t1～t3時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向 C．0～t4時間內(nèi)，金屬圓環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢，兩次

14、擴張趨勢 D．t2～t3時間內(nèi)，環(huán)上某一段受到的安培力指向圓心 解析：選A.在t2時刻，穿過圓環(huán)的磁通量為0，但此時磁通量在變化，圓環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A項錯誤；根據(jù)楞次定律，t1～t3時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流方向一直沿順時針方向，故B項正確；根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)磁感應(yīng)強度增大時，金屬環(huán)有收縮的趨勢，當(dāng)磁感應(yīng)強度減小時，金屬環(huán)有擴張趨勢，從圖象可以看出，0～t4時間內(nèi)，金屬環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢，兩次擴張趨勢，故C項正確；t2～t3時間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量垂直紙面向外并且增大，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則，圓環(huán)受到的安培力指向圓心，故D項正確． 8．(2019

15、·浙江黃巖選考適應(yīng)性考試)如圖甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強度B的正方向，螺線管與U型導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)，當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，下列選項中正確的是(　　) A．在t1時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 B．在t2時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 C．在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流 D．在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有擴張的趨勢 解析：選B.當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和

16、感應(yīng)電流，在t1時刻，感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量為零，選項A錯誤；在t2時刻，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大，選項B正確；由楞次定律，在t1～t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流，感應(yīng)電流逐漸增大，金屬圓環(huán)L內(nèi)磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，選項C錯誤；在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢，選項D錯誤． 9．(多選)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路．將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是　(　　)

17、A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動 B．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動 解析：選AD.由電路可知，開關(guān)閉合瞬間，右側(cè)線圈環(huán)繞部分的電流向下，由安培定則可知，直導(dǎo)線在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場，由楞次定律可知，左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流，則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北，由安培定則可知，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，A正確；開關(guān)閉合并保持一段

18、時間后，穿過左側(cè)線圈的磁通量不變，則左側(cè)線圈中的感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場，則小磁針靜止不動，B、C錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，穿過左側(cè)線圈向右的磁通量減少，則由楞次定律可知，左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，D正確． 二、非選擇題 10．為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示．已知線圈由a端開始繞至b端；當(dāng)電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)． (1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)．俯視線圈，其繞向為__

19、______(選填“順時針”或“逆時針”)． (2)當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時，指針向右偏轉(zhuǎn)．俯視線圈，其繞向為________(選填“順時針”或“逆時針”)． 解析：(1)根據(jù)楞次定律，線圈的磁場上端為N極，下端為S極，又由于指針向左偏轉(zhuǎn)，所以線圈中的電流方向為從b到a，由右手螺旋定則知，俯視線圈時，從a到b，線圈的繞向為順時針． (2)根據(jù)楞次定律，線圈的磁場上端為N極，下端為S極，又由于指針向右偏轉(zhuǎn)，所以線圈中的電流方向為從a到b，由右手螺旋定則知，俯視線圈時，從a到b，線圈的繞向為逆時針． 答案：(1)順時針　(2)逆時針 11．(2019·舟山質(zhì)檢)某同學(xué)利用如

20、圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化．內(nèi)阻r＝40 Ω的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接．滑動變阻器最大阻值為40 Ω，初始時滑片位于正中間20 Ω的位置．打開傳感器，將質(zhì)量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極．穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止(磁鐵下落中受到的電磁阻力遠(yuǎn)小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動)，釋放點到海綿墊高度差為h.計算機屏幕上顯示出如圖所示的UI－t曲線． (1)磁鐵穿過螺線管過程中，產(chǎn)生第一峰值時線圈中的感應(yīng)電動勢約________V. (2)圖象中UI出現(xiàn)前后兩個峰值，對比實驗過程發(fā)現(xiàn)，這兩個峰值是在磁鐵

21、剛進(jìn)入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的，對這一現(xiàn)象的相關(guān)說法正確的是________． A．線圈中的磁通量變化率經(jīng)歷先增大后減小再增大再減小的過程 B．如果滑片從中間向左移動時，坐標(biāo)系中的兩個峰值一定都會減小 C．磁鐵在下落過程中加速度始終小于重力加速度g D．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小 (3)在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉(zhuǎn)化為的電能是____________J. 解析：(1)由UI－t曲線可知，產(chǎn)生第一峰值時滑動變阻器功率為：P滑＝0.004 5 W ① 線圈輸出功率表達(dá)式為P出＝I2R外 ② 根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝I(R內(nèi)＋R外) ③ 聯(lián)立①②③將R

22、內(nèi)＝40 Ω，R外＝20 Ω代入得E＝0.9 V. (2)由UI－t圖象的變化趨勢可知，A對；滑片向左移動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電流增大，螺線管消耗的功率增大，滑動變阻器消耗的功率減小，即UI減小，圖象峰值減小，B對；磁鐵下落至螺線管中點時，磁通量變化率為0，螺線管感應(yīng)電流為0，磁鐵只受重力加速度g，C錯；減小h，磁鐵速度減小，螺線管中磁通量變化率減小，感應(yīng)電流減小，圖線峰值減小，D對．故選ABD. (3)根據(jù)圖象物理意義可知：圖象與橫軸圍成面積大小等于下落過程中電源的輸出電能，由圖象可得，在磁鐵下降h的過程中機械能轉(zhuǎn)化為電能為：2.3×10－4 J(2.1×10－4 J～2.4× 10－4 J均正確)． 答案：(1)0.9　(2)ABD　(3)2.3×10－4(2.1×10－4～2.4×10－4均正確) - 9 -