（通用版）2020版高考物理大一輪復習 考點規(guī)范練31 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律 新人教版

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1、考點規(guī)范練31電磁感應現(xiàn)象楞次定律一、單項選擇題1.在一空間有方向相反、磁感應強度大小均為B的勻強磁場,如圖所示,垂直紙面向外的磁場分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi),垂直紙面向里的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個區(qū)域,該平面內(nèi)有一半徑為b(b2a)的圓形線圈,線圈平面與磁感應強度方向垂直,線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓。從某時刻起磁感應強度大小減小到B2,則此過程中該線圈磁通量的變化量的大小為()A.12B(b2-a2)B.B(b2-2a2)C.B(b2-a2)D.12B(b2-2a2)答案D解析計算磁通量時,磁感線既有垂直紙面向外的,又有垂直紙面向里的,所以可以取垂直紙面向里的方向為正方向。磁感應

2、強度大小為B時,線圈磁通量1=B(b2-a2)-Ba2,磁感應強度大小為B2時,線圈磁通量2=12B(b2-a2)-12Ba2,因而該線圈磁通量的變化量的大小為=|2-1|=12B(b2-2a2),故選項D正確。2.下圖中能產(chǎn)生感應電流的是()答案B解析根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件,A項中,電路沒閉合,無感應電流;B項中,磁感應強度不變,面積增大,閉合電路的磁通量增大,有感應電流;C項中,穿過線圈的磁感線相互抵消,恒為零,無感應電流;D項中,磁通量不發(fā)生變化,無感應電流。3.如圖所示,在一根豎直放置的銅管的正上方某處從靜止開始釋放一個強磁體,在強磁體沿著銅管中心軸線穿過銅管的整個過程中,不計空氣阻力

3、,那么()A.由于銅是非磁性材料,故強磁體運動的加速度始終等于重力加速度B.由于銅是金屬材料,能夠被磁化,使得強磁體進入銅管時加速度大于重力加速度,離開銅管時加速度小于重力加速度C.由于銅是金屬材料,在強磁體穿過銅管的整個過程中,銅管中都有感應電流,加速度始終小于重力加速度D.由于銅是金屬材料,銅管可視為閉合回路,強磁體進入和離開銅管時產(chǎn)生感應電流,在進入和離開銅管時加速度都小于重力加速度,但在銅管內(nèi)部時加速度等于重力加速度答案C解析由于銅是金屬材料,在強磁體穿過銅管的整個過程中,銅管中都有感應電流,阻礙強磁體運動,從而使強磁體的加速度始終小于重力加速度,故C正確。4.阿明有一個磁浮玩具,其原

4、理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性,讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來,其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓恒定,可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置,則下列敘述正確的是()A.電路中的電源必須是交流電源B.電路中的a端點必須連接直流電源的負極C.若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù),可增加玩偶飄浮的最大高度D.若將可變電阻的電阻值調(diào)大,可增加玩偶飄浮的最大高度答案C解析由題意可知,玩偶穩(wěn)定地飄浮,且其下端為N極,則電磁鐵上端為N極,再結(jié)合右手螺旋定則可得,電源需提供直流電,且a端點必須連接直流電源的正極,故選項A、B錯誤;增加線圈匝數(shù),可使得電磁鐵產(chǎn)生的磁場增強,斥力增大,玩偶飄浮的最大高度變大,選項C正確;電阻變大,由

5、歐姆定律知電流變小,電磁鐵產(chǎn)生的磁場變?nèi)?玩偶飄浮的最大高度變小,選項D錯誤。5.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應,法拉第認為磁也一定能生電,并進行了大量的實驗。如圖中環(huán)形物體是法拉第使用過的線圈,A、B兩線圈繞在同一個鐵環(huán)上,A與直流電源連接,B與靈敏電流表連接。實驗時未發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),即沒有“磁生電”,其原因是()A.線圈A中的電流較小,產(chǎn)生的磁場不夠強B.線圈B中產(chǎn)生的電流很小,電流表指針偏轉(zhuǎn)不了C.線圈A中的電流是恒定電流,不會產(chǎn)生磁場D.線圈A中的電流是恒定電流,產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場答案D解析電流表與線圈B構(gòu)成閉合電路,當線圈中磁通量發(fā)生變化時,線圈中產(chǎn)生感應電動勢,從而可出現(xiàn)感應電流。由于線圈

