（江蘇專用）2020高考物理二輪復習 第一部分 專題四 電路與電磁感應 第二講 楞次定律 法拉第電磁感應定律——課前自測診斷卷

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1、第二講 楞次定律 法拉第電磁感應定律 ——課前自測診斷卷 考點一 楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用 1.[考查楞次定律及其應用] [多選](2018全國卷Ⅲ)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側(cè)。導線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向。導線框R中的感應電動勢(　　) A．在t＝時為零 B．在t＝時改變方向 C．在t＝時最大，且沿順時針方向 D．在t＝T時最大，且沿順時針方向 解析：選AC　在t＝時，交流電圖線斜率為0，即磁場變化率為0，由E＝＝S知，E＝0，故A正確。在t＝和t＝T時，圖線斜率

2、最大，在t＝和t＝T時感應電動勢最大。在到之間，電流由Q向P減弱，導線在R處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，且磁場減弱，由楞次定律知，R產(chǎn)生的感應電流的磁場方向也垂直紙面向里，則R中感應電動勢沿順時針方向，同理可判斷在到T時，R中電動勢也為順時針方向，在T到T時，R中電動勢為逆時針方向，C正確，B、D錯誤。 2．[考查法拉第電磁感應定律的應用] [多選](2019南京、鹽城三模)目前無線電能傳輸技術已經(jīng)比較成熟，如圖所示為一種非接觸式電源供應系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應原理可無線傳輸電能，兩個感應線圈可以放置在左右相鄰位置。利用這一原理，可以實現(xiàn)對手機進行無線充電，不計線圈的電阻。下列說法正確的是(

3、　　) A．若A線圈中輸入恒定電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應電動勢 B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應電動勢 C．在電能傳輸中，若只增加A、B間的距離，B線圈中感應電動勢變大 D．若只增加A線圈中電流的變化率，B線圈中感應電動勢變大 解析：選BD　根據(jù)感應電流產(chǎn)生的條件，若A線圈中輸入恒定的電流，則A產(chǎn)生恒定的磁場，B中的磁通量不發(fā)生變化，則B線圈中就不會產(chǎn)生感應電動勢，故A錯誤；A線圈中輸入變化的電流，B線圈中會產(chǎn)生感應電動勢，故B正確；法拉第電磁感應定律：E＝可得，A線圈中電流變化越快，A線圈中電流產(chǎn)生的磁場變化越快，B線圈中感應電動勢越大，增大A、B間的距離，不能

4、使B線圈中感應電動勢變大，故C錯誤，D正確。 3．[考查感生電動勢] [多選]在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1 250匝，橫截面積S＝20 cm2，螺旋管導線電阻r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝5 Ω，C＝20 μF。在一段時間內(nèi)，豎直向下穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，下列說法正確的是(　　) A．螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢為1 000 V B．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電容器下極板帶負電 C．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，通過電阻R1的電流為0.1 A D．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，再斷開S，以后流經(jīng)R2的電荷量為1.010－5 C 解析：選C

5、D　根據(jù)法拉第電磁感應定律：E＝n＝nS＝1 2502010－4 V＝1.0 V，故A錯誤； 根據(jù)楞次定律可知回路中產(chǎn)生的電流方向是逆時針，所以電容器下極板帶正電，故B錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I＝＝ A＝0.1 A，故C正確；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時電容器極板上所帶的電荷量Q，電容器兩端的電壓：U＝IR2＝0.15 V＝0.5 V，流經(jīng)R2的電荷量：Q＝CU＝2010－60.5 C＝1.010－5 C，故D正確。 4．[考查動生電動勢與楞次定律] [多選]如圖甲所示，一寬為l的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面向里。一個邊長為a(l＞a)的正方形導線框ABCD位于紙面內(nèi)

