2023版高考物理一轮复习课时跟踪检测（三十一）第九章电磁感应第1节电磁感应现象楞次定律

PAGEPAGEPAGE2课时跟踪检测〔三十一〕电磁感应现象楞次定律对点训练：对电磁感应现象的理解和判断1．(多项选择)如下图，矩形线框abcd由静止开始运动，假设要使线框中产生感应电流，那么线框的运动情况应该是()A．向右平动(ad边还没有进入磁场)B．向上平动(ab边还没有离开磁场)C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)解析：选AD选项A和D所描述的情况中，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A情况下S增大，D情况下S减小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流的条件知线框中会产生感应电流。而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，不会产生感应电流。应选A、D。2．(2022·上海浦东新区质检)如下图，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是()解析：选BA中线框的磁通量没有变化，因此没有感应电流，但有感应电动势，也可以理解为左右两边切割磁感线产生的感应电动势相反。B中线框转动，线框中磁通量变化，这就是发电机模型，有感应电流，B正确。C、D中线圈平面和磁场方向平行，没有磁通量，更没有磁通量的变化，C、D错误。3．(多项选择)(2022·昆山月考)用如下图的实验装置研究电磁感应现象，以下说法正确的选项是()A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转D．假设磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转解析：选AC当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈中的磁通量在变化，故线圈中会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项A正确；当把磁铁N极从线圈中拔出时，线圈中也会产生感应电流，应选项B错误；保持磁铁在线圈中相对静止时，线圈中的磁通量没变化，故无感应电流产生，所以电流表指针不发生偏转，选项C正确；假设磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，线圈与磁铁没有相对运动，故穿过线圈的磁通量也不变，电路中无感应电流，电流表指针不发生偏转，选项D错误。对点训练：应用楞次定律判断感应电流的方向4．(2022·海南高考)如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。假设()A．金属环向上运动，那么环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，那么环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，那么环上的感应电流方向为逆时针方向D．金属环向右侧直导线靠近，那么环上的感应电流方向为逆时针方向解析：选D当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项A、B错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，环上产生顺时针方向的感应电流，应选项C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，环上产生逆时针方向的感应电流，应选项D正确。5．(2022·西安摸底)如下图，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直。假设要在线圈中产生abcda方向的感应电流，可行的做法是()A．AB中电流I逐渐增大B．AB中电流I先增大后减小C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)解析：选D选项A、B、C中通过线圈的磁通量始终为零，故不能产生感应电流，A、B、C错误；选项D中，线圈中的磁通量增加，且原磁场方向逆时针穿过线圈，根据楞次定律可判断感应电流为顺时针穿过线圈，由安培定那么可得感应电流方向为abcda。D正确。6．(多项选择)(2022·长沙模拟)磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如下图就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，那么()A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C．假设A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)D．假设A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)解析：选BC在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产生感应电流，因为B是超导体，没有电阻，所以感应电流不会消失，故A错误，B正确；假设A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针，C正确，D错误。7.(2022·佛山一模)如下图，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，假设要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，以下方法可行的是()A．使匀强磁场均匀增大B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动解析：选A根据右手定那么，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反，根据楞次定律，说明圆环磁通量在增大。磁场增强那么磁通量增大，A正确。使圆环绕水平轴ab或cd转动30°，圆环在中性面上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生与图示方向反向的感应电流，B、C错误。保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流，D错误。对点训练：三定那么、一定律的综合应用8.(多项选择)(2022·景德镇模拟)如下图，一根长导线弯曲成“∏〞形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内。在电流I增大的过程中，以下判断正确的选项是()A．金属环中无感应电流产生B．金属环中有逆时针方向的感应电流C．悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力D．悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力解析：选BCΦ＝BS，S不变，I增大，B增大，所以有感应电流产生，A错误。由楞次定律得，感应电流方向沿逆时针，B正确。由圆的上半局部B大于下半局部，所以安培力以上半圆为主，I方向向左，B垂直纸面向里，F安方向向下，所以F拉＝mg＋F安，拉力大于重力，C正确，D错误。9.(多项选择)如下图，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的选项是()A．感应电流方向是N→MB．感应电流方向是M→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右解析：选AC棒向右平动，根据右手定那么可判断，感应电流方向为由N→M，A正确，B错误；再由左手定那么可判定棒所受安培力的方向为水平向左，C正确，D错误。10．(多项选择)如下图，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，以下说法中正确的选项是()A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点解析：选BD当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定那么判断电流方向由a→b。根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点。又左线圈中的感应电动势恒定，那么感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流。故A错误，B正确。当ab向右做加速运动时，由右手定那么可推断φb>φa，电流沿逆时针方向。又由E＝BLv可知ab金属棒两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定那么可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加。由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针(从下向上看)，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那局部线圈上，把这个线圈看做电源，由于电流是从d沿外电路(即电阻R)流向c，所以d点电势高于c点。故C错误，D正确。11.如下图，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连。当圆盘a转动时()A．圆盘b总是与a沿相同方向转动B．圆盘b总是与a沿相反方向转动C．假设B1、B2同向，那么a、b转向相同D．假设B1、B2反向，那么a、b转向相同解析：选D当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动。但假设不知B1、B2的方向关系，那么b盘与a盘的转向关系将无法确定。故A、B错。设B1、B2同向且向上，a盘逆时针转动，那么由右手定那么可知a盘中的感应电流由a→a′，b盘受力将顺时针转动，故C错，同理可判定D项正确。对点训练：利用楞次定律的推论速解电磁感应问题12．(多项选择)(2022·镇江模拟)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如下图。当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去。现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ铜<ρ铝。那么合上开关S的瞬间()A．从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C．假设将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射D．电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射解析：选BCD闭合开关S的瞬间，金属环中向右的磁场磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，A错误；由于电阻率ρ铜<ρ铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B正确；假设将金属环置于线圈右侧，那么闭合开关S的瞬间，环将向右弹射，C正确；电池正、负极调换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D正确。13．(2022·衡水冀州中学月考)如下图为两组同心闭合线圈的俯视图，假设内线圈的电流I1为图中所示的方向，那么当I1增大时，外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别为()A．I2沿顺时针方向，F沿半径指向圆心B．I2沿顺时针方向，F沿半径背离圆心向外C．I2沿逆时针方向，F沿半径指向圆心D．I2沿逆时针方向，F沿半径背离圆心向外解析：选D内线圈通有图示方向的电流I1，由安培定那么知，外线圈中磁场方向垂直纸面向里，当I1增大时，导致穿过外线圈的磁通量增大，由楞次定律可得，外线圈中的感应电流I2的方向为沿逆时针方向；由于外线圈处于内线圈产生的磁场中，由左手定那么可得，I2受到的安培力F的方向沿半径背离圆心向外。故D正确。14．如下图，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，那么()A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大解析：选B使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，选项B正确。考点综合训练15．(多项选择)如下图，倾角为α的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，那么以下说法正确的选项是()A．圆环L有收缩趋势B．圆环L有扩张趋势C．圆环内产生的感应电流变小D．圆环内产生的感应电流不变解析：选AC由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，那么KNMP回路中产生逆时针方向的感应电流，那么在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于金属棒向下运动的加速度减小，磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。故A、C正确。16.(2022·广东高考)如下图，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。那么小磁块()A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P