山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時規(guī)范練31 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 新人教版

課時規(guī)范練31電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律基礎(chǔ)對點練1.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象)(2018·廣東珠海質(zhì)檢)如圖所示,一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強磁場中,若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如圖中箭頭所示方向的感應(yīng)電流,下列方法可行的是()A.僅使勻強磁場的磁感應(yīng)強度均勻增大B.僅使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30°C.僅使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30°D.保持圓環(huán)水平并僅使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動答案A解析原磁場的方向向上,圓環(huán)中順時針(從上向下看)方向的感應(yīng)電流的磁場方向向下,與原磁場的方向相反,所以穿過圓環(huán)的磁通量應(yīng)增大。僅使勻強磁場的磁感應(yīng)強度均勻增大,穿過圓環(huán)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)產(chǎn)生順時針(從上向下看)方向的感應(yīng)電流,選項A正確;僅使圓環(huán)繞水平軸ab或cd按題圖所示方向轉(zhuǎn)動30°,轉(zhuǎn)動過程中穿過圓環(huán)的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針(從上向下看)方向的感應(yīng)電流,選項B、C錯誤;保持圓環(huán)水平并僅使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動,穿過圓環(huán)的磁通量保持不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項D錯誤。2.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象)(2018·廣東佛山質(zhì)檢)如圖所示,一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi),螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流,可采用的方法有()A.使通電螺線管中的電流發(fā)生變化B.使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動C.使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動D.使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動答案D解析在A、B、C三種情況下,穿過線圈a的磁通量始終為零,因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A、B、C錯誤;選項D中,當(dāng)線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動時,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。3.(楞次定律的理解及應(yīng)用)(2018·四川綿陽一診)大小不等的兩個導(dǎo)電圓環(huán)P、Q均固定于水平桌面,Q環(huán)位于P環(huán)內(nèi)。在兩環(huán)間的范圍內(nèi)存在方向豎直向下、大小隨時間均勻增強的勻強磁場B,則()A.Q環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流B.Q環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流C.P環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流D.P環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流答案D解析由楞次定律可知P環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流,Q環(huán)內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故選項A、B、C錯誤,D正確。4.(楞次定律的理解及應(yīng)用)(2018·重慶一中模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當(dāng)一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時,線圈始終保持不動。則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況,以下判斷正確的是()A.FN先大于mg,后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左,后向右D.線圈中的電流方向始終不變答案A解析當(dāng)磁鐵靠近線圈時,穿過線圈的磁通量增加,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈受到磁鐵的安培力作用,根據(jù)楞次定律可知,線圈受到的安培力斜向右下方,則線圈對桌面的壓力增大,即FN大于mg,線圈相對桌面有向右運動趨勢,受到桌面向左的靜摩擦力。