高考物理一轮复习精选题辑课练29电磁感应现象楞次定律.doc

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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选题辑课练精选高考物理一轮复习精选题辑课练 2929 电磁电磁感应现象楞次定律感应现象楞次定律1(2018河北邯郸期末)图中能产生感应电流的是( ) 答案：B 解析：线圈不是闭合的，不能产生感应电流，选项 A 错误；线 框的面积增大，穿过线框的磁通量增大，能够产生感应电流，选项 B 正确；由于直导线在线圈直径的上方，所以穿过线圈的磁通量等 于 0，电流增大，线圈的磁通量仍然是 0，不能产生感应电流，选项 C 错误；线圈整体垂直于匀强磁场方向运动，线圈的磁通量始终最 大，没有发生变化，不能产生感应电流，选项 D 错误 2(2018

2、河南周口期末)如图所示，A 为水平放置的胶木圆盘， 在其侧面均匀分布着负电荷，在 A 的正上方用绝缘丝线悬挂一个金 属圆环 B，使 B 的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘 A 的轴线 OO重合现使胶木圆盘 A 由静止开始绕其轴线 OO按箭头 所示方向加速转动，则( ) A金属环 B 的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B金属环 B 的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C金属环 B 的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D金属环 B 的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 答案：B 解析：胶木圆盘 A 由静止开始绕其轴线 OO按箭头所示方向加 速转动，形成环形电流，环形电流的大

3、小逐渐增大，根据右手螺旋 定则知，通过圆环 B 的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知， 金属圆环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线受 到的拉力减小，选项 B 正确，A、C、D 错误 3(2018陕西宝鸡一检)(多选)如图所示，两个条形磁铁的 N 极和 S 极相向水平放置，一竖直放置的矩形线框从两个磁极之间正 上方自由落下，并从两磁极中间穿过下列关于线框受到的安培力 及从右向左看感应电流的方向说法正确的是( ) A感应电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 B感应电流方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 C安培力方向一直竖直向上 D安培力方向先竖直向上，后竖直向下2 / 13答案：

4、BC 解析：由题图可知，磁感线由左指向右，N、S 极中间磁感应强 度最大，沿竖直方向上下两侧越来越小，故在线框从高处下落过程 中，穿过线框的磁感线方向一直向右，且先增大后减小，则由楞次 定律可知，感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向，故 B 正确， A 错误；根据楞次定律可知，线框产生的感应电流一直阻碍线框与 磁极间的相对运动，故安培力方向一直竖直向上，C 正确，D 错误 4如图所示为地磁场的磁感线分布示意图一架飞机在赤道上 空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠， 在地磁场的作用下，金属机翼上产生了电势差设飞行员左方机翼 末端处的电势为 1，右方机翼末端处的电势为 2，忽

5、略磁偏角的 影响，则( ) A若飞机从西往东飞，2 比 1 高 B若飞机从东往西飞，2 比 1 高 C若飞机从南往北飞，2 比 1 高 D若飞机从北往南飞，2 比 1 高 答案：C 解析：当飞机在赤道上空竖直下坠时，由于地磁场向北，若飞 机从西往东飞，或从东往西飞，机翼不切割磁感线，不产生感应电 动势，电势 2 与 1 相等，A、B 错误；若飞机从南往北飞，且飞 机竖直下坠，由右手定则可知 2 比 1 高，C 正确；若飞机从北 往南飞，且飞机竖直下坠，由右手定则可知 2 比 1 低，D 错 误 5(2018山东省实验中学一诊)(多选)匀强磁场中有一细金属 圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示磁

6、场方向垂直纸面，规 定向里的方向为正，磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所 示用 I1、I2、I3 分别表示 Oa、ab、bc 段的感应电流， F1、F2、F3 分别表示金属环产生对应感应电流时其中很小段受到的 安培力则( ) AI1 沿逆时针方向，I2 沿顺时针方向 BI2 沿顺时针方向，I3 沿逆时针方向 CF1 方向指向圆心，F2 方向指向圆心 DF2 方向背离圆心向外，F3 方向指向圆心 答案：AD 解析：由题图可知，在 Oa 段磁场方向垂直于纸面向里，穿过圆 环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流 I1 沿逆时针方向，在 ab 段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量减少

