（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第21講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律夯基提能作業(yè)本.docx

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第21講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象 A組　基礎(chǔ)題組 1.在法拉第時(shí)代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中,能觀察到感應(yīng)電流的是(　　) A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化 C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化 答案　D　將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,因線圈中的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化,故不能觀察到感應(yīng)電流,選項(xiàng)A不符合題意;在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈時(shí),如果通電線圈通以恒定電流,產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),則在另一線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B不符合題意;在線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表時(shí),磁通量已不再變化,因此也不能觀察到感應(yīng)電流,選項(xiàng)C不符合題意;繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,在給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間,線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化,使穿過(guò)另一線圈的磁通量發(fā)生變化,因此,能觀察到感應(yīng)電流,選項(xiàng)D符合題意。 2.如圖所示,矩形導(dǎo)線框abcd處于豎直面內(nèi),直導(dǎo)線MN與bc邊平行且與線框平面共面,并通以向上的電流i,則以下情況不能使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A.線框以直導(dǎo)線MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng) B.線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) C.線框沿線框平面向右平移 D.增大直導(dǎo)線中的電流i 答案　A通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感線是以直導(dǎo)線為圓心的同心圓,線框以直導(dǎo)線MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量不變,線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確;以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線框的磁通量減小,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;讓線框沿線框平面向右平移,穿過(guò)線圈的磁通量減小,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;增大直導(dǎo)線中的電流i,磁場(chǎng)增強(qiáng),穿過(guò)線框的磁通量增大,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。 3.如圖所示,在條形磁鐵外面套一圓環(huán),當(dāng)圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量如何變化(　　) A.逐漸增加 B.逐漸減少 C.先逐漸增加,后逐漸減少 D.先逐漸減少,后逐漸增大 答案　C　條形磁鐵外部?jī)蓸O處磁場(chǎng)最強(qiáng),而中間位置磁場(chǎng)最弱,穿過(guò)圓環(huán)的總磁通量的大小變化可通過(guò)條形磁鐵內(nèi)外磁感線條數(shù)的差值來(lái)表示,即在兩極處磁通量最小,而在中間時(shí)磁通量最大,所以圓環(huán)由N極向下平移到S極的過(guò)程中,磁通量先逐漸增大后逐漸減小,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 4.如圖所示,閉合線圈abcd水平放置,其面積為S,匝數(shù)為n,線圈與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B夾角為θ=45。現(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90,則線圈在初、末位置磁通量的改變量的大小為(　　) A.0 B.2BS C.2nBS D.無(wú)法計(jì)算 答案　B　設(shè)初位置時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為正,則初位置時(shí)Φ1=BS sin θ=22BS,末位置時(shí) Φ2=-BS cos θ=-22BS,則初、末位置磁通量的改變量的大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS,故B正確。 5.如圖所示,磁場(chǎng)方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在豎直方向均勻分布,水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)。將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速度釋放,圓環(huán)擺到右側(cè)最高點(diǎn)b,不計(jì)空氣阻力。在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中(　　) A.感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針?lè)较?再順時(shí)針?lè)较?后逆時(shí)針?lè)较? B.感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針?lè)较? C.安培力方向始終與速度方向相反 D.安培力方向始終沿水平方向 答案　AD　由楞次定律及安培定則知,感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針?lè)较?再順時(shí)針?lè)较?后逆時(shí)針?lè)较?A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則,因等效導(dǎo)線是沿豎直方向的,且兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同,故合力方向始終沿水平方向,和速度方向會(huì)有一定夾角,C錯(cuò)誤,D正確。 6.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵位于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示。現(xiàn)使磁鐵N極遠(yuǎn)離線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) A.從b到a,下極板帶正電 B.從a到b,下極板帶正電 C.從b到a,上極板帶正電 D.