6、A中的電流是恒定電流,產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場,所以線圈B中磁通量沒有變化,電流表指針不偏轉(zhuǎn),D正確。6.如圖所示,在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點,并可繞O點擺動。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放,在擺動到左側(cè)最高點的過程中,細桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且該平面垂直紙面。則線框中感應電流的方向是()A.abcdaB.dcbadC.先是dcbad,后是abcdaD.先是abcda,后是dcbad答案B解析依題意,原磁場方向豎直向上。金屬線框從右側(cè)靜止釋放到最低點過程中,穿過金屬線框的磁通量減小,由楞次定律可知

7、,感應電流的磁場方向為豎直向上,由安培定則可知,感應電流方向為dcbad。金屬線框從最低點到左側(cè)最高點過程中,穿過金屬線框的磁通量增大,由楞次定律可知,感應電流的磁場方向為豎直向下,由安培定則可知,感應電流方向為dcbad。7.如圖所示,矩形線框abcd通過導體桿搭接在金屬導軌EF和MN上,整個裝置放在方向垂直導軌平面向里的勻強磁場中,導軌左側(cè)接有定值電阻R。當線框向右運動時,下列說法正確的是()A.R中無電流B.R中有電流,方向為MEC.ab中無電流D.ab中有電流,方向為ba答案D解析由于線框向右運動,所以ab兩端和dc兩端存在著相同大小的電勢差,ab中有電流,方向為ba,cd中也有電流,

8、方向為cd,回路內(nèi)有電流,R中電流方向為EM,D正確。二、多項選擇題8.1824年,法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn),當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后。下列說法正確的是()A.圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動答案AB解析把圓盤分割成無數(shù)根沿半徑方向的金屬條,圓盤運動過程中,半

9、徑方向的金屬條在切割磁感線,在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應電動勢,選項A正確;圓盤在徑向的輻條切割磁感線過程中,在內(nèi)部形成渦流,渦流產(chǎn)生的磁場又導致磁針轉(zhuǎn)動,選項B正確;圓盤轉(zhuǎn)動過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量沒有變化,選項C錯誤;圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向,不會使磁針旋轉(zhuǎn),選項D錯誤。9.勻強磁場垂直紙面,規(guī)定垂直紙面向里的方向為正,磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖甲所示。在磁場中有一細金屬圓環(huán),圓環(huán)平面位于紙面內(nèi),如圖乙所示。令I(lǐng)1、I2、I3分別表示在Oa、ab、bc時間段的感應電流,F1、F2、F3分別表示電流為I1、I2、I3時,金屬環(huán)上很小

10、的一段受到的安培力。則()A.I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向B.I2沿逆時針方向,I3沿順時針方向C.F1方向指向圓心,F2方向指向圓心D.F2方向背離圓心向外,F3方向指向圓心答案AD解析在Oa時間段,磁場垂直紙面向里且均勻增強,根據(jù)楞次定律可判斷產(chǎn)生的感應電流的方向是逆時針的,同理,ab、bc時間段產(chǎn)生的感應電流的方向是順時針的,A正確,B錯誤;根據(jù)左手定則可判斷,在Oa、ab、bc時間段對應金屬圓環(huán)上很小的一段受到的安培力的方向(或根據(jù)“增縮減擴”可知),F1、F3方向指向圓心,而F2背離圓心向外,C錯誤,D正確。10.如圖所示,光滑平行金屬導軌PP和QQ都處于同一水平面內(nèi),P和Q之

11、間連接一電阻R,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中。現(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN,用一水平向右的力F拉動導體棒MN。以下關(guān)于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是()A.感應電流方向是NMB.感應電流方向是MNC.安培力水平向左D.安培力水平向右答案AC解析MN在外力F的作用下向右運動,由右手定則知,感應電流方向為MPQNM,故A正確,B錯誤;由左手定則知,MN受到的安培力方向水平向左,故C正確,D錯誤。11.如圖所示,一個閉合三角形導線框ABC位于豎直平面內(nèi),其下方(略靠前)固定有一根與導線框平面平行的水平直導線,導線中通以圖示方向的恒定電流。釋放導線框,它由實線位置處下落

