2019年高考物理一輪復習第十章電磁感應第1講電磁感應定律楞次定律練習

配餐作業(yè)電磁感應定律楞次定律A組·基礎鞏固題1.如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是()A.eq\f(\r(3)－1,2)BS B.eq\f(\r(3)＋1,2)NBSC.eq\f(\r(3)＋1,2)BS D.eq\f(\r(3)－1,2)NBS解析Φ是標量，但有正負之分，在計算ΔΦ＝Φ2－Φ1時必須注意Φ2、Φ1的正負，要注意磁感線從線框的哪一面穿過，此題中在開始位置磁感線從線框的下面穿進，在末位置磁感線從線框的另一面穿進。若取轉(zhuǎn)到末位置時穿過線框方向為正方向，則Φ2＝eq\f(\r(3),2)BS，Φ1＝－eq\f(1,2)BS，因穿過多匝線圈的磁通量的大小與匝數(shù)無關，故ΔΦ＝eq\f(\r(3)＋1,2)BS。答案C2.(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一，如圖所示，線圈中通以一定頻率的正弦交流電，靠近待測工件時，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化。下列說法中正確的是()A．渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B．渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率C．通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力D．待測工件可以是塑料或橡膠制品解析由楞次定律可知，渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化，A項正確；類似于變壓器，渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率，B項正確；由于電流在磁場中受安培力作用，故通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力，C項正確；渦流必須是在導體中產(chǎn)生，故待測工件不能是塑料或橡膠制品，D項錯誤。答案ABC3.如圖所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強磁場中，可繞a點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動過程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點良好接觸。當桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，某時刻ab桿的位置如圖所示，則此時刻()A．有電流通過電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右B．有電流通過電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左C．有電流通過電流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零解析當金屬桿ab順時針方向轉(zhuǎn)動時，切割磁感線，由法拉第電磁感應定律知產(chǎn)生感應電動勢，由右手定則可知將產(chǎn)生由a到b的感應電流，電流表的d端與a端相連，c端通過金屬環(huán)與b端相連，則通過電流表的電流是由c到d，而金屬桿在磁場中會受到安培力的作用，由左手定則可判斷出安培力的方向為水平向右，阻礙金屬桿的運動，所以A項正確。答案A4．(多選)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的。電磁驅(qū)動原理如圖所示，當固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去?，F(xiàn)在固定線圈左側同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，且電阻率ρ銅<ρ鋁。閉合開關S的瞬間()A．從左側看環(huán)中感應電流沿順時針方向B．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C．若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動D．電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射解析線圈中電流為右側流入，磁場方向為向左，在閉合開關的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，環(huán)中感應電流由左側看為順時針，A項正確；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)的，B項正確；若將環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，C項錯誤；電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)受力仍向左，故仍將向左彈出，D項錯誤。答案AB【素養(yǎng)立意】以電磁彈射的實際問題中提煉出楞次定律應用的物理模型，使科學、技術在實際應用中更具體，更真實。5．(2018·皖南八校第二次聯(lián)考)如圖所示，矩形金屬線框abcd放在水平桌面上，ab邊和條形磁鐵的豎直軸線在同一豎直平面內(nèi)，現(xiàn)讓條形磁鐵沿ab邊的豎直中垂線向下運動，線框始終靜止。則下列說法正確的是()A．a(chǎn)b邊會切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢B．a(chǎn)b邊不會切割磁感線，因此回路中沒有感應電流C．回路中一定有順時針方向的感應電流D．線框有向右運動的趨勢解析雖然ab邊不會切割磁感線，但穿過線框的磁通量會發(fā)生變化，回路中會有感應電流產(chǎn)生，因不知道極性，所以不能判斷感應電流的方向，A、B、C項均錯誤；根據(jù)“來拒去留”和對稱性可判斷線框有向右運動的趨勢，D項正確。答案D6．如圖所示，光滑導電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強磁場中，磁場方向與軌道所在平面垂直，導體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動，當ab由圖示位置釋放，直到滑到右側虛線位置的過程中，關于ab棒中的感應電流情況，正確的是()A．