專題25-電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用(原卷版)

2020屆高考物理一輪復習熱點題型歸納與變式演練專題25電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用【專題導航】目錄TOC\o"1-3"\h\u熱點題型一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1熱點題型二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法 3熱點題型三楞次定律推論的應(yīng)用 4“增反減同”現(xiàn)象 5“增縮減擴”現(xiàn)象 6“來拒去留”現(xiàn)象 6熱點題型四三定則一定律的應(yīng)用 6因電生動 7“因電而動”現(xiàn)象的判斷 7【題型演練】 8【題型歸納】熱點題型一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況2．判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程【例1】(2018·高考全國卷Ⅰ)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路．將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是()A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動B．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動【變式1】現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法正確的()A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn)【變式2】.(2019·佛山高三質(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【變式3】如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（） A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度BD．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角(0°<θ<90°)熱點題型二感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法1．用楞次定律判斷(1)楞次定律中“阻礙”的含義：2．用右手定則判斷該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個要點：(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心；(2)拇指——指向?qū)w運動的方向；(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．【例2】（2018·全國III卷）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側(cè)。導線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導線框R中的感應(yīng)電動勢（）A．在時為零B．在時改變方向C．在時最大，且沿順時針方向D．在時最大，且沿順時針方向【變式1】(2017·高考全國卷Ⅲ)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直．金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向【變式2】(2019·貴州遵義模擬)如圖所示，在通電長直導線AB的一側(cè)懸掛一可以自由擺動的閉合矩形金屬線圈P，AB在線圈平面內(nèi)．當發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動時()A．AB中的電流減小，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流B．AB中的電流不變，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流C．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流D．AB中的電流增大，用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時針方向的電流熱點題型三楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化—“增反減同”阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”阻礙原電流的變化——“增反減同”“增反減同”現(xiàn)象【例3】．(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向“增縮減擴”現(xiàn)象【例4】(2019·廣東廣州名校聯(lián)考)如圖所示，圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量減小C．線圈a有擴張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大“來拒去留”現(xiàn)象【例5】.(2019·綿陽模擬)兩個閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如圖所示，當條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時，環(huán)的運動情況是()A．兩環(huán)同時向左移動，間距增大B．兩環(huán)同時向左移動，間距變小C．兩環(huán)同時向右移動，間距變小D．兩環(huán)同時向左移動，間距不變熱點題型四三定則一定律的應(yīng)用1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對比基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用規(guī)律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則磁場對運動電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導體做切割磁感線運動因動生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律2.“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．因電生動【例6】(2019·貴州五校聯(lián)考)如圖所示，在勻強磁場中，放有一與線圈D相連接的平行導軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運動情況可能是 ()A．勻速向右 B．加速向左C．加速向右 D．減速向左【變式】.(多選)如圖所示，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運動 B．向左做減速運動C．向右做減速運動 D．向右做加速運動“因電而動”現(xiàn)象的判斷【例7】.如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動，則ab和cd棒的運動情況是()A．a(chǎn)b向左運動，cd向右運動B．a(chǎn)b向右運動，cd向左運動C．a(chǎn)b、cd都向右運動D．a(chǎn)b、cd保持靜止【變式】如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導體線圈，當滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將()A．靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向【題型演練】1．(2019·北京西城區(qū)期末)從1822年至1831年的近十年時間里，英國科學家法拉第心系“磁生電”．在他的研究過程中有兩個重要環(huán)節(jié)：(1)敏銳地覺察并提出“磁生電”的閃光思想；(2)通過大量實驗，將“磁生電”(產(chǎn)生感應(yīng)電流)的情況概括為五種：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體．結(jié)合你學過的相關(guān)知識，試判斷下列說法正確的是 ()A．環(huán)節(jié)(1)提出“磁生電”思想是受到了麥克斯韋電磁場理論的啟發(fā)B．環(huán)節(jié)(1)提出“磁生電”思想是為了對已經(jīng)觀察到的“磁生電”現(xiàn)象做出合理解釋C．環(huán)節(jié)(2)中五種“磁生電”的條件都可以概括為“穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化”D．環(huán)節(jié)(2)中“在磁場中運動的導體”這種情況不符合“穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化”這一條件2.下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()3．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．某同學另找來器材再探究此實驗．他連接好電路，經(jīng)重復試驗，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(2019·浙江寧波模擬)如圖甲所示，在同一平面內(nèi)有兩個圓環(huán)A、B，圓環(huán)A將圓環(huán)B分為面積相等的兩部分，以圖甲中A環(huán)電流沿順時針方向為正，當圓環(huán)A中的電流如圖乙所示變化時，下列說法正確的是()A．B中始終沒有感應(yīng)電流B．B中有順時針方向的感應(yīng)電流C．B中有逆時針方向的感應(yīng)電流D．B中的感應(yīng)電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向5.如圖所示，通有恒定電流的導線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2，兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)B．ΔΦ1＝ΔΦ2，兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)C．ΔΦ1＜ΔΦ2，兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)D．ΔΦ1＜ΔΦ2，兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)6.(2019·湖南株洲模擬)如圖，在一根豎直放置的銅管的正上方某處從靜止開始釋放一個強磁體，在強磁體沿著銅管中心軸線穿過銅管的整個過程中，不計空氣阻力，那么()A．由于銅是非磁性材料，故強磁體運動的加速度始終等于重力加速度B．由于銅是金屬材料，能夠被磁化，使得強磁體進入銅管時加速度大于重力加速度，離開銅管時加速度小于重力加速度C．由于銅是金屬材料，在強磁體穿過銅管的整個過程中，銅管中都有感應(yīng)電流，加速度始終小于重力加速度D．由于銅是金屬材料，銅管可視為閉合回路，強磁體進入和離開銅管時產(chǎn)生感應(yīng)電流，在進入和離開銅管時加速度都小于重力加速度，但在銅管內(nèi)部時加速度等于重力加速度7.如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈．當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方水平快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是()A．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左B．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向左C．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向右D．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右8.如圖所示，在一固定水平放置的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h處，由靜止開始下落，最后落在水平地面上．磁鐵下落過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸．若不計空氣阻力．重力加速度為g，下列說法中正確的是()A．在磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針(從上向下看圓環(huán))B．磁鐵在整個下落過程中，受圓環(huán)對它的作用力先豎直向上后豎直向下C．磁鐵在整個下落過程中，它的機械能不變D．磁鐵落地時的速率一定等于eq\r(2gh)9.(2019·青島模擬)如圖甲所示，水平面上的平行導軌MN、PQ上放著兩根導體棒ab、cd，兩棒中間用絕緣絲線系住．開始時勻強磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化如圖乙所示，I和FT分別表示流過導體棒中的電流和絲線的拉力(不計電流之間的相互作用力)，則在t0時刻()A．I＝0，F(xiàn)T＝0 B．I＝0，F(xiàn)T≠0C．I≠0，F(xiàn)T＝0 D．I≠0，F(xiàn)T≠010.(2019·江蘇揚州一模)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，在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關(guān)S的瞬間()A．兩個金屬環(huán)都向左運動B．兩個金屬環(huán)都向右運動C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向11.(2019·海南嘉積模擬)電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示，現(xiàn)使磁鐵由靜止開始下落，在N極接近線圈上端的過程中，下列說法正確的是()A．流過R的電流方向是a到bB．電容器的下極板帶正電C．磁鐵下落過程中，加速度保持不變D．穿過線圈的磁通量不斷增大12.如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動，運動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列判斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P