高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 微專題58 楞次定律的理解與應(yīng)用試題 粵教版-粵教版高三物理試題

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1、58 楞次定律的理解與應(yīng)用 [方法點(diǎn)撥] (1)理解“誰(shuí)”阻礙“誰(shuí)”,及如何阻礙.(2)理解楞次定律的廣義形式,“結(jié)果”阻礙“原因”. 1.(楞次定律應(yīng)用)自1932年磁單極子概念被狄拉克提出以來,不管是理論還是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家都一直在努力尋找,但迄今仍然沒能找到它們存在的確鑿證據(jù).近年來,一些凝聚態(tài)物理學(xué)家找到了磁單極子存在的有力證據(jù),并通過磁單極子的集體激發(fā)行為解釋了一些新穎的物理現(xiàn)象,這使得磁單極子艱難的探索之路出現(xiàn)了一絲新的曙光.如果有一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖1所示的閉合超導(dǎo)線圈,那么,從上向下看,這個(gè)線圈中將出現(xiàn)(  ) 圖1 A.先是逆時(shí)針方向,然后是順時(shí)

2、針方向的感應(yīng)電流 B.先是順時(shí)針方向,然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D.順時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 2.(楞次定律應(yīng)用)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后,又發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī).揭開了人類將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行應(yīng)用的序幕.法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的原理如圖2所示,將一個(gè)圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間,并使盤面與磁感線垂直,盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B,兩電刷與靈敏電流計(jì)相連.當(dāng)金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),則(  ) 圖2 A.電刷B的電勢(shì)低于電刷A的電勢(shì) B.若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑,

3、靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大 C.若僅將電刷A向盤邊緣移動(dòng),使電刷A、B之間距離增大,靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大 D.金屬盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速越大,維持其做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需外力做功的功率越小 3.(楞次定律應(yīng)用)如圖3所示,圓柱體為磁體,磁極在左右兩側(cè),外側(cè)a為一金屬圓環(huán),與磁體同軸放置,間隙較?。谧髠?cè)的N極和金屬圓環(huán)上各引出兩根導(dǎo)線,分別接高壓電源的正負(fù)極.加高壓后,磁體和金屬環(huán)a間的空氣會(huì)被電離,形成放電電流,若從右側(cè)觀察放電電流,下列說法正確的是(  ) 圖3 A.放電電流將發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn) B.放電電流將發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) C.放電電流不發(fā)生旋轉(zhuǎn) D.無法確定放電電流的運(yùn)動(dòng)情況 4.(楞次定律

4、應(yīng)用)如圖4所示,直線邊界ab上方有無限大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一矩形金屬線框底邊與磁場(chǎng)邊界平行,從距離磁場(chǎng)邊界高度為h處由靜止釋放,則下列說法正確的是(  ) 圖4 A.整個(gè)下落過程中,穿過線框的磁通量一直在減小 B.線框穿出磁場(chǎng)的過程中,線框中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流 C.線框穿出磁場(chǎng)的過程中,線框受到的安培力可能一直減小 D.線框穿出磁場(chǎng)的過程中,線框的速度可能先增大后減小 5.均勻帶正電的薄圓盤的右側(cè),用絕緣細(xì)線A、B懸掛一根水平通電直導(dǎo)線ab,電流方向由a到b,導(dǎo)線平行于圓盤平面.現(xiàn)圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖5所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)線仍然豎直,與圓盤靜

5、止時(shí)相比,下列說法正確的是(  ) 圖5 A.細(xì)線所受彈力變小 B.細(xì)線所受彈力不變 C.細(xì)線所受彈力變大 D.若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向,細(xì)線所受彈力變大 6.如圖6所示,一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落,穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵,銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合.若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn),建立豎直向下為正方向的x軸,則下列最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象是(  ) 圖6 7.(多選)阿明有一個(gè)磁浮玩偶,其原理是利用電磁鐵產(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7所示.若圖中電源的電壓固定,可變電阻為一可以隨

6、意改變電阻大小的裝置,則下列敘述正確的是(  ) 圖7 A.電路中的電源必須是交流電源 B.電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的負(fù)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.若將可變電阻的阻值調(diào)大,可減小玩偶飄浮的最大高度 8.如圖8所示,在圓形空間區(qū)域內(nèi)存在關(guān)于直徑ab對(duì)稱、方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,一金屬導(dǎo)線制成的圓環(huán)大小剛好可與磁場(chǎng)邊界重合,現(xiàn)從圖示位置開始,下列說法中正確的是(  ) 圖8 A.若使圓環(huán)向右平動(dòng)穿出磁場(chǎng)區(qū)域,感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向 B.若使圓環(huán)豎直向上平動(dòng)穿出磁場(chǎng)區(qū)域,感應(yīng)電流始終沿逆時(shí)針方

