2020屆高考物理復習電磁感應核心素養(yǎng)提升練二十八10.1電磁感應現(xiàn)象楞次定律（含解析）新人教版.docx

電磁感應現(xiàn)象楞次定律(45分鐘96分)(20分鐘48分)選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，均為單選題)1.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.11B.12C.14D.41【解析】選A。因為兩個線圈的有效面積相同，所以磁通量相同，或者利用磁通量定義即穿過線圈的磁感線的條數(shù)判斷。A項正確?！炯庸逃柧殹咳鐖D甲所示，虛線框內有勻強磁場，1和2為垂直磁場方向放置的兩個圓環(huán)，分別用1和2表示穿過兩環(huán)的磁通量；如圖乙所示，兩同心圓環(huán)A和B處在同一平面內，B的半徑小于A的半徑。一條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小為A與B，則有()A.12ABB.1=2ABC.1A。2.(2019合肥模擬)如圖所示，閉合圓形導體線圈放置在勻強磁場中，線圈平面與磁場平行，當磁感應強度逐漸增大時，以下說法正確的是()A.線圈中產生順時針方向的感應電流 B.線圈中產生逆時針方向的感應電流C.線圈中不會產生感應電流D.線圈面積有縮小的傾向【解析】選C。由于線圈平面與磁場平行，所以穿過線圈的磁通量為零。當磁感應強度增大時，穿過線圈的磁通量仍然為零，則線圈中不會產生感應電流，故C項正確?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示，有一矩形閉合導體線圈，在范圍足夠大的勻強磁場中運動，下列圖中能產生感應電流的是()【解析】選D。A圖中線圈水平運動，磁通量始終為零，故無感應電流產生，故A項錯誤；B圖中線圈水平運動，磁通量不變，故無感應電流產生，故B項錯誤；C圖中線圈繞平行于磁感線方向的軸轉動，磁通量始終為零不變，故無感應電流產生，故C項錯誤；D圖中線圈繞垂直于磁感線方向的軸轉動，磁通量不斷變化，故有感應電流產生，故D項正確。3.如圖甲所示，在同一平面內有兩個圓環(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中始終沒有感應電流 B.B中有順時針方向的感應電流C.B中有逆時針方向的感應電流D.B中的感應電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向【解析】選B。由于圓環(huán)A中的電流發(fā)生了變化，故圓環(huán)B中一定有感應電流產生，由楞次定律判定B中有順時針方向的感應電流，故B項正確。4.(2018綿陽模擬)大小不等的兩導電圓環(huán)P、Q均固定于水平桌面，Q環(huán)位于P環(huán)內。在兩環(huán)間的范圍內存在方向豎直向下、大小隨時間均勻增強的勻強磁場B，則()A.Q環(huán)內有順時針方向的感應電流B.Q環(huán)內有逆時針方向的感應電流C.P環(huán)內有順時針方向的感應電流D.P環(huán)內有逆時針方向的感應電流【解析】選D。由楞次定律可知P環(huán)內有逆時針方向的感應電流，Q環(huán)內沒有感應電流產生，故A、B、C項錯誤，D項正確。5.如圖所示，矩形線框abcd通過導體桿搭接在金屬導軌EF和MN上，整個裝置放在方向垂直導軌平面向里的勻強磁場中，導軌左側接有定值電阻R。當線框向右運動時，下面說法正確的是()A.R中無電流B.R中有電流，方向為EMC.ab中無電流D.ab中有電流，方向為ab【解析】選B。由于線框向右運動，所以ab兩端和dc兩端存在著相同大小的電勢差，ab中有電流，方向為ba，cd中也有電流，方向為cd，回路內有電流，R中電流方向為EM，故B項正確，故A、C、D項錯誤?！炯庸逃柧殹咳鐖D甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(測量記錄儀未畫出)。當列車經過線圈上方時，線圈中產生的電流被記錄下來，P、Q為接測量儀器的端口。若俯視軌道平面磁場垂直地面向里(如圖乙)，則在列車經過測量線圈的過程中，流經線圈的電流方向()A.始終沿逆時針方向B.先沿逆時針，再沿順時針方向C.先沿順時針，再沿逆時針方向D.始終沿順時針方向【解析】選B。在列車經過線圈的上方時，由于列車上的磁場的方向向下，所以線圈內的磁通量方向向下，先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應電流的方向為先逆時針，再順時針方向，故B項正確。6.