【綠色通道】2020高考物理第九章電磁感應(yīng) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律練習(xí) 新人教版

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1、第9章 第1課時(shí)必考內(nèi)容 1．(2020·福州模擬)著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示．在一塊絕緣板上中部安一個(gè)線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球，整個(gè)裝置支撐起來(lái)．忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間，下列關(guān)于圓盤(pán)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．圓盤(pán)將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．圓盤(pán)將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．圓盤(pán)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) D．無(wú)法確定圓盤(pán)是否會(huì)動(dòng) 答案：A 解析：瞬間增強(qiáng)的磁場(chǎng)會(huì)在周圍產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的電場(chǎng)，負(fù)電荷受到逆時(shí)針?lè)较虻碾妶?chǎng)力，帶動(dòng)圓盤(pán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)． 2．(2020·臨沂模擬)直導(dǎo)線ab放在如圖所示的水平導(dǎo)體框架上，構(gòu)成一個(gè)閉合回路．長(zhǎng)直導(dǎo)線cd和框架處在同一個(gè)平

2、面內(nèi)，且cd和ab平行，當(dāng)cd中通有電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)ab向左滑動(dòng)．關(guān)于cd中的電流下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電流肯定在增大，不論電流是什么方向 B．電流肯定在減小，不論電流是什么方向 C．電流大小恒定，方向由c到d D．電流大小恒定，方向由d到c 答案：B 解析：ab向左滑動(dòng)，說(shuō)明通過(guò)回路的磁通量在減小，通過(guò)回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減弱，通過(guò)cd的電流在減小，與電流方向無(wú)關(guān)． 3．如圖所示，一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成如圖所示形狀，通以直流電I，正中間用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(guò)程中，下列敘述正確的是(　　) A．金屬環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．金屬環(huán)中有順

3、時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C．懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的張力不變 D．金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài) 答案：D 解析：導(dǎo)線中的電流在金屬環(huán)C內(nèi)產(chǎn)生的合磁通量向里，故電流I增大的過(guò)程中，金屬環(huán)C中的磁通量向里增大，由安培定則及楞次定律知金屬環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)；由對(duì)稱性及左手定則知金屬環(huán)受到了豎直向下的安培力的作用且隨著電流I增大而增大，金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，故C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確． 4．(2020·濟(jì)南模擬)如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)體框架cdef上，棒ab與框架接觸良好．從某一時(shí)刻開(kāi)始，給這個(gè)空間施加一個(gè)斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)均勻增加，ab棒仍靜止，在磁場(chǎng)

4、均勻增加的過(guò)程中，關(guān)于ab棒受到的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．摩擦力大小不變，方向向右 B．摩擦力變大，方向向右 C．摩擦力變大，方向向左 D．摩擦力變小，方向向左 答案：B 解析：本題考查電磁感應(yīng)定律和平衡條件．由法拉第電磁感應(yīng)定律，ab中產(chǎn)生的電流的大小恒定，方向由b到a，由左手定則，ab受到的安培力方向向左下方，F(xiàn)＝BIL，由于B均勻變大，F(xiàn)變大，F(xiàn)的水平分量Fx變大，靜摩擦力Ff＝Fx變大，方向向右，B正確，本題難度中等． 5．如圖所示，通過(guò)水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)．為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈，讓傳

5、送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶，根據(jù)穿過(guò)磁場(chǎng)后線圈間的距離，就能夠檢測(cè)出不合格線圈，通過(guò)觀察圖形，判斷下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若線圈閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng) B．若線圈不閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng) C．從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈 D．從圖中可以看出，第4個(gè)線圈是不合格線圈 答案：AC 解析：若線圈閉合進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可判斷線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)，故A對(duì)；若線圈不閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)后，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故線圈相對(duì)傳送帶不發(fā)生滑動(dòng)，B錯(cuò)；從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈，C對(duì)． 6．

