高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 微專題58 楞次定律的理解與應(yīng)用試題 粵教版-粵教版高三物理試題

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1、58 楞次定律的理解與應(yīng)用 [方法點(diǎn)撥]　(1)理解“誰”阻礙“誰”，及如何阻礙．(2)理解楞次定律的廣義形式，“結(jié)果”阻礙“原因”． 1．(楞次定律應(yīng)用)自1932年磁單極子概念被狄拉克提出以來，不管是理論還是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家都一直在努力尋找，但迄今仍然沒能找到它們存在的確鑿證據(jù)．近年來，一些凝聚態(tài)物理學(xué)家找到了磁單極子存在的有力證據(jù)，并通過磁單極子的集體激發(fā)行為解釋了一些新穎的物理現(xiàn)象，這使得磁單極子艱難的探索之路出現(xiàn)了一絲新的曙光．如果有一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖1所示的閉合超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，這個(gè)線圈中將出現(xiàn)(　　) 圖1 A．先是逆時(shí)針方向，然后是順時(shí)

2、針方向的感應(yīng)電流 B．先是順時(shí)針方向，然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C．逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D．順時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 2．(楞次定律應(yīng)用)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，又發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)．揭開了人類將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行應(yīng)用的序幕．法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的原理如圖2所示，將一個(gè)圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，并使盤面與磁感線垂直，盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B，兩電刷與靈敏電流計(jì)相連．當(dāng)金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則(　　) 圖2 A．電刷B的電勢(shì)低于電刷A的電勢(shì) B．若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑，

3、靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大 C．若僅將電刷A向盤邊緣移動(dòng)，使電刷A、B之間距離增大，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大 D．金屬盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速越大，維持其做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需外力做功的功率越小 3．(楞次定律應(yīng)用)如圖3所示，圓柱體為磁體，磁極在左右兩側(cè)，外側(cè)a為一金屬圓環(huán)，與磁體同軸放置，間隙較?。谧髠?cè)的N極和金屬圓環(huán)上各引出兩根導(dǎo)線，分別接高壓電源的正負(fù)極．加高壓后，磁體和金屬環(huán)a間的空氣會(huì)被電離，形成放電電流，若從右側(cè)觀察放電電流，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．放電電流將發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn) B．放電電流將發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) C．放電電流不發(fā)生旋轉(zhuǎn) D．無法確定放電電流的運(yùn)動(dòng)情況 4．(楞次定律

4、應(yīng)用)如圖4所示，直線邊界ab上方有無限大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．一矩形金屬線框底邊與磁場邊界平行，從距離磁場邊界高度為h處由靜止釋放，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A．整個(gè)下落過程中，穿過線框的磁通量一直在減小 B．線框穿出磁場的過程中，線框中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流 C．線框穿出磁場的過程中，線框受到的安培力可能一直減小 D．線框穿出磁場的過程中，線框的速度可能先增大后減小 5．均勻帶正電的薄圓盤的右側(cè)，用絕緣細(xì)線A、B懸掛一根水平通電直導(dǎo)線ab，電流方向由a到b，導(dǎo)線平行于圓盤平面．現(xiàn)圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖5所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線仍然豎直，與圓盤靜

5、止時(shí)相比，下列說法正確的是(　　) 圖5 A．細(xì)線所受彈力變小 B．細(xì)線所受彈力不變 C．細(xì)線所受彈力變大 D．若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向，細(xì)線所受彈力變大 6．如圖6所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合．若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的x軸，則下列最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象是(　　) 圖6 7．(多選)阿明有一個(gè)磁浮玩偶，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構(gòu)造如圖7所示．若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨

6、意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是(　　) 圖7 A．電路中的電源必須是交流電源 B．電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的負(fù)極 C．若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度 D．若將可變電阻的阻值調(diào)大，可減小玩偶飄浮的最大高度 8．如圖8所示，在圓形空間區(qū)域內(nèi)存在關(guān)于直徑ab對(duì)稱、方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，一金屬導(dǎo)線制成的圓環(huán)大小剛好可與磁場邊界重合，現(xiàn)從圖示位置開始，下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．若使圓環(huán)向右平動(dòng)穿出磁場區(qū)域，感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向 B．若使圓環(huán)豎直向上平動(dòng)穿出磁場區(qū)域，感應(yīng)電流始終沿逆時(shí)針方