6、，以垂直于磁場邊界的恒定速度v通過該磁場區(qū)域，導線框電阻為R。在運動過程中，線框有一條邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取線框剛進入磁場的時刻t＝0，線框中感應電流隨時間變化規(guī)律的It圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) A．在第1 s內(nèi)，線框中感應電流為逆時針方向，大小恒定為0.3 A B．在第2 s內(nèi)，穿過線框的磁通量最大，感應電流大小恒定為0.6 A C．在第3 s內(nèi)，線框中感應電流方向為順時針方向，大小恒定為0.3 A D．在第1 s內(nèi)，線框中C點電勢高于D點電勢，感應電流大小為0 解析：選AC　在第1 s內(nèi)，線框向磁場中運動，穿過線框的磁通量均勻增加，感應電流為逆時針方向

7、(取為正方向)，電流大小恒定，由題圖乙可知I＝0.3 A，選項A正確；在第2 s內(nèi)，整個線框在磁場中運動，穿過線框的磁通量最大且不變，沒有感應電流，選項B錯誤；在第3 s內(nèi)，線框從磁場中出來，磁通量均勻減小，感應電流為順時針方向(為負方向)，大小恒定，I＝0.3 A，選項C正確；在第1 s內(nèi)，由楞次定律判斷出線框中感應電流方向沿逆時針方向，則C點電勢低于D點電勢，選項D錯誤。 5．[考查電磁感應定律和楞次定律的應用] 如圖甲所示，正方形閉合線圈abcd邊長為10 cm，總電阻為2.0 Ω，匝數(shù)為100匝，放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示。求：

8、(1)在0～2 s內(nèi)線圈中感應電動勢的大?。? (2)在t＝1.0 s時線圈的ad邊所受安培力的大小和方向； (3)線圈中感應電流的有效值。 解析：(1)在0～2 s內(nèi)線圈中感應電動勢的大小為 E1＝n＝nS＝1 V。 (2)在t＝1.0 s時，I1＝＝0.5 A，由題圖乙可知，B1＝1 T，則F＝nB1I1L＝5.0 N 根據(jù)楞次定律，流過ad邊的電流方向由a到d，由左手定則可知，ad邊所受安培力的方向垂直ad向右。 (3)在0～2 s內(nèi)I1＝0.5 A 在2～3 s內(nèi)，線圈中感應電動勢的大小為E2，E2＝n＝nS＝2 V，I2＝＝1 A 設線圈中感應電流的有效值為I， 則

9、I12Rt1＋I22Rt2＝I2Rt，解得I＝ A。 答案：(1)1 V　(2)5.0 N　垂直ad向右　(3) A 考點二 電磁感應中的圖像問題 6.[考查電磁感應中的Φt圖像] 穿過某閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化的圖像分別如圖中的①～④所示，下列說法正確的是(　　) A．圖①有感應電動勢，且大小恒定不變 B．圖②產(chǎn)生的感應電動勢一直在變大 C．圖③在0～t1時間內(nèi)的感應電動勢是t1～t2時間內(nèi)感應電動勢的2倍 D．圖④產(chǎn)生的感應電動勢先變大再變小 解析：選C　圖①中磁通量沒有變化，因此沒有感應電動勢，故A錯誤；圖②中的磁通量均勻增加，圖像的斜率不變，因此感應電動勢

10、不變，故B錯誤；圖③在0～t1時間內(nèi)的斜率是t1～t2時間內(nèi)斜率的2倍，所以在0～t1時間內(nèi)感應電動勢是t1～t2時間內(nèi)感應電動勢的2倍，故C正確；圖④的斜率大小先減小后增大，故產(chǎn)生的感應電動勢先變小再變大，故D錯誤。 7．[考查電磁感應中的Bt圖像] [多選]如圖甲所示，兩根間距為L的粗糙導軌水平放置，在導軌上垂直導軌放置一根導體棒MN，導體棒MN接入回路中電阻為R，與導軌接觸良好，且處在豎直向上的勻強磁場B1中。導軌的左端與一個半徑為l的導線圈連接，P、Q兩點距離很小，導線圈內(nèi)存在著豎直向下的磁場B2，磁感應強度B2隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知導體棒MN始終保持靜止狀態(tài)，導軌與導線