先有從a到b的電流，后有從b到a的電流B．先有從b到a的電流，后有從a到b的電流C．始終有從b到a的電流D．始終沒有電流產(chǎn)生解析ab與被其分割開的兩個圓環(huán)構成的回路，在ab棒運動過程中，磁通量都保持不變，無感應電流產(chǎn)生。答案D7．(2017·江蘇)如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為()A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1解析圓形磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，所以磁場的所在面積為S＝πr2，線圈a和b都包含了該磁場，所以兩個線圈的磁通量都為Φ＝BS＝Bπr2，所以有Φa∶Φb＝1∶1，故A項正確。答案A8．某同學設計了一個電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則可能是()A．開關S由斷開到閉合的瞬間B．開關S由閉合到斷開的瞬間C．保持開關S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動D．保持開關S閉合，變阻器滑片P勻速向右滑動解析若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則兩螺線管互相排斥，根據(jù)楞次定律，可能是開關S由斷開到閉合的瞬間，A項正確。答案A9．(多選)如圖所示的電路中，若放在水平光滑金屬導軌上的ab棒突然向右移動，這可能發(fā)生在()A．閉合開關S的瞬間B．斷開開關S的瞬間C．閉合開關S后，減小滑動變阻器R的阻值時D．閉合開關S后，增大滑動變阻器R的阻值時解析閉合S瞬間，通過L2的磁感線向下，磁通量增大，由楞次定律知，感應電流方向為a→b。由左手定則知，ab受安培力方向向右，故A項正確；減小R的阻值與閉合S瞬間效果相同，故C項正確。答案ACB組·能力提升題10.(多選)如圖，M、N為兩個有一定質(zhì)量的載流超導線圈，M放置在水平桌面上，N懸停于M正上方。若重力加速度增大，使得N向下運動，則下列說法正確的是()A．線圈M和N中的電流繞行方向相反B．線圈N受到的作用力減小C．線圈M中的電流增大D．線圈M對桌面正壓力減小解析根據(jù)題述情境，M、N兩個線圈相互排斥，由同向電流相互吸引，反向電流相互排斥，可知線圈M和N中電流繞行方向相反，A項正確；若重力加速度增大，使得N向下運動，穿過M的磁通量增大，M中將產(chǎn)生與N中電流方向相反的感應電流，使得線圈M中的電流增大，二者之間的排斥力增大，線圈N受到的作用力增大，線圈M對桌面的正壓力增大，B、D項錯誤，C項正確。答案AC11．兩塊水平放置的金屬板，板間距離為d，用導線將兩塊金屬板與一線圈連接，線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場，如圖所示。兩板間有一帶正電的油滴恰好靜止，則磁場的磁感應強度B隨時間變化的圖象是()解析帶正電的油滴靜止，即所受重力與電場力平衡，兩板間為勻強電場，因此線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為恒定值，由法拉第電磁感應定律可知，通過線圈的磁通量一定是均勻變化的，A、D項錯誤；油滴帶正電，故下極板電勢高于上極板電勢，感應電流產(chǎn)生磁場與原磁場方向相同，由楞次定律可知，通過線圈的磁通量均勻減小，故C項正確，B項錯誤。答案C12．如圖所示，四根等長的鋁管和鐵管(其中丙中鋁管不閉合，其他兩根鋁管和鐵管均閉合)豎直放置在同一豎直平面內(nèi)，分別將磁鐵和鐵塊沿管的中心軸線從管的上端由靜止釋放，忽略空氣阻力，則下列關于磁鐵和鐵塊穿過管的運動時間的說法正確的是()甲乙丙丁A．t甲>t乙＝t丙＝t丁B．t丙＝t甲＝t乙＝t丁C．t丙>t甲＝t乙＝t丁D．t丙＝t甲>t乙＝t丁解析當磁鐵穿過閉合的金屬管時，會因穿過閉合的金屬管的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律可知感應電流又阻礙引起感應電流的磁通量的變化，從而阻礙了磁鐵的通過，而鐵塊或不閉合的金屬管，無感應電流產(chǎn)生，也就沒有這種阻礙作用，從而可知，A項正確。答案A13．如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導線AB與OO′平行，且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直。若要在線圈中產(chǎn)生abcda方向的感應電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．AB正對OO′，逐漸靠近線圈D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)解析若要在線圈中產(chǎn)生abcda方向的感應電流，可行的做法是線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°，D項正確。答案D14．如圖所示是家庭用的“漏電保護器”的關鍵部分的原理圖，其中P是一個變壓器鐵芯，入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法，繞在鐵芯的一側作為原線圈，然后再接入戶內(nèi)的用電器。Q是一個脫扣開關的控制部分(脫扣開關本身沒有畫出，它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上，開關斷開時，用戶的供電被切斷)，Q接在鐵芯另一側副線圈的兩端a、b之間，當a、b間沒有電壓時，Q使得脫扣開關閉合，當a、b間有電壓時，脫扣開關即斷開，使用戶斷電。(1)用戶正常用電時，a、b之間有沒有電壓？(2)如果某人站在地面上，手誤觸火線而觸電，脫扣開關是否會斷開？為什么？答案(1)用戶正常用電時，a、b之間沒有電壓，因為雙線繞成的初級線圈兩根導線中的電流總是大小相等而方向相反的，穿過鐵芯的磁通量總為零，副線圈中不會有感應電動勢產(chǎn)生。(2)人站在地面上手誤觸火線，電流通過火線和人體而流向大地，不通過零線，這樣變壓器的鐵芯中就會有磁通量的變化，從而產(chǎn)生感應電動勢，脫扣開關就會斷開。15．如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做