從a到b,上極板帶正電 答案　D　當(dāng)磁鐵N極向上運(yùn)動(dòng)時(shí),向下穿過(guò)線圈的磁通量變小,由楞次定律可得,感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即向下,再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤(pán)旋而上,由于線圈相當(dāng)于電源,則流過(guò)R的電流方向是從a到b,電容器上極板帶正電。故選D。 7.如圖,一條形磁鐵用線懸掛于0點(diǎn),在O點(diǎn)的正下方固定放置一水平的金屬圓環(huán)l?，F(xiàn)使磁鐵沿豎直平面來(lái)回?cái)[動(dòng),則(　　) A.在一個(gè)周期內(nèi),圓環(huán)中感應(yīng)電流方向改變二次 B.磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁場(chǎng)的斥力作用 C.磁鐵所受感應(yīng)電流磁場(chǎng)的作用力有時(shí)是阻力,有時(shí)是動(dòng)力 D.磁鐵所受感應(yīng)電流磁場(chǎng)的作用力始終是阻力 答案　D　在一個(gè)周期內(nèi),穿過(guò)線圈的磁通量先增大,后減小,再增大,最后又減小,穿過(guò)線圈磁場(chǎng)方向不變,磁通量變化趨勢(shì)改變,感應(yīng)電流方向發(fā)生改變,因此在一個(gè)周期內(nèi),感應(yīng)電流方向改變4次,故A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律可知,磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)受到斥力作用,遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)受到引力作用,故B錯(cuò)誤;由楞次定律可知,感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電流對(duì)磁鐵的作用力總是阻力,故D正確,C錯(cuò)誤。 8.(多選)某一金屬圓環(huán)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,環(huán)面垂直于磁場(chǎng),如圖甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示。取磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里為正方向,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.0~t2時(shí)間內(nèi),環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減小后增大 B.t1~t3時(shí)間內(nèi),環(huán)中感應(yīng)電流方向先沿順時(shí)針?lè)较蚝笱啬鏁r(shí)針?lè)较? C.0~t4時(shí)間內(nèi),金屬環(huán)一共出現(xiàn)兩次收縮趨勢(shì),兩次擴(kuò)張趨勢(shì) D.t2~t4時(shí)間內(nèi),環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小 答案　AC　0~t2時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率先變小后變大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減小后增大,故A正確;根據(jù)楞次定律及安培定則,t1~t3時(shí)間內(nèi),環(huán)中感應(yīng)電流方向一直沿順時(shí)針?lè)较?故B錯(cuò)誤;當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),根據(jù)楞次定律可知,金屬環(huán)有收縮的趨勢(shì),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),金屬環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì),從圖像可以看出,0~t4時(shí)間內(nèi),金屬環(huán)出現(xiàn)兩次收縮趨勢(shì),兩次擴(kuò)張趨勢(shì),故C正確;由于t2、t4兩個(gè)時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,因此環(huán)上某一段受到的安培力為零,在t3時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,感應(yīng)電流為零,因此環(huán)上某一段受到的安培力也為零,因此t2~t4時(shí)間內(nèi),環(huán)上某一段受到的安培力先變大后變小,再變大然后再變小,故D錯(cuò)誤。 B組　提升題組 1.如圖所示,框架面積為S,框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直,則穿過(guò)平面的磁通量的情況是(　　) A.在如圖所示位置時(shí)等于零 B.若使框架繞OO轉(zhuǎn)過(guò)60角,磁通量為12BS C.若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90角,磁通量為BS D.若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180角,磁通量變化為零 答案　B　在題圖所示的位置時(shí),磁感線與線框平面垂直,Φ=BS,當(dāng)線框繞OO軸轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí),Φ=BS⊥=BScos 60=12BS。轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí),磁感線與線框平面平行,Φ=0。線框轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí),磁感線仍然垂直穿過(guò)線框,只不過(guò)穿過(guò)方向改變了,因而ΔΦ=2BS。綜上所述,B正確。 2.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直圓形線圈指向紙內(nèi),a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn),現(xiàn)用外力在上述四點(diǎn)將線圈拉成正方形,且線圈仍處在原先所在平面內(nèi),則在線圈發(fā)生形變的過(guò)程中　(　　) A.線圈中將產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流 B.線圈中將產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流 C.線圈中感應(yīng)電流方向無(wú)法判斷 D.線圈中無(wú)感應(yīng)電流 答案　A　周長(zhǎng)一定時(shí),圓形的面積最大。本題線圈面積變小,磁通量變小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生。由楞次定律可知線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流。故A正確。 3.如圖所示,一個(gè)矩形線圈與兩條通有相同大小電流的平行直導(dǎo)線處于同 一平面,并且處在兩導(dǎo)線的中央,則(　　) A.兩導(dǎo)線電流同向時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零 B.兩導(dǎo)線電流反向時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零 C.兩導(dǎo)線電流同向或反向,穿過(guò)線圈的磁通量都相等 D.兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不均勻的,不能判定穿過(guò)線圈的磁通量是否為零 答案　A　根據(jù)安培定則,兩導(dǎo)線電流同向時(shí),它們?cè)诰€圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)反向,穿過(guò)線圈的磁通量為零;兩導(dǎo)線電流反向時(shí),它們?cè)诰€圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)同向,穿過(guò)線圈的磁通量不為零,故選項(xiàng)A正確。 