如圖所示，通有恒定電流的導線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由平移到，第二次將金屬框繞cd邊翻轉到，設先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為1和2，則()A.12，兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)B.1=2，兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)C.12，兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)D.12，兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)【解析】選C。設金屬框在位置的磁通量為1，金屬框在位置的磁通量為2，由題可知：1=|2-1|，2=|-2-1|，所以金屬框的磁通量變化量大小12，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，故C項正確。7.在水平面內有一固定的U形裸金屬框架，框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab，整個裝置放在豎直方向的勻強磁場中，如圖所示。下列說法中正確的是()A.只有當磁場方向向上且增強，ab桿才可能向左移動B.只有當磁場方向向下且減弱，ab桿才可能向右移動C.無論磁場方向如何，只要磁場減弱，ab桿就可能向右移動D.當磁場變化時，ab桿中一定有電流產生，且一定會移動【解析】選C。根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴”，可判斷當磁通量增大時，閉合電路的面積有縮小的趨勢，磁通量減小時，閉合電路的面積有擴大的趨勢，故A、B項錯誤，C項正確；只有ab桿中受到的安培力大于桿所受到的摩擦力時，桿才會移動，故D項錯誤。8.如圖，金屬環(huán)A用絕緣輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側。若變阻器的滑片P向左移動，則()A.金屬環(huán)A向左運動，同時向外擴張B.金屬環(huán)A向左運動，同時向里收縮C.金屬環(huán)A向右運動，同時向外擴張D.金屬環(huán)A向右運動，同時向里收縮【解析】選B。變阻器滑片P向左移動，電阻變小，電流變大，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場方向與原電流磁場方向相反，故相互排斥，則金屬環(huán)A將向左運動，因磁通量增大，金屬環(huán)A有收縮趨勢，故A、C、D錯誤，B正確?！炯庸逃柧殹?多選)航母上飛機彈射起飛所利用的電磁驅動原理如圖所示。當固定線圈上突然通過直流電時，線圈左側的金屬環(huán)被彈射出去?，F(xiàn)在線圈左側同一位置，先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，電阻率銅鋁。則合上開關S的瞬間()A.從右側看，環(huán)中產生沿逆時針方向的感應電流B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C.若將金屬環(huán)置于線圈右側，環(huán)將向右彈射D.電池正、負極調換后，金屬環(huán)仍能向左彈射【解析】選B、C、D。線圈中電流為左側流入，磁場方向為向右，在閉合開關的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，感應電流由右側看為順時針，A錯誤；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)，B正確；若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，C正確；電池正負極調換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，D正確。(25分鐘48分)選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，910題為單選，1116題為多選)9.如圖所示，金屬棒ab、金屬導軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強磁場B中沿導軌向右運動，則()A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右運動速度v越大，所受安培力越大D.螺線管產生的磁場，A端為N極【解析】選C。金屬棒ab沿導軌向右運動時，安培力方向向左，以“阻礙”其運動，故A、B錯誤；金屬棒ab沿導軌向右運動時，感應電動勢E=Blv，感應電流I=，安培力F=BIl=，可見運動速度v越大，所受安培力越大，故C正確；由右手定則可知，流過金屬棒ab的感應電流的方向是由b到a，所以流過螺線管的電流方向是從A端到達B端，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的A端為S極，故D錯誤。10.