7、向 C.若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng),a點(diǎn)的電勢(shì)始終高于b點(diǎn)的電勢(shì) D.若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng),b點(diǎn)的電勢(shì)始終高于a點(diǎn)的電勢(shì) 答案精析 1.C [只有N極的磁單極子從上到下穿過閉合超導(dǎo)線圈,可分成穿入和穿出兩個(gè)過程.磁單極子從上到下穿入閉合超導(dǎo)線圈時(shí),向下的磁通量增加,由楞次定律可判斷出,從上向下看,閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流;磁單極子穿出閉合超導(dǎo)線圈時(shí),向上的磁通量減少,由楞次定律可判斷出,從上向下看,閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流;所以磁單極子從上到下穿過閉合超導(dǎo)線圈,從上向下看,閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤.] 2

8、.C [根據(jù)右手螺旋定則,左端磁極為N極,右端磁極為S極,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),切割磁感線,根據(jù)右手定則,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)锳到B,所以電刷B的電勢(shì)高于電刷A的電勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑,則線圈中的電流減小,磁場(chǎng)減弱.切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小,靈敏電流計(jì)的示數(shù)減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;增大電刷之間的距離,切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,靈敏電流計(jì)的示數(shù)增大,C項(xiàng)正確;金屬盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速越大,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,感應(yīng)電流增大,需要維持其做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需外力增大,外力做功的功率P=Fv增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤.] 3.A [從右側(cè)看,磁場(chǎng)方向向外,電流方向由正極指向負(fù)極,根據(jù)左手定則判斷可知放電電流將順時(shí)針旋轉(zhuǎn),A

9、項(xiàng)正確.] 4.C [金屬線框在磁場(chǎng)中未穿出時(shí),穿過線框的磁通量不變,線框穿出磁場(chǎng)時(shí),穿過線框的磁通量開始減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;線框穿出磁場(chǎng)的過程中,線框內(nèi)磁通量減小,由楞次定律可知,線框中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線框穿出磁場(chǎng)的過程中,線框所受安培力若大于重力,則線框做減速運(yùn)動(dòng),受到的安培力減小,選項(xiàng)C正確;線框穿出磁場(chǎng)的過程中,線框所受安培力若小于重力,則線框做加速運(yùn)動(dòng),速度增大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大,所受安培力增大,當(dāng)安培力增大到等于重力時(shí),做勻速運(yùn)動(dòng),不會(huì)出現(xiàn)速度先增大后減小的情況,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 5.C [圓盤靜止時(shí),通電直導(dǎo)線受到豎直向上的彈力和豎直向下的重力,兩者等大

10、反向,合力為零.當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),根據(jù)右手螺旋定則,圓盤產(chǎn)生水平向右的磁場(chǎng),根據(jù)左手定則,通電直導(dǎo)線受到方向向下的安培力,故細(xì)線所受的彈力變大,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確;若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向,通電直導(dǎo)線受到的安培力方向向上,細(xì)線所受的彈力變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 6.B [圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落,穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵,銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合,圓環(huán)中磁通量變化不均勻,產(chǎn)生的感應(yīng)電流不是線性變化,A錯(cuò)誤;銅環(huán)下落到磁鐵頂端的速度小于下落到磁鐵底端的速度,故銅環(huán)下落到磁鐵頂端產(chǎn)生的感應(yīng)電流小于下落到磁鐵底端產(chǎn)生的感應(yīng)電流,B正確,C、D錯(cuò)誤.] 7.CD [當(dāng)電磁鐵

11、上端為N極時(shí),可使玩偶飄浮起來,由安培定則可知,a端應(yīng)是電源的正極,A、B項(xiàng)錯(cuò);若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù),電磁鐵磁性增強(qiáng),可增加玩偶飄浮的最大高度,C項(xiàng)正確;若將可變電阻的阻值調(diào)大,線圈中電流減小,磁性減弱,玩偶飄浮的最大高度減小,D項(xiàng)正確.] 8.A [若圓環(huán)向右平動(dòng),由楞次定律知感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向,選項(xiàng)A正確;若圓環(huán)豎直向上平動(dòng),由于穿過圓環(huán)的磁通量始終為零,未發(fā)生變化,所以圓環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng),在0~90°內(nèi),由右手定則知b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì),在90°~180°內(nèi),由右手定則知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),以后a、b兩點(diǎn)電勢(shì)按此規(guī)律周期性變化,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.]

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