4.如圖所示,線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路,在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過(guò)程中(　　) A.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互排斥 B.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互排斥 C.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互吸引 D.通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互吸引 答案　B　當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量變大,原磁場(chǎng)方向向上,所以感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下,根據(jù)右手螺旋定則,通過(guò)電阻的電流方向?yàn)閎→a。根據(jù)楞次定律“來(lái)拒去留”可判斷線圈對(duì)磁鐵的作用是阻礙作用,故磁鐵與線圈相互排斥。綜上所述:線圈中感應(yīng)電流通過(guò)電阻的方向?yàn)閎→a,磁鐵與線圈相互排斥。B正確。 5.(多選)航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示。當(dāng)固定線圈上突然通過(guò)直流電時(shí),線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去?，F(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán),電阻率ρ銅<ρ鋁。則合上開(kāi)關(guān)S的瞬間(　　) A.從右側(cè)看,環(huán)中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力 C.若將金屬環(huán)置于線圈右側(cè),環(huán)將向右彈射 D.電池正、負(fù)極調(diào)換后,金屬環(huán)仍能向左彈射 答案　BCD　閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,金屬環(huán)中向右的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,從右側(cè)看,環(huán)中產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,A錯(cuò)誤;由于電阻率ρ銅<ρ鋁,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán),銅環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大于鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流,由安培力公式可知,銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力,B正確;若將金屬環(huán)置于線圈右側(cè),則閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,環(huán)將向右彈射,C正確;電池正、負(fù)極調(diào)換后,同理可以得出金屬環(huán)仍能向左彈射,D正確。 6.(多選)如圖所示,水平銅圓盤(pán)與沿其軸線的豎直金屬桿固定連接,并可一同繞圓盤(pán)中心軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)。a接線柱通過(guò)導(dǎo)線與金屬桿連通,b接線柱通過(guò)電刷與圓盤(pán)邊緣接觸良好,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán),則(　　) A.若使圓盤(pán)沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),b接線柱處電勢(shì)高、a接線柱處電勢(shì)低 B.若使圓盤(pán)沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),a接線柱處電勢(shì)高、b接線柱處電勢(shì)低 C.若使a接電源正極、b接電源負(fù)極,圓盤(pán)將沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng) D.若使b接電源正極、a接電源負(fù)極,圓盤(pán)將沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　BC　若使圓盤(pán)沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流由圓盤(pán)邊緣流向豎直金屬桿;而切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源,在電源內(nèi)部電流從低電勢(shì)處流向高電勢(shì)處,則a接線柱處電勢(shì)高,b接線柱處電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;若a接電源正極、b接電源負(fù)極,電流從金屬桿流向圓盤(pán)邊緣,根據(jù)左手定則可知,圓盤(pán)在安培力作用下將沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;若b接電源正極、a接電源負(fù)極,電流從圓盤(pán)邊緣流向金屬桿,根據(jù)左手定則,圓盤(pán)在安培力作用下將沿與圖示方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.如圖,傾角為α的斜面上放置著光滑平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌下端連有一定值電阻R,金屬棒KN垂直放置于導(dǎo)軌上,在abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdPM內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)也放置在斜面上。當(dāng)金屬棒KN在重力作用下從磁場(chǎng)邊界ab處由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)后,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.圓環(huán)有收縮趨勢(shì) B.圓環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì) C.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流變大 D.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變 答案　A　由于金屬棒KN在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng),則KNMP回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较?垂直斜面向下看)的感應(yīng)電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于斜面向上的磁場(chǎng),隨著金屬棒做加速運(yùn)動(dòng),圓環(huán)的磁通量將增大,依據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)的磁通量增大;又由于金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)的加速度減小,單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小,A正確。