(2018焦作模擬)如圖所示，在一有界勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌，虛線為有界磁場的左邊界，導軌跟圓形線圈M相接，圖中線圈N與線圈M共面、彼此絕緣，且兩線圈的圓心重合，半徑RMRN。在磁場中垂直于導軌放置一根導體棒ab，已知磁場垂直于導軌所在平面向外。欲使線圈N有收縮的趨勢，下列說法正確的是()A.導體棒可能沿導軌向左做加速運動B.導體棒可能沿導軌向右做加速運動C.導體棒可能沿導軌向左做減速運動D.導體棒可能沿導軌向左做勻速運動【解析】選C。導體棒ab加速向左運動時，導體棒ab中產生的感應電動勢和感應電流增加，由右手定則判斷出來ab中電流方向由ba，根據(jù)安培定則可知線圈M產生的磁場方向垂直紙面向外，穿過線圈N的磁通量增大，線圈面積越大抵消的磁感線越多，所以線圈N要通過增大面積以阻礙磁通量的增大，故A項錯誤；導體棒ab加速向右運動時，導體棒ab中產生的感應電動勢和感應電流增加，由右手定則判斷出來導體棒ab上電流方向由ab，根據(jù)安培定則判斷可知線圈M產生的磁場方向垂直紙面向里，穿過線圈N的磁通量增大，同理可知B項錯誤；導體棒ab減速向左運動時，導體棒ab中產生的感應電動勢和感應電流減小，由右手定則判斷出來ab中電流方向由ba，根據(jù)安培定則判斷可知線圈M產生的磁場方向垂直紙面向外，穿過線圈N的磁通量減小，線圈面積越大抵消的磁感線越多，所以線圈N要通過減小面積以阻礙磁通量的減小，故C項正確；導體棒ab勻速向左運動時，導體棒ab產生的感應電動勢和感應電流恒定不變，線圈M產生的磁場恒定不變，穿過線圈N中的磁通量不變，沒有感應電流產生，則線圈N不受磁場力，沒有收縮的趨勢，故D項錯誤。【加固訓練】如圖所示，表面粗糙的U形金屬線框水平固定，其上橫放一根阻值為R的金屬棒ab，金屬棒與線框接觸良好，一通電螺線管豎直放置在線框與金屬棒組成的回路中，下列說法正確的是()A.當滑動變阻器滑片P向上滑動時，螺線管內部的磁通量增大B.當滑動變阻器滑片P向下滑動時，金屬棒所受摩擦力方向向右C.當滑動變阻器滑片P向上滑動時，流過金屬棒的電流方向由a到bD.當滑動變阻器滑片P向下滑動時，流過金屬棒的電流方向由a到b【解析】選C。根據(jù)右手螺旋定則可知螺線管下端為N極，而穿過回路的磁通量分為兩部分，一部分為螺線管內部磁場，方向豎直向下，一部分為螺線管外部磁場，方向豎直向上，而總的磁通量方向為豎直向下，當滑動變阻器滑片P向上滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻增大，螺線管中電流減小，產生的磁場變弱，即穿過回路的磁通量向下減小，根據(jù)楞次定律可得流過金屬棒的電流方向由a到b，A項錯誤，C項正確；當滑動變阻器滑片P向下滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻減小，螺線管中電流變大，產生的磁場變強，即穿過回路的磁通量向下增大，根據(jù)楞次定律可得流過金屬棒的電流方向由b到a，而導體棒所處磁場方向為豎直向上的，金屬棒所受安培力方向向右，故摩擦力方向向左，故B、D項錯誤。11.如圖，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負電絕緣環(huán)，A為導體環(huán)。當B繞軸心順時針轉動且轉速增大時，下列說法正確的是()A.A中產生逆時針的感應電流B.A中產生順時針的感應電流C.A具有收縮的趨勢D.A具有擴展的趨勢【解析】選B、D。由圖可知，B為均勻帶負電絕緣環(huán)，B中電流為逆時針方向，由右手螺旋定則可知，電流的磁場垂直紙面向外且逐漸增大；由楞次定律可知，磁場增大時，感應電流的磁場與原磁場的方向相反，所以感應電流的磁場的方向垂直紙面向里，A環(huán)感應電流的方向為順時針方向，故A項錯誤，B項正確；B環(huán)外的磁場的方向與B環(huán)內的磁場的方向相反，當B環(huán)內的磁場增強時，A環(huán)具有面積擴展的趨勢，故C項錯誤，D項正確?！炯庸逃柧殹?多選)如圖所示為一彈性閉合導線圈，勻強磁場垂直紙面，當磁感應強度B發(fā)生變化時，觀察到線圈所圍的面積增大了，由此可以判斷B的方向和大小的情況可能是()A.B垂直紙面向里，B變大B.B垂直紙面向里，B變小C.B垂直紙面向外，B變大D.B垂直紙面向外，B變小【解析】選B、D。當磁感應強度B增大時，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場要阻礙磁通量的增加，因此線框一定收縮，不論磁場方向垂直紙面向里還是向外；同理，當磁感應強度B減小時，穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場要阻礙磁通量的減小，因此線框一定擴張，不論磁場方向垂直紙面向里還是向外；由上分析，可知，A、C項錯誤，B、D項正確。12.阿明有一個磁浮玩偶，其原理是利用電磁鐵產生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構造如圖所示。