【高考总动员】2022届高三物理一轮复习课时提升练26电磁感应现象-楞次定律-

课时提升练(二十六)电磁感应现象楞次定律(限时：45分钟)A组对点训练——巩固基础学问题组一感应电流的产生条件1．如图9­1­15所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与匀强磁场B夹角为θ＝45°.现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则线圈在此过程中磁通量的转变量的大小为()图9­1­15A．0 B.eq\r(2)BSC.eq\r(2)nBS D.无法计算【解析】设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时：Φ1＝BSsinθ＝eq\f(\r(2),2)BS，末位置时：Φ2＝－BScosθ＝－eq\f(\r(2),2)BS，则初、末位置磁通量的转变量的大小为：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq\r(2)BS，故B正确．【答案】B2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图9­1­16所示连接．下列说法中正确的是()图9­1­16A．开关闭合后，线圈A插入或拔出时都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中心零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转【解析】开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，从而引起线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．【答案】A3．(多选)如图9­1­17所示，在条形磁铁的中心位置的正上方水平固定一铜质圆环．以下推断中正确的是()图9­1­17A．释放圆环，环下落时产生感应电流B．释放圆环，环下落时无感应电流C．释放圆环，环下落时环的机械能守恒D．释放圆环，环下落时环的机械能不守恒【解析】由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中心位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，故A、D错误，B、C正确．【答案】BC题组二楞次定律与右手定则4．两个大小不同的绝缘金属圆环a、b如图9­1­18所示叠放在一起，小圆环b有一半面积在大圆环a中，当大圆环a通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是()图9­1­18A．顺时针方向B．逆时针方向C．左半圆顺时针，右半圆逆时针D．无感应电流【解析】(1)当大圆环a中电流为顺时针时，圆环a内部的磁场方向垂直纸面对里，而环外的磁场方向垂直纸面对外，但环里磁场比环外磁场要强，圆环b的净磁通量是垂直纸面对里且增加的；(2)由楞打算律可知圆环b中产生的感应电流的磁场方向应垂直纸面对外；(3)再由安培定则得出圆环b中感应电流的方向为逆时针方向，B正确．【答案】B5.如图9­1­19所示，当磁场的磁感应强度B增加时，内、外金属环上的感应电流的方向应为()图9­1­19A．内环顺时针，外环逆时针B．内环逆时针，外环顺时针C．内、外环均为顺时针D．内、外环均为逆时针【解析】磁场增加，则穿过回路的磁通量增大，故感应电流的磁场向外，由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向；若分开争辩，则外环逆时针，内环顺时针，A正确．【答案】A6．(多选)如图9­1­20所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的祼金属棒ab的运动状况是(两线圈共面)()图9­1­20A．向右匀速运动 B.向左加速运动C．向右减速运动 D.向右加速运动【解析】依据右手定则和楞次定律，金属棒向左加速运动和向右减速运动都可以使小线圈N中产生顺时针方向的感应电流，故B、C正确．【答案】BC题组三右手定则、安培定则与楞次定律的综合7．如图9­1­21所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现在金属框固定不动而磁场运动，发觉ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动方向可能是()图9­1­21A．水平向右平动B．水平向左平动C．竖直向上平动D．竖直向下平动【解析】ab边受到的力向上，由左手定则可知，ab上电流的方向由b→a，由楞次定律可得，线框内的磁通量在增加，磁场向右运动，A项正确，B项错误；当磁场上下运动时，线框内的磁通量不变化，不产生感应电流，C、D项错误．【答案】A8．(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图9­1­22所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是()图9­1­22A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒AB的作用力向左【解析】利用楞打算律，两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量增加，结合安培定则推断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.以此为基础，再推断CD内的电流方向，最终依据左手定则进一步确定AB、CD的受力方向，经过比较可得正确选项为B、D.【答案】BDB组深化训练——提升应考力量9．