11、圈電阻不計，則在B2均勻減弱的過程中，下列說法正確的是(　　) A．導體棒MN受到水平向左的摩擦力 B．導體棒MN受到水平向右的摩擦力 C．摩擦力大小為B1L D．摩擦力大小為B1L 解析：選BD　根據(jù)楞次定律和安培定則可知，導線圈內(nèi)的感應電流方向為順時針，根據(jù)左手定則，導體棒MN受到水平向左的安培力，根據(jù)平衡條件可知導體棒MN受到水平向右的摩擦力，故B正確，A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應定律有E＝＝＝，由歐姆定律可知I＝，安培力為F＝B1IL，摩擦力大小為f＝F＝，故D正確，C錯誤。 8．[考查電磁感應中的Fx圖像問題] (2019江蘇南京師大附中高考模擬)如圖所示，一等腰三角

12、形閉合金屬框架置于與勻強磁場方向垂直的平面內(nèi)，其底邊與磁場右邊界平行，在把框架從磁場中水平向右勻速拉出磁場的過程中，下列關于拉力F隨框架頂點離開磁場右邊界距離x變化的圖像中，正確的是(　　) 解析：選D　設等腰三角形的頂角為2α，此過程產(chǎn)生的感應電動勢為：E＝BLv＝B2xtan αv＝2Btan αvx，感應電流為：I＝＝，線框受到的安培力為：F安＝BIL＝B2xtan α＝，線框做勻速直線運動，由平衡條件可得：F＝F安，由數(shù)學知識可知D選項正確，A、B、C錯誤。 9．[對電磁感應圖像問題的綜合考查] (2019江蘇七市二模)如圖所示，光滑水平桿上套一導體圓環(huán)，條形磁鐵平行于水平

13、桿固定放置，t＝0時刻，導體環(huán)在磁鐵左側(cè)O點獲得一個向右的初速度，經(jīng)過t0時間停在磁鐵右側(cè)O1點，O、O1兩點間距離為x0，且兩點關于磁鐵左右對稱。上述過程中，下列描述穿過導體環(huán)的磁通量Φ、導體環(huán)所受安培力F隨位移x變化的關系圖線，以及速度v、電流i隨時間t變化的關系圖線可能正確的是(　　) 解析：選D　根據(jù)條形磁鐵磁場的對稱性，導體環(huán)在O和O1的磁通量是一樣的，等大同向，故A錯誤；根據(jù)楞次定律，導體環(huán)受到的阻力一直與速度方向相反，故受力一直向左，不存在力反向的情況，故B錯誤；導體環(huán)在OO1中點的磁通量變化率為0，故在該點受安培力大小為0，圖中速度無斜率為0點，故C錯誤；開始導體環(huán)靠近磁

14、極磁通量增加，磁通量變化率可能會增加，故電流增大，之后磁通量變化率會變小，故電流會減?。贿^了OO1中點磁通量減少，因此產(chǎn)生電流反向，磁通量變化率增加，故電流反向增大，靠近O1時隨著速度減小磁通量變化率逐漸減至0，電流也逐漸減小到0，故D正確。 考點三 自感現(xiàn)象和渦流 10.[考查自感現(xiàn)象的影響因素] (2019江蘇鹽城中學模擬)如圖所示，將帶鐵芯的電感器L與燈泡A串聯(lián)，再與另一個完全相同的燈泡B并聯(lián)，接在以正弦交流信號發(fā)生器為電源的兩端。通過調(diào)節(jié)交流信號發(fā)生器上的旋鈕，可以改變輸出電壓和信號的頻率。閉合開關S，A、B兩燈均發(fā)光。關于該實驗，下列說法中正確的是(　　) A．保持交流