若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是()A.電路中的電源必須是交流電源B.電路中的a端點須連接直流電源的負極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大，可減小玩偶飄浮的最大高度【解析】選C、D。當電磁鐵上端為N極時，可使玩偶飄浮起來，由安培定則可知，a端應是電源的正極，故A、B項錯誤；若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，電磁鐵磁性增強，可增加玩偶飄浮的最大高度，故C項正確；若將可變電阻的阻值調大，線圈中電流減小，磁性減弱，玩偶飄浮的最大高度減小，故D項正確。13.(2018景德鎮(zhèn)模擬)如圖所示，一根長導線彎曲成“”形，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。在電流I增大的過程中，下列判斷正確的是()A.金屬環(huán)C中無感應電流產生B.金屬環(huán)C中有逆時針方向的感應電流C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D.懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力【解析】選B、C。=BS，S不變，I增大，B增大，所以有感應電流產生，故A項錯誤；由楞次定律得，感應電流方向沿逆時針方向，故B項正確；由于圓的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圓為主，I方向向左，B垂直紙面向里，F(xiàn)安方向向下，所以F拉=mg+F安，拉力大于重力，故C項正確，D項錯誤。14.(2019鄭州模擬)如圖甲所示，等離子氣流由左方連續(xù)以速度v0射入M和N兩板間的勻強磁場中，ab直導線與M、N相連接，線圈A與直導線cd連接，線圈A內有按圖乙所示規(guī)律變化的磁場，且規(guī)定向左為磁場B的正方向，則下列敘述正確的是()A.01 s內，ab、cd導線互相排斥B.12 s內，ab、cd導線互相吸引C.23 s內，ab、cd導線互相吸引D.34 s內，ab、cd導線互相排斥【解析】選B、D。根據(jù)左手定則，可判定等離子氣流中的正離子向上極板M偏轉，負離子向下極板N偏轉，所以ab中電流方向是由a向b的。在第1 s內，線圈A內磁場方向向右，磁感應強度減小，由楞次定律可知感應電流方向是由c向d的，根據(jù)ab、cd內電流的流向關系，可知兩導線相互吸引，故A項錯誤；在第2 s內，線圈A內磁場方向向左，磁感應強度增加，由楞次定律可知感應電流的方向是由c向d的，根據(jù)電流的流向關系可知兩導線相互吸引，故B項正確；同理可以判斷C項錯誤，D項正確。15.如圖所示，實驗小組將一個水平閉合金屬線圈固定，再將一個輕彈簧上端固定，下端懸掛一質量為m的條形磁鐵，磁鐵穿過固定的水平閉合金屬線圈的中央，靜止時彈簧伸長量為x，現(xiàn)用手將磁鐵向上托起到彈簧壓縮量為x后由靜止釋放，不計空氣阻力，重力加速度為g，彈簧始終在彈性限度內，則()A.磁鐵將上下運動，直到停止運動B.當磁鐵向下運動時，線圈受到的安培力方向豎直向上C.運動過程中，當彈簧處于原長時，磁鐵的加速度一定等于gD.線圈在整個過程中產生的焦耳熱為2mgx【解析】選A、D。磁鐵將上下運動，引起線圈的磁通量變化，從而產生感應電流，進而出現(xiàn)安培阻力，直到最后會停止運動，故A項正確；當磁鐵向下運動時，根據(jù)楞次定律：來拒去留，則磁鐵受到向上的安培力，那么線圈受到的安培力方向向下，故B項錯誤；彈簧處于原長時，沒有彈力，除受到重力外，若磁鐵向上運動，則受到向下的安培阻力，若向下運動，則受到向上的安培阻力，因此磁鐵的加速度可能大于g也可能小于g，故C項錯誤；根據(jù)能量守恒定律，從靜止至停止，彈簧的彈性勢能不變，那么減小的重力勢能轉化為電能，從而產生焦耳熱為Q=mgh=2mgx，故D項正確?！炯庸逃柧殹咳鐖D，光滑平行金屬導軌固定在水平面上，左端由導線相連，導體棒垂直靜置于導軌上構成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運動。在勻速運動過程中外力F做功WF，磁場力對導體棒做功W1，磁鐵克服磁場力做功W2，重力對磁鐵做功WG，回路中產生的焦耳熱為Q，導體棒獲得的動能為Ek。則()A.W1=EkB.WF+WG=Ek+QC.W1=QD.W1+W2=Q【解析】選A、B。根據(jù)題意，由動能定理知：導體棒：W1=Ek ，故A項正確，C項錯誤；根據(jù)能量守恒知W2-W1=Q，對磁鐵有：WF+WG-W2=0，聯(lián)立解得WF+WG=Ek+Q，故B項正確，D項錯誤。16.如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上