6、如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2L的正方形abcd中，在這個(gè)正方形的同一平面內(nèi)，有一電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線圈ABCD，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)．從BC邊進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試回答下列問(wèn)題： (1)穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t如何變化，并作出磁通量隨時(shí)間變化的圖象． (2)線圈中有無(wú)感應(yīng)電流，若有，請(qǐng)判斷出感應(yīng)電流的方向． 答案：(1)如解析圖所示 (2)線框在第一段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針； 第三階段的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針；在第二時(shí)間段里無(wú)感應(yīng)電流． 解析：由于本題中線圈的速度不變，可根據(jù)題意把整個(gè)過(guò)程從時(shí)間上分成三段即0～L/v(BC邊進(jìn)磁場(chǎng)到AD邊進(jìn)磁場(chǎng)

7、)、L/v～2L/v(整個(gè)線圈都在磁場(chǎng)中)、2L/v～3L/v(BC邊出磁場(chǎng)到AD邊出磁場(chǎng))三個(gè)時(shí)間段，根據(jù)磁通量的公式Φ＝B·S可知，線圈的磁通量在第一段時(shí)間內(nèi)從零均勻增大到最大值，然后在第二段時(shí)間內(nèi)磁通量保持最大值不變，在第三時(shí)間段內(nèi)均勻減小直到零．(如圖所示) 由法拉第電磁感應(yīng)定律可以知道只有通過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化才有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，所以在第一時(shí)間段和第三時(shí)間段才有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，且由楞次定律可知，第一段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；第三階段的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針；在第二時(shí)間段里無(wú)感應(yīng)電流． 7．繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，線圈與電源、開(kāi)

8、關(guān)相連，如圖所示．線圈上端與電源正極相連，閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持開(kāi)關(guān)閉合，則(　　) A．鋁環(huán)不斷升高 B．鋁環(huán)停留在某一高度 C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落 D．如果電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變 答案：CD 解析：開(kāi)關(guān)閉合瞬間，鋁環(huán)中的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到安培力作用使鋁環(huán)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的效果阻礙磁通量的變化，所以鋁環(huán)向上跳起，開(kāi)關(guān)閉合后，線圈周圍的磁場(chǎng)恒定，則鋁環(huán)將回落，所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；當(dāng)電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后現(xiàn)象同上，D項(xiàng)正確． 8．如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)電阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面

9、向里，導(dǎo)體棒的電阻可忽略．當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．流過(guò)R的電流為由d到c，流過(guò)r的電流為由b到a B．流過(guò)R的電流為由c到d，流過(guò)r的電流為由b到a C．流過(guò)R的電流為由d到c，流過(guò)r的電流為由a到b D．流過(guò)R的電流為由c到d，流過(guò)r的電流為由a到b 答案：B 解析：由楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了減小線圈磁通量的增加，而線圈平面與磁場(chǎng)間的夾角越小時(shí)，通過(guò)的磁通量越小，所以線圈平面將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)． 9．如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合線框位于同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在0～時(shí)間內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中

10、電流向上，則線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是(　　) A．0～T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? B．0～T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)橄软槙r(shí)針?lè)较蚝竽鏁r(shí)針?lè)较? C．0～T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左 D．0～時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向右，～T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左 答案：A 解析：0～時(shí)間內(nèi)，電流i在減小，閉合線框內(nèi)的磁通量必然在減小，由楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍?～時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力應(yīng)向左；同理，可以判斷在～T時(shí)間內(nèi)，電流i在反向增大，閉合線框內(nèi)的磁通量必然在增大，由楞次定律可以判斷線框中感應(yīng)電流方向也為順時(shí)針?lè)较?，故A項(xiàng)對(duì)B項(xiàng)錯(cuò)；

11、而且～T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力應(yīng)向右，C、D錯(cuò)誤． 10．(2020·試題調(diào)研)某研究性學(xué)習(xí)小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律時(shí)，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖，矩形金屬線圈放置在水平薄玻璃板上，有兩塊相同的蹄形磁鐵，相對(duì)固定，四個(gè)磁極之間的距離相等．當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過(guò)線圈位置時(shí)，線圈靜止不動(dòng)，那么線圈所受摩擦力的方向是(　　) A．先向左，后向右 B．先向左，后向右，再向左 C．一直向右 D．一直向左 答案：D 解析：根據(jù)楞次定律的推廣意義，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙原來(lái)磁通量變化，線圈相對(duì)磁鐵“來(lái)拒去留”，即當(dāng)磁鐵靠近時(shí)它們互相排斥，線圈受到向右的斥力，當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，線

