2020版高考物理總復習 第十章 第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律練習（含解析）

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1、第1節(jié)　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 1.在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想實驗中,能觀察到感應(yīng)電流的是(　D　) A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化 C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化 解析:將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,因線圈中的磁通量沒有變化,故不能觀察到感應(yīng)電流,選項A不符合題意;在一通

2、電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈時,如果通電線圈通以恒定電流,產(chǎn)生不變的磁場,則在另一線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項B不符合題意;在線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表時,磁通量已不再變化,因此也不能觀察到感應(yīng)電流,選項C不符合題意;繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,在給一個線圈通電或斷電的瞬間,線圈產(chǎn)生的磁場變化,使穿過另一線圈的磁通量變化,因此,能觀察到感應(yīng)電流,選項D符合題意. 2.(2019·北京模擬)純電動汽車是一種節(jié)能、環(huán)保的交通工具,它的制動能量回收系統(tǒng)通過能量回收再利用,可提高汽車對能量的利用效率.制動能量回收的原理是利用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,將車輛制動時的部分動能轉(zhuǎn)化為其他形

3、式的能存儲起來.關(guān)于制動能量回收,下列說法中正確的是(　A　) A.制動能量回收利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.制動能量回收利用了電流的熱效應(yīng) C.制動能量回收時,將車輛制動時的部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.制動能量回收時,將車輛制動時的部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 解析:汽車在行駛剎車過程中,動能減小,減小的動能以電能的形式存 儲,因此制動能量回收一定利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A正確,B,C,D 錯誤. 3.(2019·遼寧沈陽校級模擬)(多選)如圖所示,勻強磁場垂直于軟導線回路平面,由于磁場發(fā)生變化,回路變?yōu)閳A形.則該磁場(　CD　) A.逐漸增強,方向向外 B.逐漸增強,方向向里 C.

4、逐漸減弱,方向向外 D.逐漸減弱,方向向里 解析:軟導線回路變?yōu)閳A形,線圈的面積變大,根據(jù)楞次定律可知, 穿過回路平面向里或向外的磁感應(yīng)強度在逐漸減弱,A,B錯誤,C,D 正確. 4.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(　C　) A.ΔΦ1>ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿adcba方向的電流出現(xiàn) B.ΔΦ1=ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿abcda方向的電流出現(xiàn) C.ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿adcba方向的電流出現(xiàn) D.Δ

5、Φ1<ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿abcda方向的電流出現(xiàn) 解析:設(shè)金屬框在位置Ⅰ的磁通量為ΦⅠ,金屬框在位置Ⅱ的磁通量為ΦⅡ,由題可知ΔΦ1=|ΦⅡ-ΦⅠ|,ΔΦ2=|-ΦⅡ-ΦⅠ|,所以金屬框的磁通量變化量大小ΔΦ1<ΔΦ2,由安培定則知兩次磁通量均向里減小,所以由楞次定律知兩次運動中線框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流,C正確. 5.(多選)如圖所示,水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導線,以它們?yōu)樽鴺溯S構(gòu)成一個平面直角坐標系.四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置,兩直導線中的電流大小與變化情況完全相同,電流方向如圖中所示,當兩直導線中的電流都增大時,四個線圈a,b

6、,c,d中感應(yīng)電流的情況是(　CD　) A.線圈a中無感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流 C.線圈c中有感應(yīng)電流 D.線圈d中無感應(yīng)電流 解析:根據(jù)安培定則可判斷出電流產(chǎn)生的磁場方向,線圈a中的磁場方向均垂直于紙面向里,線圈c中的磁場方向均垂直于紙面向外,線圈b,d中的合磁通量始終為零,故增大兩直導線中的電流時,線圈a,c中的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,而線圈b,d中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故選項C,D正確. 6.如圖所示,左側(cè)有一個豎直放置的超導體圓環(huán),O點為圓環(huán)的圓心,右側(cè)有一條形磁鐵.一開始圓環(huán)中沒有電流,條形磁鐵由靜止沿軸線向左加速運動,當N極到達圓心O所在位置時,突然靜止不動.