當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時,穿過線圈的磁通量減小,同理,根據(jù)楞次定律可知,線圈受到的安培力斜向右上方,則線圈對桌面的壓力減小,即FN小于mg,線圈相對桌面有向右運動趨勢,受到桌面向左的靜摩擦力。綜上可知,FN先大于mg,后小于mg,Ff始終向左,故選項B、C錯誤,A正確;當(dāng)磁鐵靠近線圈時,穿過線圈向下的磁通量增加,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是逆時針方向;當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時,穿過線圈向下的磁通量減小,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是順時針方向,故選項D錯誤。5.(多選)(“三個定則、一個定律”的綜合應(yīng)用)(2018·陜西寶雞一模)如圖所示,兩個條形磁鐵的N和S相向水平放置,一豎直放置的矩形線框從兩個磁鐵之間正上方自由落下,并從兩磁鐵中間穿過。下列關(guān)于線框受到安培力及從右向左看感應(yīng)電流方向說法正確的是()A.感應(yīng)電流方向先逆時針方向,后順時針方向B.感應(yīng)電流方向先順時針方向,后逆時針方向C.安培力方向一直豎直向上D.安培力方向先豎直向上,后豎直向下答案BC解析由圖可知,磁感線向左向右,則中間磁感應(yīng)強度最大,而向兩邊越來越小,故在線圈從高處下落過程中,穿過線圈的磁通量一直向右,且先增大后減小,則由楞次定律可知,感應(yīng)電流先順時針后逆時針,故B正確,A錯誤;產(chǎn)生的感應(yīng)電流一直阻礙物體間的相對運動,故安培力一定一直豎直向上,故C正確,D錯誤。6.(多選)(“三個定則、一個定律”的綜合應(yīng)用)(2018·河北石家莊二中期中)如圖所示,M為水平放置的橡膠圓盤,在其外側(cè)面均勻地帶有負(fù)電荷。在M正上方用絲線懸掛一個閉合鋁環(huán)N,鋁環(huán)也處于水平面中,且M盤和N環(huán)的中心在同一條豎直線O1O2上?，F(xiàn)讓橡膠圓盤由靜止開始繞O1O2軸按圖示方向逆時針加速轉(zhuǎn)動,下列說法正確的是()A.鋁環(huán)N對橡膠圓盤M的作用力方向豎直向下B.鋁環(huán)N對橡膠圓盤M的作用力方向豎直向上C.鋁環(huán)N有擴(kuò)大的趨勢,絲線對它的拉力增大D.鋁環(huán)N有縮小的趨勢,絲線對它的拉力減小答案AD解析橡膠圓盤M由靜止開始繞其軸線OO'按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動,形成環(huán)形電流,環(huán)形電流的大小增大;橡膠圓盤,在其外側(cè)面均勻地帶有負(fù)電荷,根據(jù)右手螺旋定則知,磁通量向下,且增大,根據(jù)楞次定律的另一種表述,引起的機械效果阻礙磁通量的增大,知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢,且有向上的運動趨勢,所以絲線的拉力減小,根據(jù)牛頓第三定律可知,鋁環(huán)N對橡膠圓盤M的作用力方向豎直向下,故選項A、D正確,選項B、C錯誤。素養(yǎng)綜合練7.(2018·湖北武漢期末)物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖所示,她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實驗。他連接好電路,經(jīng)重復(fù)實驗,線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗,下列四個選項中,導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是()A.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過高C.所選線圈的匝數(shù)過多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同答案D解析無論實驗用的是交流電還是直流電,閉合開關(guān)S的瞬間,穿過套環(huán)的磁通量均增加,只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體,套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,套環(huán)就會跳起。如果套環(huán)是用塑料做的,則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,也就不會受安培力作用而跳起。選項D正確。8.(多選)(2018·湖南長沙模擬)磁懸浮高速列車在我國上海已投入運行數(shù)年。如圖所示就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)。將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中,則()A.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流消失B.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流仍存在C.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向為順時針方向(從上往下看)D.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向(從上往下看)答案BC解析在B放入磁場的過程中,穿過B的磁通量增加,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,因為B是超導(dǎo)體,沒有電阻,所以感應(yīng)電流不會消失,故選項A錯誤,B正確;若A的N極朝上,在B放入磁場的過程中,磁通量增加,根據(jù)楞次定律可判斷B中感應(yīng)電流的方向為順時針,選項C正確,D錯誤。