7、，由楞次定律 可知，感应电流 I2 沿顺时针方向，选项 A 正确；在 bc 段磁场垂直3 / 13纸面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流 I3 沿顺时针方 向，选项 B 错误；由左手定则可知，Oa 段电流受到的安培力 F1 方 向指向圆心，ab 段电流受到的安培力 F2 方向背离圆心向外，选项 C 错误；bc 段电流受到的安培力 F3 方向指向圆心，选项 D 正确 6(2018福建泉州期末)水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜 环 M 和 N，通电密绕长螺线管穿过两环，如图所示，螺线管中部区 域的管外磁场可以忽略，当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，两环 将( ) A一起向左移动 B一起向

8、右移动 C相互靠拢 D相互分离 答案：C 解析：当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，螺线管内部、外部 的磁场均增加，穿过 M、N 两铜环的水平向右的磁通量增加，根据楞 次定律，可知两环中有相同方向的感应电流，同方向电流相互吸引， 故两环相互靠近，选项 C 正确 7(2018陕西西安中学期末)如图所示，均匀带正电的绝缘圆 环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转 时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知， 圆环 a( ) A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转 答案：B 解析：当带正电的绝缘圆环 a 顺时针加速

9、旋转时，相当于顺时 针方向电流在增大，根据右手螺旋定则，其内(圆环 a 内)有垂直纸 面向里的磁场，其外(金属圆环 b 处)有垂直纸面向外的磁场，并且 磁场的磁感应强度在增大，金属圆环 b 包围的面积内的磁场的总磁 通量是垂直纸面向里(因为向里的磁通量比向外的多，向里的是全部， 向外的是部分)且增大，根据楞次定律，b 中产生的感应电流的磁场 垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以 b 中产生逆时针方 向的感应电流且有扩张的趋势，同理，当带正电的绝缘圆环 a 顺时 针减速旋转，b 中产生顺时针方向的感应电流且有收缩的趋势，A 错 误，B 正确；当带正电的绝缘圆环 a 逆时针加速旋转时，b 中

10、产生顺 时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；当 a 逆时针减速旋转时， b 中产生逆时针方向的感应电流，具有收缩趋势，C、D 错误 8(2018辽宁大连期中)如图所示，线圈由 a 位置开始自由下 落，在磁场中受到的磁场力如果总是小于它的重力，则它在 a、b、c、d 四个位置(在 b、d 位置时线圈恰好有一半在磁场中)时， 加速度的关系为( )4 / 13Aaaabacad Baaacabad Caaacadab Daaacabad 答案：B 解析：线圈自由下落时，加速度为 aag.线圈完全在磁场中时， 磁通量不变，不产生感应电流，线圈只受重力，不受安培力作用， 加速度为 acg.线圈进入和穿出

11、磁场过程中，切割磁感线产生感应 电流，将受到向上的安培力，根据牛顿第二定律可知，abad，故 aaacabad，选项 B 正确， A、C、D 错误 9(2018辽宁师大附中期中)科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的 阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小， 如图所示电路中 GMR 为一个磁敏电阻，R 和 R2 为滑动变阻器，R1 和 R3 为定值电阻，当开关 S1 和 S2 闭合时，电容器中一带电微粒恰 好处于静止状态，则( ) A只调节滑动变阻器 R，当 P1 向右端移动时，电阻 R1 消耗的 电功率变大 B只调节滑动变阻器 R，当 P1 向右端移动时，带电微粒向下 运动

12、 C只调节滑动变阻器 R2，当 P2 向下端移动时，电阻 R1 消耗 的电功率变大 D只调节滑动变阻器 R2，当 P2 向下端移动时，带电微粒向下 运动 答案：A 解析：只调节滑动变阻器 R，当 P1 向右端移动时，滑动变阻器 R 接入电路的阻值增大，电源电动势不变，所以左侧电路中的电流 减小，电磁铁的磁性减弱；由于电磁铁的磁性减弱，导致了磁敏电 阻的阻值减小，则通过 R1 的电流增大，其消耗的电功率增大，电容 器两端的电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以 带电微粒向上运动，A 正确，B 错误；只调节滑动变阻器 R2，当 P2 向下端移动时，回路中电流不变，电阻 R1 消耗的电功