7、向 C．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，a點(diǎn)的電勢(shì)始終高于b點(diǎn)的電勢(shì) D．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，b點(diǎn)的電勢(shì)始終高于a點(diǎn)的電勢(shì) 答案精析 1．C　[只有N極的磁單極子從上到下穿過閉合超導(dǎo)線圈，可分成穿入和穿出兩個(gè)過程．磁單極子從上到下穿入閉合超導(dǎo)線圈時(shí)，向下的磁通量增加，由楞次定律可判斷出，從上向下看，閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流；磁單極子穿出閉合超導(dǎo)線圈時(shí)，向上的磁通量減少，由楞次定律可判斷出，從上向下看，閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流；所以磁單極子從上到下穿過閉合超導(dǎo)線圈，從上向下看，閉合超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．] 2

8、．C　[根據(jù)右手螺旋定則，左端磁極為N極，右端磁極為S極，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)锳到B，所以電刷B的電勢(shì)高于電刷A的電勢(shì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑，則線圈中的電流減小，磁場減弱．切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，靈敏電流計(jì)的示數(shù)減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大電刷之間的距離，切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，靈敏電流計(jì)的示數(shù)增大，C項(xiàng)正確；金屬盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速越大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，感應(yīng)電流增大，需要維持其做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需外力增大，外力做功的功率P＝Fv增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤．] 3．A　[從右側(cè)看，磁場方向向外，電流方向由正極指向負(fù)極，根據(jù)左手定則判斷可知放電電流將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，A

9、項(xiàng)正確．] 4．C　[金屬線框在磁場中未穿出時(shí)，穿過線框的磁通量不變，線框穿出磁場時(shí)，穿過線框的磁通量開始減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框穿出磁場的過程中，線框內(nèi)磁通量減小，由楞次定律可知，線框中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線框穿出磁場的過程中，線框所受安培力若大于重力，則線框做減速運(yùn)動(dòng)，受到的安培力減小，選項(xiàng)C正確；線框穿出磁場的過程中，線框所受安培力若小于重力，則線框做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，所受安培力增大，當(dāng)安培力增大到等于重力時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)速度先增大后減小的情況，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 5．C　[圓盤靜止時(shí)，通電直導(dǎo)線受到豎直向上的彈力和豎直向下的重力，兩者等大

10、反向，合力為零．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則，圓盤產(chǎn)生水平向右的磁場，根據(jù)左手定則，通電直導(dǎo)線受到方向向下的安培力，故細(xì)線所受的彈力變大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向，通電直導(dǎo)線受到的安培力方向向上，細(xì)線所受的彈力變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 6．B　[圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合，圓環(huán)中磁通量變化不均勻，產(chǎn)生的感應(yīng)電流不是線性變化，A錯(cuò)誤；銅環(huán)下落到磁鐵頂端的速度小于下落到磁鐵底端的速度，故銅環(huán)下落到磁鐵頂端產(chǎn)生的感應(yīng)電流小于下落到磁鐵底端產(chǎn)生的感應(yīng)電流，B正確，C、D錯(cuò)誤．] 7．CD　[當(dāng)電磁鐵

11、上端為N極時(shí)，可使玩偶飄浮起來，由安培定則可知，a端應(yīng)是電源的正極，A、B項(xiàng)錯(cuò)；若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，電磁鐵磁性增強(qiáng)，可增加玩偶飄浮的最大高度，C項(xiàng)正確；若將可變電阻的阻值調(diào)大，線圈中電流減小，磁性減弱，玩偶飄浮的最大高度減小，D項(xiàng)正確．] 8．A　[若圓環(huán)向右平動(dòng)，由楞次定律知感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)A正確；若圓環(huán)豎直向上平動(dòng)，由于穿過圓環(huán)的磁通量始終為零，未發(fā)生變化，所以圓環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在0～90°內(nèi)，由右手定則知b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)，在90°～180°內(nèi)，由右手定則知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，以后a、b兩點(diǎn)電勢(shì)按此規(guī)律周期性變化，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．]