7、下列說法正確的是(　C　) A.條形磁鐵運動的過程中,線圈中有逆時針方向的電流(從左向右看) B.條形磁鐵N極運動到O點靜止瞬間,線圈中的電流消失 C.條形磁鐵運動的過程中,線圈對條形磁鐵有向右的作用力 D.條形磁鐵運動的過程中,條形磁鐵對線圈始終沒有作用力 解析:根據(jù)楞次定律“增反減同”的結(jié)論,條形磁鐵運動的過程中,線圈中有順時針方向的電流(從左向右看),選項A錯誤;線圈是超導體,條形磁鐵靜止瞬間,線圈中的電流不會消失,選項B錯誤;根據(jù)楞次定律“來拒去留”,條形磁鐵運動的過程中,線圈對條形磁鐵有向右的作用力,條形磁鐵對線圈有向左的作用力,選項C正確,選項D錯誤. 7.(201

8、9·安徽六安模擬)已知地磁場類似于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場,地磁N極位于地理南極.如圖所示,在安徽某中學實驗室的水平桌面上,放置邊長為L的正方形閉合導體線框abcd,線框的ad邊沿南北方向,ab邊沿東西方向,下列說法正確的是(　C　) A.若使線框向東平移,則a點電勢比d點電勢高 B.若使線框向北平移,則a點電勢等于b點電勢 C.若以ad邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為adcb方向 D.若以ab邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為adcb方向 解析:安徽地處北半球,地磁場的豎直分量方向向下.線圈向東平移,ad邊框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動

9、勢,根據(jù)右手定則可知a點電勢比d點電勢低,故A錯誤;線圈向北平移,ab邊框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,根據(jù)右手定則可知a點電勢比b點電勢高,故B錯誤;以ad邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,線框的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向始終為adcb方向,故C正確;以ab邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,線框的磁通量先增大后減小,感應(yīng)電流方向先為abcd方向,后為adcb方向,故D錯誤. 8.(2019·江蘇鎮(zhèn)江調(diào)研)(多選)如圖(甲)所示,光滑的水平桌面上固定著一根絕緣的長直導線,可以自由移動的矩形導線框abcd靠近長直導線靜止放在桌面上.從零時刻開始,長直導線中的電流按圖(乙)所示的規(guī)律變化[

10、圖(甲)中電流所示的方向為正方向],則(　BD　) A.在t2時刻,線框內(nèi)沒有電流,線框不受力 B.t1到t2時間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向為abcda C.t1到t2時間內(nèi),線框向右做勻減速直線運動 D.t1到t2時間內(nèi),線框克服磁場力做功 解析:在t2時刻,導線中的電流為零,但電流變化率最大,線框的磁通量變化最快,所以線框內(nèi)的感應(yīng)電流最大,故A錯誤;t1到t2時間內(nèi),導線中的電流減小,產(chǎn)生的磁場減小,根據(jù)楞次定律可知,線框的感應(yīng)磁場與原磁場的方向相同,由右手螺旋定則可得,電流的方向為abcda,故B正確;0到t1時間內(nèi),導線中的電流增大,根據(jù)楞次定律可知,線框受到向右的安培力加速運

11、動;t1到t2時間內(nèi),導線中的電流減小,線框受到向左的安培力,線框向右減速運動,但不是勻減速運動,磁場力對線框做負功,故C錯誤,D正確. 9.如圖所示,一根長導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)與導線處于同一豎直平面內(nèi).在電流I增大的過程中,下列敘述正確的是(　D　) A.金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.金屬環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流 C.懸掛金屬環(huán)C的導線的張力不變 D.金屬環(huán)C仍能保持靜止狀態(tài) 解析:導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增大的過程中,金屬環(huán)C的磁通量向里增大,由楞次定律知金屬環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流,故A,B錯

12、誤;由對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仍能保持靜止狀態(tài),故C錯誤,D項正確. 10.如圖所示,水平地面上方有正交的勻強電場和勻強磁場,電場豎直向下,磁場垂直紙面向外,直徑處于水平位置的半圓形鋁框,沿豎直平面由靜止開始下落.不計阻力,a,b兩端落到地面的次序是(　A　) A.a先于b B.b先于a C.a,b同時落地 D.無法判定 解析:下落時雖然只有感應(yīng)電動勢沒有安培力,但正電荷向a端運動,負電荷向b端運動,a端受電場力向下,加速度大,先落地,故A正確. 11.(2019·河南南陽模擬)如圖所示,在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平

13、行金屬導軌MN和PQ,在兩導軌之間豎直放置通電螺線管,ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒,它們分別放在螺線管的左右兩側(cè),保持開關(guān)閉合,最初兩金屬棒處于靜止狀態(tài).當滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動時,ab和cd兩棒的運動情況是(　D　) A.ab,cd都向左運動 B.ab,cd都向右運動 C.ab向左,cd向右 D.ab向右,cd向左 解析:當變阻器滑片向右滑動時,電路的電流變小,線圈的磁場減弱;根據(jù)安培定則由電流方向可確定線圈的磁場方向垂直于導軌向下.由于線圈處于兩棒中間,所以穿過兩棒所圍成的磁通量變小,由楞次定律:增反減同可得,線框abdc產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流.最后根據(jù)左手定則可確定