12、到虛線位置處的過程中未發(fā)生轉(zhuǎn)動,在此過程中()A.導線框中感應電流方向依次為ACBAABCAACBAB.導線框的磁通量為零時,感應電流卻不為零C.導線框所受安培力的合力方向依次為向上向下向上D.導線框所受安培力的合力為零,做自由落體運動答案AB解析根據(jù)右手螺旋定則可知,導線上方的磁場方向垂直于紙面向外,下方的磁場方向垂直于紙面向里,而且越靠近導線磁場越強,所以閉合導線框ABC在下降過程中,導線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量先增大,當增大到BC邊與導線重合時,達到最大,線框再向下運動,導線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量逐漸減小至零,然后隨導線框的下降,導線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量增大,繼續(xù)下降時由于導

13、線框逐漸遠離導線,使導線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量再逐漸減小,根據(jù)楞次定律可知,感應電流的磁場總是阻礙內(nèi)部磁通量的變化,所以感應電流的磁場先向內(nèi),再向外,最后向內(nèi),故導線框中感應電流方向依次為ACBAABCAACBA,選項A正確;當導線框內(nèi)的磁通量為零時,內(nèi)部的磁通量仍然在變化,所以感應電流不為零,選項B正確;根據(jù)對楞次定律的理解,感應電流的效果總是阻礙與導體間的相對運動,所以導線框所受安培力的合力方向一直向上,不為零,選項C、D錯誤。12.如圖所示,一根長導線彎曲成“”形,通以直流I,正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過程中,下列判斷正確的是()A.金屬

14、環(huán)中無感應電流產(chǎn)生B.金屬環(huán)中有逆時針方向的感應電流C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力答案BC解析=BS,S不變,I增大,B增大,所以有感應電流產(chǎn)生,A錯誤;由楞次定律得,感應電流方向沿逆時針,B正確;由于環(huán)的上半部分所在處的B大于下半部分所在處的B,所以安培力以上半部分為主,I方向向左,B垂直紙面向里,則F安方向向下,所以F拉=mg+F安,拉力大于重力,C正確,D錯誤。13.(2018全國卷)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,另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方,

15、開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài),下列說法正確的是()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)動答案AD解析如圖甲所示,閉合開關(guān)瞬間,右邊線圈有電流通過,左邊線圈內(nèi)磁通量增強。由楞次定律可知,增反減同,左邊線圈感應磁場方向向左。根據(jù)右手螺旋定則可得直導線中電流方向為從南到北。由此可得直導線上方磁場為垂直紙面向里,則磁針N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動,故A項正確。甲開關(guān)閉合并保持一

16、段時間后電路穩(wěn)定,線圈內(nèi)無磁通量變化,則直導線中無電流,小磁針恢復南北指向,故B、C項錯誤。如圖乙所示,開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,左邊線圈內(nèi)磁通量減小,由增反減同得其感應磁場方向向右。由右手螺旋定則可得直導線中電流由北到南,直導線上方磁場為垂直紙面向外,則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動,故D項正確。乙14.如圖所示,在勻強磁場中放有平行金屬導軌,它與大線圈M相連接,要使小導線圈N獲得順時針方向的感應電流,則放在金屬導軌上的金屬棒ab的運動情況是(兩線圈共面放置)()A.向右勻速運動B.向左加速運動C.向右減速運動D.向右加速運動答案BC解析線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應電流,感應

17、電流的磁場方向垂直紙面向里,由楞次定律可知有兩種情況:一是M中有沿順時針方向逐漸減小的電流,使其在N中的磁場方向向里,且磁通量在減小;二是M中有逆時針方向逐漸增大的電流,使其在N中的磁場方向向外,且磁通量在增大。因此對應前者應使ab向右減速運動;對應后者,則應使ab向左加速運動。15.右圖是創(chuàng)意物理實驗設計作品小熊蕩秋千的示意圖。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上,與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路,兩個磁性很強的條形磁鐵如圖放置。當用手左右擺動線圈P時,線圈Q也會跟著擺動,仿佛小熊在蕩秋千。以下說法正確的是()A.P向右擺動的過程中,P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)B.P向右擺動的過程中,Q也會向右擺動C.P向右擺動的過程中,Q會向左擺動D.若用手左右擺動Q,P會始終保持靜止答案AB解析P向右擺動的過程中,穿過P線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,P中有順時針方向的電流(從右向左看),故A正確;根據(jù)電路連接可知Q下端的電流方向向外,根據(jù)左手定則,所受的安培力向右,則Q向右擺動。同理,用手左右擺動Q,P會左右擺動,故B正確,C、D錯誤。10