13、率不变，电容 器两端电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带 电微粒向上运动，C、D 错误 10(2018江苏南通一模)如图所示，圆筒形铝管竖直置于水 平桌面上，一磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，穿过铝管落到 水平桌面上，下落过程中磁铁不与管壁接触，忽略空气阻力，则在 下落过程中( )5 / 13A磁铁做自由落体运动 B磁铁的机械能守恒 C铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D磁铁动能的增加量大于重力势能的减少量 答案：C 解析：磁铁在铝管中运动的过程中，铝管的磁通量发生变化， 产生感应电流，磁铁受到向上的安培力的阻碍作用，铝管中产生内 能，所以磁铁的机械能不守恒，磁铁做的不是自由落

14、体运动，选项 A、B 错误；磁铁在整个下落过程中，由楞次定律可知，铝管受到的 安培力向下，则铝管对桌面的压力大于铝管的重力，选项 C 正确； 磁铁在整个下落过程中，除重力做功外，还有安培力做负功，导致 减少的重力势能部分转化为动能，部分转化为内能，根据能量守恒 定律可知，磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少 量，选项 D 错误 11(2018重庆二测)如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向 垂直纸面向里，宽度为 l，上、下边界与地面平行，下边界与 地面相距 l.将一个边长为 l，质量为 m，总电阻为 R 的正方形刚性 导电线框 ABCD 置于匀强磁场区域上方，线框 CD 边与磁场上边界

15、平 行，从高于磁场上边界 h 的位置由静止释放，h 的值能保证 AB 边匀 速通过磁场区域从 AB 边离开磁场到 CD 边落到地面所用时间是 AB 边通过磁场时间的 2 倍(重力加速度为 g)求： (1)线框通过磁场过程中电流的方向； (2)磁场区域内磁感应强度的大小； (3)CD 边刚进入磁场时线框加速度与 h 的函数关系，分析 h 在 不同情况下加速度的大小和方向，计算线框通过磁场区域产生的热 量 答案：(1)见解析 (2) (3)见解析 解析：(1)由楞次定律得，线框中电流方向：CD 边在磁场中时 沿 DCBAD 方向 AB 边在磁场中时沿 ABCDA 方向 (2)设线框 AB 边在磁场

16、中做匀速运动的速度大小为 v1，穿过磁 场的时间为 t，AB 边切割磁感线产生的电动势为 E1，线框中电流为 I1，则 mgI1lB E1lv1BI1E1 R lv1t6 / 13根据题意和匀变速直线运动规律，得llv1(2t)g(2t)27 2联立解得 v12，B(m2R2g 4l5)1 4 (3)设线框 CD 边刚进入磁场时，速度大小为 v，加速度大小为 a，线框 CD 边产生的电动势为 E，电流为 I，线框通过磁场区域产生 的热量为 Q 由动能定理得 mghmv20 解得 v2gh ElvBIE R解得 IlvB R 由牛顿第二定律得 mgIlBma 解得 ag 当 h2l 时，a0 当

17、 h2l 时，加速度大小为 g，方向竖直向上 当 h0 且为常量) (1)将一由细导线构成的半径为 r、电阻为 R0 的导体圆环水平 固定在上述磁场中，并使圆环中心与磁场区域的中心重合求在 T 时间内导体圆环产生的焦耳热； (2)上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间 激发涡旋电场，该涡旋电场驱使导体内的自由电荷定向移动，形成 电流如图乙所示，在半径为 r 的圆周上，涡旋电场的电场强度大 小处处相等，并且可以用 E计算，其中 为由于磁场变化在半径 为 r 的导体圆环中产生的感生电动势如图丙所示，在磁场区域的 水平面内固定一个内壁光滑的绝缘环形真空细管道，其内环半径为 r，管道中心

