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

第二講 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律課前自測(cè)診斷卷考點(diǎn)一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1.考查楞次定律及其應(yīng)用多選(2018全國(guó)卷)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)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(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()A在t時(shí)為零B在t時(shí)改變方向C在t時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D在tT時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向解析：選AC在t時(shí)，交流電圖線斜率為0，即磁場(chǎng)變化率為0，由ES知，E0，故A正確。在t和tT時(shí)，圖線斜率最大，在t和tT時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。在到之間，電流由Q向P減弱，導(dǎo)線在R處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)減弱，由楞次定律知，R產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向也垂直紙面向里，則R中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿順時(shí)針方向，同理可判斷在到T時(shí)，R中電動(dòng)勢(shì)也為順時(shí)針方向，在T到T時(shí)，R中電動(dòng)勢(shì)為逆時(shí)針方向，C正確，B、D錯(cuò)誤。2考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用多選(2019南京、鹽城三模)目前無線電能傳輸技術(shù)已經(jīng)比較成熟，如圖所示為一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電能，兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰位置。利用這一原理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)進(jìn)行無線充電，不計(jì)線圈的電阻。下列說法正確的是()A若A線圈中輸入恒定電流，B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C在電能傳輸中，若只增加A、B間的距離，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大D若只增加A線圈中電流的變化率，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大解析：選BD根據(jù)感應(yīng)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(chǎng)，B中的磁通量不發(fā)生變化，則B線圈中就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；A線圈中輸入變化的電流，B線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故B正確；法拉第電磁感應(yīng)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(chǎng)變化越快，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，增大A、B間的距離，不能使B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，故C錯(cuò)誤，D正確。3考查感生電動(dòng)勢(shì)多選在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 250匝，橫截面積S20 cm2，螺旋管導(dǎo)線電阻r1 ，R14 ，R25 ，C20 F。在一段時(shí)間內(nèi)，豎直向下穿過螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1 000 VB閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電容器下極板帶負(fù)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 AD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1.0105 C解析：選CD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：EnnS1 25020104 V1.0 V，故A錯(cuò)誤； 根據(jù)楞次定律可知回路中產(chǎn)生的電流方向是逆時(shí)針，所以電容器下極板帶正電，故B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I A0.1 A，故C正確；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時(shí)電容器極板上所帶的電荷量Q，電容器兩端的電壓：UIR20.15 V0.5 V，流經(jīng)R2的電荷量：QCU201060.5 C1.0105 C，故D正確。4考查動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與楞次定律多選如圖甲所示，一寬為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一個(gè)邊長(zhǎng)為a(la)的正方形導(dǎo)線框ABCD位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v通過該磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)線框電阻為R。在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一條邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t0，線框中感應(yīng)電流隨時(shí)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(yīng)電流為逆時(shí)針方向，大小恒定為0.3 AB在第2 s內(nèi)，穿過線框的磁通量最大，感應(yīng)電流大小恒定為0.6 AC在第3 s內(nèi)，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，大小恒定為0.3 AD在第1 s內(nèi)，線框中C點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì)，感應(yīng)電流大小為0解析：選AC在第1 s內(nèi)，線框向磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過線框的磁通量均勻增加，感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向(取為正方向)，電流大小恒定，由題圖乙可知I0.3 A，選項(xiàng)A正確；在第2 s內(nèi)，整個(gè)線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過線框的磁通量最大且不變，沒有感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在第3 s內(nèi)，線框從磁場(chǎng)中出來，磁通量均勻減小，感應(yīng)電流為順時(shí)針方向(為負(fù)方向)，大小恒定，I0.3 A，選項(xiàng)C正確；在第1 s內(nèi)，由楞次定律判斷出線框中感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向，則C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5考查電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用如圖甲所示，正方形閉合線圈abcd邊長(zhǎng)為10 cm，總電阻為2.0 ，匝數(shù)為100匝，放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。求：(1)在02 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?2)在t1.0 s時(shí)線圈的ad邊所受安培力的大小和方向；(3)線圈中感應(yīng)電流的有效值。解析：(1)在02 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E1nnS1 V。(2)在t1.0 s時(shí)，I10.5 A，由題圖乙可知，B11 T，則FnB1I1L5.0 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02 s內(nèi)I10.5 A在23 s內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E2，E2nnS2 V，I21 A設(shè)線圈中感應(yīng)電流的有效值為I，則I12Rt1I22Rt2I2Rt，解得I A。答案：(1)1 V(2)5.0 N垂直ad向右(3) A考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖像問題6.考查電磁感應(yīng)中的t圖像穿過某閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖中的所示，下列說法正確的是()A圖有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變B圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大C圖在0t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍D圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小解析：選C圖中磁通量沒有變化，因此沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；圖中的磁通量均勻增加，圖像的斜率不變，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故B錯(cuò)誤；圖在0t1時(shí)間內(nèi)的斜率是t1t2時(shí)間內(nèi)斜率的2倍，所以在0t1時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍，故C正確；圖的斜率大小先減小后增大，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大，故D錯(cuò)誤。