12、圈受到向右的引力，線圈靜止不動(dòng)，故線圈受到玻璃板對(duì)它的靜摩擦力方向始終向左． 11．如圖所示，在水平地面下埋著一條沿東西方向通有恒定電流的水平直導(dǎo)線．現(xiàn)用一串有靈敏電流計(jì)的閉合圓形檢測(cè)線圈檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置．若不考慮地磁場(chǎng)的影響，檢測(cè)線圈在水平面內(nèi)，從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的北邊移至距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的南邊的過(guò)程中，俯視檢測(cè)線圈．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．線圈中感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針后逆時(shí)針 B．線圈中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，然后再逆時(shí)針 C．線圈在導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零 D．線圈在導(dǎo)線正上方時(shí)，線圈中的電流為零 答案：BC 解析：由地下通電直導(dǎo)線的電流方向和右手

13、螺旋定則可判斷出周圍的磁感線分布，左側(cè)水平地面磁場(chǎng)方向向下，右側(cè)水平地面磁場(chǎng)方向向上，則檢測(cè)線圈從左向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁通量先增大后減小為零，再增大，最后再減小；由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，然后再逆時(shí)針，線圈在導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，選項(xiàng)B、C正確． 12．2020年9月25日，我國(guó)“神舟七號(hào)”載人飛船發(fā)射成功，在離地面大約200 km的太空運(yùn)行．假設(shè)載人艙中有一邊長(zhǎng)為50 cm的正方形導(dǎo)線框，在宇航員操作下由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時(shí)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝4×10－5 T，方向如圖所示． (1)該過(guò)程中磁通量的改變量是多少？ (2)該過(guò)程線框中有無(wú)感應(yīng)電

14、流？設(shè)線框電阻為R＝0.1 Ω，若有電流則通過(guò)線框的電量是多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答案：(1)1.4×10－5 Wb　(2)1.4×10－4 C 解析：(1)設(shè)線框在水平位置時(shí)法線n方向豎直向上，穿過(guò)線框的磁通量Φ1＝BScos 53°＝6.0×10－6 Wb 當(dāng)線框轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，線框平面的法線方向水平向右，與磁感線夾角θ＝143°，穿過(guò)線框的磁通量 Φ2＝BScos 143°＝－8.0×10－6 Wb 該過(guò)程磁通量的改變量大小ΔΦ＝Φ1－Φ2＝1.4×10－5 Wb (2)因?yàn)樵撨^(guò)程穿過(guò)閉合線框的磁通量發(fā)生了變化，所以一定有感應(yīng)電流． 根據(jù)電

15、磁感應(yīng)定律得， ＝＝ 通過(guò)的電量為q＝·Δt＝＝1.4×10－4 C. 13．(2020·浙江理綜)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示．有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒．則以下說(shuō)法正確的是(　　) A．第2秒內(nèi)上極板為正極 B．第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極 C．第2秒末微?；氐搅嗽瓉?lái)位置 D．第2秒末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2πr2/d 答案：A 解析：由B-t圖象知第2 s

16、內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均勻減小，方向向內(nèi)，第3 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均勻增大，方向向外，由楞次定律和安培定則知圓環(huán)內(nèi)的電流為順時(shí)針?lè)较?，所以下極板為負(fù)，上極板為正，A正確，B錯(cuò)；第1 s內(nèi)B均勻增加，極板間電場(chǎng)方向與第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)電場(chǎng)方向相反，第1 s內(nèi)電荷q從靜止做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變，所以第2 s末微粒不會(huì)回到原來(lái)位置，C錯(cuò)；第2 s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小U＝＝0.1 πr2，電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小E＝＝，D錯(cuò)． 14．(2020·浙江理綜)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd，用絕緣輕質(zhì)

17、細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) A．a(chǎn)→b→c→d→a B．d→c→b→a→d C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d 答案：B 解析：線框從右側(cè)開(kāi)始由靜止釋放，穿過(guò)線框平面的磁通量逐漸減小，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d；過(guò)O點(diǎn)縱軸繼續(xù)向左擺動(dòng)過(guò)程中．穿過(guò)線框平面的磁通量逐漸增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向仍為d→c→b→a→d，故B選項(xiàng)正確．