18、与磁场区域的中心重合由于细管道半径远远小于 r， 因此细管道内各处电场强度大小可视为相等的某时刻，将管道内 电荷量为 q 的带正电小球由静止释放(小球的直径略小于真空细管道 的直径)，小球受到切向的涡旋电场力的作用而运动，该力将改变小 球速度的大小忽略小球受到的重力、小球运动时激发的磁场以及 相对论效应7 / 13若小球由静止经过一段时间加速，获得动能 Em，求小球在这 段时间内在真空细管道内运动的圈数； 若在真空细管道内部空间加有方向竖直向上的恒定匀强磁场， 小球开始运动后经过时间 t0，小球与环形真空细管道之间恰好没有 作用力，求在真空细管道内部所加磁场的磁感应强度的大小答案：(1) (2

19、) kt0 2 解析：(1)穿过导体圆环内的磁通量发生变化，将产生感生电动 势，导体圆环的面积 Sr2，根据法拉第电磁感应定律，感生电 动势为：Sr2k导体圆环内感生电流 Ikr2 R0 在 T 时间内导体圆环产生的焦耳热 QI2R0T联立解得：QT2k2r4 R0 (2)根据题意可知，磁场变化将在真空管道处产生涡旋电场，该电场的电场强度 Ekr 2 小球在该电场中受到电场力的作用，电场力的大小为：FEqkqr 2 电场力的方向与真空管道相切，即与速度方向始终相同，小球 将会被加速，动能变大 设小球由静止到其动能为 Em 的过程中，小球运动的路程为 s， 根据 动能定理有 FsEm0小球运动的

20、圈数 Ns 2r联立解得：NEm kqr2小球的切向加速度大小为 akqr 2m 由于小球沿速度方向受到大小恒定的电场力，所以可以把小球 从开始运动到 t0 时刻，小球在真空细管道内沿切线方向的加速运动 等效成匀加速直线运动 小球的速度大小 v 满足 vat0 小球沿管道做圆周运动，t0 时刻，因为小球与管道之间没有相 互作用力，所以，小球受到的洛伦兹力提供小球的向心力，设所加磁场的磁感应强度为 B0，则有 qvB0mv2 r联立解得：B0kt0 28 / 13刷题加餐练刷题加餐练1(2017新课标全国卷) 扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形 貌为了有效隔离外界振动对 S

21、TM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向 对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动， 如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出 现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( ) 答案：A 解析：感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变 化在 A 图中，系统震动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁 场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到 安培力，阻碍系统的震动；在 B、D 图中，只有紫铜薄板左右振动才 产生感应电流，而上下振动无电流产生；在 C 图中，无论紫铜薄板 上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选项 A 正确， B、

22、C、D 错误 2(2017新课标全国卷)如图，在方向垂直于纸面向里的匀 强磁场中有一 U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆 PQ 置于 导轨上并与导轨形成闭合回路 PQRS，一圆环形金属线框 T 位于回路 围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆 PQ 突然向右运动，在 运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( ) APQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 BPQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 CPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 DPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 答案：D 解析：金属杆 PQ 突然向右运动，由右手定则可知，PQRS 中有

23、 沿逆时针方向的感应电流，穿过圆环形金属线框 T 中的磁通量减小， 由楞次定律可知，T 中有沿顺时针方向的感应电流，故选项 D 正 确A、B、C 错误 3(2016上海卷)(多选)如图所示(a)，螺线管内有平行于轴 线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导 线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一 平面内当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图(b)所示规律变化时 ( ) A在 t1t2 时间内，L 有收缩趋势 B在 t2t3 时间内，L 有扩张趋势9 / 13C在 t2t3 时间内，L 内有逆时针方向的感应电流 D在 t3t4 时间内，L 内有顺时针

24、方向的感应电流 答案：AD 解析：据题意，在 t1t2 时间内，外加磁场的磁感应强度增大 且斜率在增大，则在导线框中产生沿顺时针方向增大的感应电流， 该感应电流激发出向里增强的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产 生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故 选项 A 正确；在 t2t3 时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产 生稳定的感应电流，该感应电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环 时圆环中没有感应电流，圆环不收缩，也不扩张，故选项 B、C 错误； 在 t3t4 时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中 产生沿顺时针方向减小的感应电流，该感应电流激发出向里减弱的 磁场，