7考查電磁感應(yīng)中的Bt圖像多選如圖甲所示，兩根間距為L(zhǎng)的粗糙導(dǎo)軌水平放置，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，導(dǎo)體棒MN接入回路中電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，且處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1中。導(dǎo)軌的左端與一個(gè)半徑為l的導(dǎo)線圈連接，P、Q兩點(diǎn)距離很小，導(dǎo)線圈內(nèi)存在著豎直向下的磁場(chǎng)B2，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。已知導(dǎo)體棒MN始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)軌與導(dǎo)線圈電阻不計(jì)，則在B2均勻減弱的過程中，下列說法正確的是()A導(dǎo)體棒MN受到水平向左的摩擦力B導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力C摩擦力大小為B1LD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(dǎo)線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒MN受到水平向左的安培力，根據(jù)平衡條件可知導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力，故B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E，由歐姆定律可知I，安培力為FB1IL，摩擦力大小為fF，故D正確，C錯(cuò)誤。8考查電磁感應(yīng)中的Fx圖像問題(2019江蘇南京師大附中高考模擬)如圖所示，一等腰三角形閉合金屬框架置于與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的平面內(nèi)，其底邊與磁場(chǎng)右邊界平行，在把框架從磁場(chǎng)中水平向右勻速拉出磁場(chǎng)的過程中，下列關(guān)于拉力F隨框架頂點(diǎn)離開磁場(chǎng)右邊界距離x變化的圖像中，正確的是() 解析：選D設(shè)等腰三角形的頂角為2，此過程產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：EBLvB2xtan v2Btan vx，感應(yīng)電流為：I，線框受到的安培力為：F安BILB2xtan ，線框做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可得：FF安，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知D選項(xiàng)正確，A、B、C錯(cuò)誤。9對(duì)電磁感應(yīng)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(dǎo)體圓環(huán)，條形磁鐵平行于水平桿固定放置，t0時(shí)刻，導(dǎo)體環(huán)在磁鐵左側(cè)O點(diǎn)獲得一個(gè)向右的初速度，經(jīng)過t0時(shí)間停在磁鐵右側(cè)O1點(diǎn)，O、O1兩點(diǎn)間距離為x0，且兩點(diǎn)關(guān)于磁鐵左右對(duì)稱。上述過程中，下列描述穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量、導(dǎo)體環(huán)所受安培力F隨位移x變化的關(guān)系圖線，以及速度v、電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能正確的是()解析：選D根據(jù)條形磁鐵磁場(chǎng)的對(duì)稱性，導(dǎo)體環(huán)在O和O1的磁通量是一樣的，等大同向，故A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，導(dǎo)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(cuò)誤；導(dǎo)體環(huán)在OO1中點(diǎn)的磁通量變化率為0，故在該點(diǎn)受安培力大小為0，圖中速度無斜率為0點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；開始導(dǎo)體環(huán)靠近磁極磁通量增加，磁通量變化率可能會(huì)增加，故電流增大，之后磁通量變化率會(huì)變小，故電流會(huì)減?。贿^了OO1中點(diǎn)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(shí)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?？键c(diǎn)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(xué)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(gè)完全相同的燈泡B并聯(lián)，接在以正弦交流信號(hào)發(fā)生器為電源的兩端。通過調(diào)節(jié)交流信號(hào)發(fā)生器上的旋鈕，可以改變輸出電壓和信號(hào)的頻率。閉合開關(guān)S，A、B兩燈均發(fā)光。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A保持交流信號(hào)頻率不變，適當(dāng)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(hào)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(hào)頻率，發(fā)現(xiàn)A、B燈均變亮D斷開開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)B燈閃亮一下，然后熄滅解析：選B電感線圈對(duì)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(hào)頻率不變，適當(dāng)提高輸出電壓，發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈暗，故A錯(cuò)誤；保持輸出電壓和信號(hào)頻率不變，撤去鐵芯后，線圈對(duì)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(hào)頻率，線圈對(duì)交流電的阻礙作用增大，則A燈變暗，故C錯(cuò)誤；待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，A、B兩燈串聯(lián)，同時(shí)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(huì)閃亮，故D錯(cuò)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(dāng)S閉合時(shí)，L1立即變亮，L2逐漸變亮B當(dāng)S閉合時(shí)，L1一直不亮，L2逐漸變亮C當(dāng)S斷開時(shí)，L2立即熄滅D當(dāng)S斷開時(shí)，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅解析：選BD當(dāng)S閉合時(shí)，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(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加，故使得L2逐漸變亮，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)S斷開時(shí)，由于線圈自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，故通過L2的電流要在L2L1DL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(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。12考查自感現(xiàn)象在電磁繼電器中的應(yīng)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(huì)過一小段時(shí)間接通C斷開S，D不會(huì)閃亮D斷開S，C將會(huì)過一小段時(shí)間斷開解析：選D當(dāng)閉合S時(shí)，穿過線圈B的磁通量要增加，根據(jù)楞次定律(增反減同)，結(jié)合右手螺旋定則可知，線圈B所在回路的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，而由于二極管順時(shí)針方向?qū)щ?，則二極管D不會(huì)閃亮一下，此時(shí)線圈A中磁場(chǎng)立刻吸引E，導(dǎo)致觸頭C即時(shí)接觸，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)斷開S時(shí)，穿過線圈B的磁通量要減小，根據(jù)楞次定律(增反減同)，結(jié)合右手螺旋定則可知，線圈B所在回路的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，則二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，則D會(huì)閃亮一下，同時(shí)對(duì)線圈A有影響，阻礙其磁通量減小，那么C將會(huì)過一小段時(shí)間斷開，故C錯(cuò)誤，D正確。13考查渦流的應(yīng)用鋪設(shè)海底金屬油氣管道時(shí)，焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對(duì)焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱。其具體做法是將被加熱管道置于感應(yīng)線圈中，當(dāng)感應(yīng)線圈中通以電流時(shí)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(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的C感應(yīng)線圈中通以恒定電流時(shí)也能在管道中產(chǎn)生電流D感應(yīng)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(chǎng)，導(dǎo)致管道中有渦流產(chǎn)生，A、B錯(cuò)誤；感應(yīng)線圈中通以恒定電流時(shí)，不能在管道中產(chǎn)生電流；感應(yīng)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(cuò)誤，D正確。7