暑假作业05 楞次定律和法拉第电磁感应定律（原卷版）-2025版高二物理暑假作业

限时练习：90min完成时间：月日天气：作业05楞次定律和法拉第电磁感应定律一、楞次定律1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．2．从能量角度理解楞次定律感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能．二、右手定则如图所示，内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．三、电磁感应定律1．感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n为线圈的匝数．(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)．四、导线切割磁感线时的感应电动势1．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Blv.甲乙2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，E＝Blvsinθ.3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能．一、单选题1．如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框相连，导线框内有一小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（

）A．在时间内，通过边的电流方向由到且大小保持不变B．在时间内，通过边的电流方向先由到后变为由到C．在时间内，圆环内有逆时针方向的感应电流且大小保持不变D．在时间内，圆环有扩张趋势2．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。当充电板内的送电线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时的方向为正），不考虑感应线圈的自感，下列说法中正确的是（

）A．t1~t3时间内，c点电势始终高于d点电势B．t1~t3时间内，c点电势始终低于d点电势C．t1在时刻受电线圈中电流最强D．t2时刻受电线圈中电流为03．如图所示，一磁铁通过支架悬挂于电子秤上方，磁铁的正下方有两条光滑的固定金属导轨M、N，其上有两根可以左右自由滑动的金属杆a、b，磁铁在金属导轨M、N、a、b组成回路中心的正上方且S极朝下，当剪断细线磁铁下落时，以下说法正确的是（

）A．a、b杆保持静止状态 B．磁铁会受到向下的吸引力C．a、b杆相互靠近 D．与剪断前相比，导轨对电子秤的压力变小4．麦克斯韦从场的观点出发，认为变化的磁场会激发感生电场。如图甲所示，半径为r的绝缘光滑真空管道（内径远小于半径r）固定在水平面上，管内有一质量为m、带电量为的小球，直径略小于管道内径。真空管处在匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化如图乙所示，规定竖直向上为正方向。时刻无初速释放小球。下列说法正确的是（）A．俯视真空管道，感生电场的方向是逆时针B．感生电场对小球的作用力大小为C．小球绕环一周，感生电场做功为D．时刻管道对小球的作用力大小5．如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e、感应电流i、焦耳热Q以及ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图像正确的是（）A． B．C． D．6．如图所示，一根长为L的金属棒CD在磁场方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕竖直轴OO1顺时针（俯视）转动，O为金属棒与竖直轴的交点。圆锥母线与OO1夹角为30°，角速度为ω，，则金属杆两端的电势差UCD为（

）A． B． C． D．7．如图所示，整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，导轨间距为l且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以恒定角速度ω转过60°的过程中（金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计）（）A．通过定值电阻的电流方向由b到a B．转动过程中棒两端的电动势大小不变C．通过定值电阻的最大电流为 D．通过定值电阻的电荷量为8．近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，下列说法正确的是A．NFC贴纸在使用时需要另外电源供电才能使用B．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势的平均值C．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和D．垂直穿过线圈的磁场发生变化时，芯片中的电流为三个线圈内电流之和二、解答题9．轻质细线吊着一质量为m=0.64kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=2Ω。边长为正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示，从t=0开始经t0时间细线开始松弛，取g=10m/s2。求：（1）在0～4s内，线圈中产生的感应电动势E；（2）在前4s时间内线圈abcd产生的电热；

（3）求t0的值。10．如图（a）所示，两根间距为L足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，金属棒质量为，其电阻为r，顶端接有阻值为R的电阻。垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的磁场，时磁场方向垂直纸面向里。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处，重力加速度为g。（1）在到的时间内，求金属棒中感应电流的大小和方向；（2）在到的时间内，求电阻R上产生的热量；（3）时，释放金属棒，求此后金属棒运动过程中的最大速度。一、单选题1．如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，不计空气阻力，下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（）A．机械能保持不变B．感应电动势越来越大C．a点电势比b点电势高D．所受重力的功率保持不变2．图甲为某风速测量装置，可简化为图乙所示的模型。圆形磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，风推动风杯组（导体棒OA代替）绕水平轴以角速度ω顺时针转动，风杯中心到转轴距离为2L，导体棒OA电阻为r，导体棒与弹性簧片接触时回路中产生电流，接触过程中，导体棒转过的圆心角为45°，图乙中电阻阻值为R，其余电阻不计。下列说法正确的是（

）A．流过电阻R的电流方向为从左向右B．风杯的速率为ωLC．导体棒与弹性簧片接触时产生的电动势为D．导体棒每转动一圈，流过电阻R的电荷量为3．半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，则下列说法正确的是（

）A．导体棒A端相等于电源正极B．导体棒中的电流方向为B→AC．导体棒AB两端的电压大小为D．若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使磁感应强度增强二、多选题4．如图所示，间距均为d的倾斜金属导轨与水平金属导轨在两点用绝缘材料平滑连接，使和和彼此绝缘。在平面内存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，在平面存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。在间连接一电容为C的电容器和一个自感系数为L的电感线圈，在间接一小灯泡。开始时，开关S断开，一质量为m、长为d的金属棒在倾斜导轨上从距水平地面高为h的位置由静止释放，不计导轨和金属棒的电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，电容器的耐压值足够高。则下列说法正确的是（）A．金属棒在倾斜导轨上下滑时做变加速运动，在水平导轨上做匀减速运动B．金属棒进入区域后，立刻闭合开关S，此时通过L的电流最大C．金属棒刚到达时，速度大小为D．在整个过程中，小灯泡产生的内能为三、解答题5．如图所示，有两条不计电阻的平行光滑金属导轨、，导轨间距L=0.5m，其中、段倾斜放置，倾斜角，，、段水平放置，两段之间通过一小段（大小可忽略）光滑圆弧绝缘材料平滑相连，在倾斜导轨左端连接一电容的电容器，在N和两端与电阻器，R=0.1Ω相连，在倾斜导轨、区域内加有垂直于倾斜导轨平面向下的匀强磁场，在水平导轨的区域内加有垂直水平导轨平面向上的匀强磁场，、均与导轨垂直，且，是质量为3m、各边长度均为L的开口向左的U形金属框，已知其de边电阻为R=0.1Ω，其余各段电阻可忽略不计，开始时紧挨导轨静置于左侧外，一不计电阻的质量为m的金属棒a紧贴从静止释放，使其向下滑行，越过后与U形金属框发生碰撞，碰后粘在一起形成一个正方形导体框沿导轨穿过磁场区域。已知：m=1kg，不计一切摩擦，取重力加速度，求：（1）金属棒a在倾斜导轨下滑的加速度大小（提示：）；（2）de边刚进入磁场区域时的速度大小；（3）整个过程中电阻器R上产生的焦耳热。1．（2024浙江高考题）如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻尼减振器组成。平台通过三根关于轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在点，三个相同的关于轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所