如图9­1­23所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场图9­1­23斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，肯定能在轨道回路里产生感应电流的是()A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)【解析】设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，对A，S增大，θ减小，cosθ增大，则Φ增大，A正确；对B，B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错误；对C，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误；对D，S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变，D错误．【答案】A10．甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当它们以相同的角速度开头转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止，若将两环置于磁感应强度为B的大小相同的匀强磁场中，乙环的转轴与磁场方向平行，甲环的转轴与磁场方向垂直，如图9­1­24所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开头转动后，则下列推断中正确的是()图9­1­24A．甲环先停 B.乙环先停C．两环同时停下 D.无法推断两环停止的先后【解析】两环均在匀强磁场中以相同的角速度转动，由图可知：甲环的磁通量会发生变化，甲环的动能要转化为电能，而乙环中无磁通量的变化，不会产生感应电流，故甲环先停下来，A选项正确．【答案】A11．(2022·北京西城区模拟)如图9­1­25所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开头，磁感应强度B随时间t变化的示意图为()图9­1­25【解析】要使回路中不产生感应电流，只有回路中磁通量不发生变化，由B0l2＝Bl(l＋vt)，得到B＝eq\f(B0l,l＋vt)，所以C选项正确．【答案】C12．如图9­1­26所示，A、B是两根相互平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同．一个矩形闭合金属线圈与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行，线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最终到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间，则下面的说法中正确的是()图9­1­26A．在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量为最大B．在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向保持不变【解析】由题意知线圈经过位置2时穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，故A、B均错误；从位置1到位置3的整个过程中，穿过线圈的磁通量是先向外渐渐减小到零，然后向里渐渐增大，由楞次定律知线圈中感应电流的方向始终沿逆时针方向，线圈所受的磁场力的方向始终向右，故C错误、D正确．【答案】D13．(2022浙江部分学校联考)如图9­1­27所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面对里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速度按时间挨次依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定()图9­1­27A．v1<v2 B.v2<v3C．v3<v4 D.v4<v1【解析】由能量守恒定律可知，线框从进入磁场到离开磁场的过程中，有部分机械能转化为焦耳热，即机械能减小，则v4<v1，D正确；而线框完全在磁场中运动时，由于磁通量不变，没有感应电流，故线框只受重力作用，机械能守恒，则v2＝v3，B错误；由楞次定律可知，线框进入磁场时受到安培力方向竖直向下，重力方向竖直向下，因而做减速运动，则v1>v2，A错误；线框离开磁场时受到的安培力方向竖直向上，重力方向竖直向下，二者大小关系不能确定，故v3、v4大小关系也不能确定，C错误．【答案】D14．(2022·宁夏石嘴山十七中模拟)如图9­1­28所示，甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内，甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近，甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中，穿过甲的磁感应强度为B1，方向指向纸面内，穿过乙的磁感应强度为B2，方向指向纸面外，两个磁场可同时变化，当发觉ab边和cd边间有排斥力时，磁场的变化状况可能是()eq\o(\s\up7(甲乙),\s\do5(图9­1­28))A．B1变小，B2变大 B．B1变大，B2变大C．B1变小，B2变小 D.B1不变，B2变小【解析】ab边与cd边有斥力，则两边通过的电流方向肯定相反，由楞次定律可知，当B1变小，B2变大时，ab边与cd边中的电流方向相反．【答案】A15．如图9­1­29所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面对里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触．当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻()图9­1­29A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零【解析】当金属杆ab顺时针方向转动时，切割磁感线，由法拉第电磁感应定律知产生感应电动势，由右手定则可知将产生由a到b的感应电流，电流表的d端与a端相连c端通过金属环与b端相连，则通过电流表的电流是由c到d，而金属杆在磁场中会受到安培力的作用，由左手定则可推断出安培力的方向为水平向右，阻碍金属杆的运动，所以A正确．【答案】A16．(多选)(2010·上海高考)如图9­1­30，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后