14、安培力的方向:ab棒處于垂直向上的磁場,且電流方向b→a,則安培力方向向右.cd棒處于垂直向上的磁場,且電流方向c→d,則安培力方向向左,即兩棒相互靠近,D正確. 12.(2019·山東濰坊模擬)如圖所示,線圈A內(nèi)有豎直向上的磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大;等離子氣流(由高溫高壓的等電荷量的正、負離子組成)由左方連續(xù)不斷地以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強磁場中,發(fā)現(xiàn)兩直導線a,b互相吸引.由此可以判斷P1,P2兩極板間的勻強磁場的方向為(　B　) A.垂直紙面向外 B.垂直紙面向里 C.水平向左 D.水平向右 解析:線圈A內(nèi)有豎直向上的磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大

15、,根據(jù)楞次定律可知a中電流的方向向下,a,b相互吸引,說明b中電流的方向也向下,則P1帶正電,說明正離子向上偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則可知P1,P2間磁場的方向垂直于紙面向里,B正確. 13.(2019·福建福州模擬)(多選)如圖,一根足夠長的直導線水平放置,通以向右的恒定電流,在其正上方O點用細絲線懸掛一銅制圓環(huán).將圓環(huán)從a點無初速度釋放,圓環(huán)在直導線所處的豎直平面內(nèi)運動,經(jīng)過最低點b和最右側(cè)c后返回,下列說法正確的是(　AD　) A.從a到c的過程中圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針 B.運動過程中圓環(huán)受到的安培力方向與速度方向相反 C.圓環(huán)從b到c的時間大于從c到b的時間 D.圓

16、環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量大于從c到b產(chǎn)生的熱量 解析:由安培定則知,直導線上方磁場方向垂直紙面向外,圓環(huán)從a到b的過程中磁通量增加,由楞次定律和安培定則可得,線圈中感應(yīng)電流方向是順時針;圓環(huán)從b到c的過程中磁通量減小,由楞次定律和安培定則可得,線圈中感應(yīng)電流方向是逆時針,故A項正確;圓環(huán)從a到b的運動過程中,將環(huán)分解為若干個小的電流元,上半環(huán)的左右對稱部分所受合力向下,下半環(huán)左右對稱部分所受合力向上;下半環(huán)所在處的磁場比上半環(huán)所在處的磁場強,則整個環(huán)所受安培力的方向向上,故B項錯誤;圓環(huán)從b到c的過程與圓環(huán)從c到b的過程中經(jīng)同一位置時從b到c速率大于從c到b的速率(一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能),則圓

17、環(huán)從b到c的時間小于從c到b的時間,故C項錯誤;圓環(huán)從b到c的過程與圓環(huán)從c到b的過程中經(jīng)同一位置時從b到c速率大于從c到b的速率,則圓環(huán)從b到c的過程與圓環(huán)從c到b的過程中經(jīng)同一位置時從b到c圓環(huán)所受安培力大于從c到b圓環(huán)所受安培力,圓環(huán)從b到c的過程克服安培力做的功大于圓環(huán)從c到b的過程克服安培力做的功,圓環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量大于從c到b產(chǎn)生的熱量,故D項正確. 14.(多選)如圖,是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖.該裝置主要由測量齒輪、軟鐵、永久磁鐵、線圈等原件組成.測量齒輪為磁性材料,等距離地安裝在被測旋轉(zhuǎn)體的一個圓周上(圓心在旋轉(zhuǎn)體的軸線上),齒輪轉(zhuǎn)動時線圈內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.設(shè)感應(yīng)電流的變化頻率為f,測量齒輪的齒數(shù)為N,旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速為n.則(　AD　) A.f=nN B.f= C.線圈中的感應(yīng)電流方向不會變化 D.旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速越高線圈中的感應(yīng)電流越大 解析:旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)一周,測量齒輪靠近和遠離線圈N次,線圈中的感應(yīng)電流變化N次,旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速為n,感應(yīng)電流的變化頻率為f,則f=nN,A正確,B錯誤:測量齒輪靠近和遠離線圈時,線圈中磁通量的變化相反,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反,C錯誤:旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速越高,測量齒輪靠近和遠離線圈越快,線圈中的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大,感應(yīng)電流越大,D正確. - 6 -