25、故圆环内产生顺时针方向的感应电流，选项 D 正确 4(2016新课标全国卷)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图 如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的 边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中圆盘旋 转时，关于流过电阻 R 的电流，下列说法正确的是( ) A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方向流 动 C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可 能发生变化 D若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功 率也变为原来的 2 倍 答案：AB 解析：由右手定则知，圆盘按如题图

26、所示的方向转动时，感应 电流沿 a 到 b 的方向流动，选项 B 正确；由感应电动势 EBl2 知， 角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项 A 正确；角 速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项 C 错误；若 变为原来的 2 倍，则感应电动势变为原来的 2 倍，电 流变为原来的 2 倍，由 PI2R 知，电流在 R 上的热功率变为原来的 4 倍，选项 D 错误 5(2018江苏四市模拟) 如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方 由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( ) A电流计中的电流先由 a 到 b，后由 b 到 a Ba 点的电势始终

27、低于 b 点的电势 C磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量10 / 13D磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 答案：D 解析：由楞次定律，可判断出电流计中的电流先由 b 到 a，后 由 a 到 b，A 错误；螺线管中产生感应电动势，是回路的电源，磁铁 从螺线管的正上方进入时，b 点电势高于 a 点电势；磁铁从螺线管 的下方出来时，a 点电势高于 b 点电势，B 错误；由能量守恒定律可 知，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管过程中， 磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁增加的动能之和， C 错误；由于受到向上的吸引力作用，磁铁刚离开螺线管时的加速 度小于重力加速度，D

28、 正确 6(2018江苏镇江模拟)(多选) 航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示当固定 线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去现在线 圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形 状、大小相同的两个闭合环，电阻率 铜G Bt2 时刻，NG Ct3 时刻，NG，A 正确；t2 时刻 Q 电 流减小，其磁场减弱，则穿过 P 的磁通量变小，由楞次定律可知 P 将阻碍磁通量的变小，则 P 有向上运动的趋势，对桌面的压力减小， NG，t4 时刻电流减 小，故 NG，C 错误，D 正确 12(2018陕西汉中二模) 如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨 OP、OQ 固定

29、在水平桌 面上，导轨间的夹角为 74.导轨所在空间有垂直于桌面向下 的匀强磁场，磁感应强度大小为 B00.2 T，t0 时刻，一长为 L1 m 的金属杆 MN 在外力的作用下以恒定速度 v0.2 m/s 从 O 点 开始向右滑动在滑动过程中金属杆 MN 与导轨接触良好，且始终垂 直于两导轨夹角的平分线，金属杆中点始终在两导轨夹角的平分线 上导轨与金属杆单位长度的电阻均为 r00.1 /m.(sin37 0.6，cos370.8)求：13 / 13(1)t2 s 时刻，金属杆中的电流； (2)02 s 内，闭合回路中产生的焦耳热； (3)若在 t2 s 时刻撤去外力，为保持金属杆继续以 v0.2

30、 m/s 做匀速运动，在金属杆脱离导轨前可采取将 B 从 B0 逐渐减小的 方法，则磁感应强度 B 应随时间怎样变化(写出 B 与 t 的关系式)? 答案：(1)0.15 A (2)3.6103 J (3)见解析 解析：(1)在 t 时刻，连入回路的金属杆的长度：L02vt tan37 回路的总电阻：R2(vttan37)r0 电动势：EB0L0v回路的电流：IE R 解得：I0.15 A (2)由于电流恒定，在 t 时刻回路消耗的电功率：PI2R 则在 02 s 内回路消耗的平均电功率： 1.8103 WP 回路中产生的焦耳热： Qt3.6103 J (3)在 t2 s 时刻撤去外力后，因金属杆做匀速运动，故光滑 金属杆不再受到安培力作用，回路中电流为零，任一时刻回路中的 磁通量相等，12三角形回路的面积：S3v2t2 4t12 s 时刻回路的磁通量：1B03v2t2 1 4t 时刻回路的磁通量：2B3v2t2 4解得：B(2 st s)