15、信號頻率不變，適當提高輸出電壓，發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈亮 B．保持輸出電壓和信號頻率不變，撤去鐵芯后，發(fā)現(xiàn)A燈比原來亮 C．保持輸出電壓不變，提高交流信號頻率，發(fā)現(xiàn)A、B燈均變亮 D．斷開開關S，發(fā)現(xiàn)B燈閃亮一下，然后熄滅 解析：選B　電感線圈對交流電有阻礙作用，所以流過A的電流始終小于流過B的電流，則保持交流信號頻率不變，適當提高輸出電壓，發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈暗，故A錯誤；保持輸出電壓和信號頻率不變，撤去鐵芯后，線圈對交流電的阻礙作用減小，發(fā)現(xiàn)A燈比原來亮，故B正確；保持輸出電壓不變，提高交流信號頻率，線圈對交流電的阻礙作用增大，則A燈變暗，故C錯誤；待電路穩(wěn)定后斷開開關，L中產(chǎn)生自感電動

16、勢，相當于電源，A、B兩燈串聯(lián)，同時逐漸變暗，由于原來L中的電流小于流過B燈的電流，所以B燈不會閃亮，故D錯誤。 11．[考查含二極管的自感現(xiàn)象] [多選]如圖所示的電路中，電感L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略，D為理想二極管。下列說法正確的有(　　) A．當S閉合時，L1立即變亮，L2逐漸變亮 B．當S閉合時，L1一直不亮，L2逐漸變亮 C．當S斷開時，L2立即熄滅 D．當S斷開時，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅 解析：選BD　當S閉合時，因二極管加上了反向電壓，故電流在二極管截止，L1一直不亮；通過線圈的電流增加，感應電動勢阻礙電流增加，故使得L2逐漸變亮，選項B正確，A錯誤；

17、當S斷開時，由于線圈自感電動勢阻 礙電流的減小，故通過L2的電流要在L2－L1－D－L之中形成新的回路，故L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅，選項C錯誤，D正確。 12．[考查自感現(xiàn)象在電磁繼電器中的應用] 如圖所示，鐵芯上繞有線圈A和B，線圈A與電源連接，線圈B與理想發(fā)光二極管D相連，銜鐵E連接彈簧K控制觸頭C的通斷，忽略A的自感。下列說法正確的是(　　) A．閉合S，D閃亮一下 B．閉合S，C將會過一小段時間接通 C．斷開S，D不會閃亮 D．斷開S，C將會過一小段時間斷開 解析：選D　當閉合S時，穿過線圈B的磁通量要增加，根據(jù)楞次定律(增反減同)，結合右手螺旋定則可知，線圈B

18、所在回路的電流方向為逆時針，而由于二極管順時針方向?qū)щ?，則二極管D不會閃亮一下，此時線圈A中磁場立刻吸引E，導致觸頭C即時接觸，故A、B錯誤；當斷開S時，穿過線圈B的磁通量要減小，根據(jù)楞次定律(增反減同)，結合右手螺旋定則可知，線圈B所在回路的電流方向為順時針，則二極管處于導通狀態(tài)，則D會閃亮一下，同時對線圈A有影響，阻礙其磁通量減小，那么C將會過一小段時間斷開，故C錯誤，D正確。 13．[考查渦流的應用] 鋪設海底金屬油氣管道時，焊接管道需要先用感應加熱的方法對焊口兩側(cè)進行預熱。其具體做法是將被加熱管道置于感應線圈中，當感應線圈中通以電流時管道發(fā)熱。下列說法正確的是(　　) A．管道發(fā)熱是由于線圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的 B．感應加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的 C．感應線圈中通以恒定電流時也能在管道中產(chǎn)生電流 D．感應線圈中通以正弦交流電在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電 解析：選D　管道發(fā)熱是由于線圈中產(chǎn)生變化的磁場，導致管道中有渦流產(chǎn)生，A、B錯誤；感應線圈中通以恒定電流時，不能在管道中產(chǎn)生電流；感應線圈中通以正弦交流電，在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電，C錯誤，D正確。 7