9.(多選)(2018·福建廈門大學(xué)附中二模)已知無限長通電直導(dǎo)線周圍某處磁場的磁感應(yīng)強度大小為B=k,式中常量k>0,I為電流強度,r為該點到直導(dǎo)線的距離。如圖所示,將通以恒定電流的長直導(dǎo)線固定在光滑絕緣水平面上,某一時刻,金屬環(huán)在該平面上以速度v0沿圖示方向運動,則下列說法正確的是()A.此時,金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向B.此后,金屬環(huán)可能沿圖示v0方向做直線運動,直到速度減為零C.此后,金屬環(huán)可能一直做曲線運動D.此后,金屬環(huán)先做曲線運動,再做勻速直線運動答案AD解析根據(jù)右手螺旋定則,環(huán)所處的磁場方向向里,因無限長通電直導(dǎo)線周圍某處磁場的磁感應(yīng)強度大小為B=k,則離導(dǎo)線越遠(yuǎn)的,磁場越弱,依據(jù)楞次定律可知,環(huán)中的感應(yīng)電流方向為順時針方向,A正確;當(dāng)環(huán)在該平面上以速度v0沿圖示方向運動時,產(chǎn)生的感應(yīng)電流,出現(xiàn)安培阻力,從而阻礙其運動,由于安培阻力與速度方向不共線,因此做曲線運動,當(dāng)環(huán)的速度方向與通電導(dǎo)線電流方向相平行時,則環(huán)中的磁通量不再變化,那么沒有感應(yīng)電流,因此環(huán)不受力的作用,則做勻速直線運動,BC錯誤;D正確。10.(2018·湖南株洲第二次質(zhì)檢)如圖,沿東西方向站立的兩同學(xué)(左西右東)做“搖繩發(fā)電”實驗:把一條長導(dǎo)線的兩端連在一個靈敏電流計(零刻度在表盤中央)的兩個接線柱上,形成閉合回路,然后迅速搖動MN這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道,則下列說法正確的是()A.當(dāng)“繩”搖到最高點時,“繩”中電流最大B.當(dāng)“繩”搖到最低點時,“繩”受到的安培力最大C.當(dāng)“繩”向下運動時,N點電勢比M點電勢高D.搖“繩”過程中,靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向不變答案C解析當(dāng)“繩”搖到最高點時,繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行,不切割磁感線,感應(yīng)電流最小,故A錯誤。當(dāng)“繩”搖到最低點時,繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行,不切割磁感線,感應(yīng)電流最小,繩受到的安培力也最小,故B錯誤。當(dāng)“繩”向下運動時,地磁場向北,根據(jù)右手定則判斷可知,“繩”中N點電勢比M點電勢高,故C正確。在搖“繩”過程中,當(dāng)“繩”向下運動和向上運動時,“繩”切割磁感線的方向變化,則感應(yīng)電流的方向變化,即靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向改變,選項D錯誤。故選C。11.(多選)(2018·江西仿真模擬)如圖甲,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時( )A.在t1t2時間內(nèi),L有收縮趨勢B.在t2t3時間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢C.在t2t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D.在t3t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流答案AD解析L收縮還是擴(kuò)張取決于螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的變化情況,t1t2磁通量的變化率增大,感應(yīng)電流變大,abcd線框內(nèi)磁通量變大,L有收縮的趨勢,A選項正確;t2t3時間內(nèi)磁通量的變化率為常數(shù),產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變,abcd線框內(nèi)磁感應(yīng)強度不變,L沒有電流,也就沒有擴(kuò)張趨勢,B、C選項錯誤;根據(jù)楞次定律,t3t4時間內(nèi)由于螺線管內(nèi)磁通量變化引起的感應(yīng)電流在線框中為dcba方向并減小,L線圈中原磁場的方向垂直于紙面向里且磁感應(yīng)強度大小減小,根據(jù)楞次定律得L中的感應(yīng)電流方向為順時針方向,D選項正確。12.(多選)(2018·河北承德月考)如圖所示,一根長導(dǎo)線彎曲成“”形,通以直流電I,正中間用強度很大的絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi),在電流I增大的過程中,下列敘述正確的是()A.金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B.金屬環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線中拉力變大D.金屬環(huán)C將左右擺動答案BC解析AB.根據(jù)安培定則知,彎曲成“”形導(dǎo)線中電流的磁場方向為:垂直紙面向里,且大小增加。由楞次定律可知,感應(yīng)電流的方向為逆時針,故A錯誤,B正確;C.根據(jù)左手定則可知,安培力的方向指向圓心,由于彎曲成“”形導(dǎo)線,所以金屬環(huán)所在的區(qū)域上部分的磁場比較大,下部分的磁場比較小,環(huán)的上部分受到的向下的安培力比較大,因此導(dǎo)致掛環(huán)的拉力增大,但環(huán)仍處于靜止?fàn)顟B(tài),故C正確,D錯誤,故選BC。10