人教版高考物理同步试题一轮复习第10章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律.docx

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人教版高考物理同步试题一轮复习第10章第1讲电磁感应现象楞次定律

板块三限时规范特训

　　时间：

45分钟　

满分：

100分

一、选择题（本题共14小题，每小题6分，共84分。

其中1～7为单选，8～14为多选）

1．如图所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是（　　）

A.BSB.NBS

C.BSD.NBS

答案　C

解析　磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直。

初态Φ1＝Bsinθ·S，末态Φ2＝－Bcosθ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS（－cos30°－sin30°）|＝BS，所以应选C项。

2．如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上。

在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向（　　）

A．始终由A→B→C→A

B．始终由A→C→B→A

C．先由A→C→B→A再由A→B→C→A

D．先由A→B→C→A再由A→C→B→A

答案　A

解析　原磁场的方向垂直纸面向下，以OO′为轴翻转90°的过程中，磁通量Φ减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，垂直纸面向下，由安培定则可知，感应电流方向A→B→C→A；以OO′为轴再转90°的过程中，磁通量Φ变大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向上，由安培定则可知，感应电流方向A→B→C→A，所以A选项是正确的。

3．[2017·河北衡水模拟]线圈ab中的电流如图所示，设电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，从左向右看，它的方向是（　　）

A．顺时针B．逆时针

C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针

答案　A

解析　根据题意可知，当电流从a流向b时，由右手螺旋定则可知，穿过线圈M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流方向为顺时针（从左向右看）。

后半段时间电流从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环M的磁场水平向左，电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针（从左向右看），故电流方向不变，A正确。

4．[2016·石家庄质检]法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。

如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。

转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转。

下列说法正确的是（　　）

A．回路中电流大小变化，方向不变

B．回路中电流大小不变，方向变化

C．回路中电流的大小和方向都周期性变化

D．回路中电流方向不变，从b导线流进电流表

答案　D

解析　圆盘在磁场中切割磁感线产生恒定的感应电动势E＝BωR2，由右手定则判断得a端为负极、b端为正极，所以只有D项正确。

5.[2017·山东青岛二模]如图所示，在光滑绝缘水平面上固定一通电直导线，其右侧有闭合圆形线圈，某时刻线圈获得一个如图所示的初速度v0，若通电导线足够长，无限长通电直导线周围某处磁场的磁感应强度大小为B＝k，则下列说法正确的是（　　）

A．线圈中产生沿顺时针方向的恒定电流

B．线圈中产生沿逆时针方向的恒定电流

C．线圈最终会以某一速度做匀速直线运动

D．线圈最终会停下来并保持静止

答案　C

解析　根据右手螺旋定则判断，线圈所处的磁场方向垂直纸面向里，根据题意可知，离导线越远，磁场越弱，线圈有远离直导线的速度，依据楞次定律可知，线圈中的感应电流方向沿顺时针方向，但由于磁场减弱，且动能有损失，速度减小，所以线圈产生的不是恒定电流，选项A、B错误；当线圈在该平面上以速度v0沿图示方向运动时，产生感应电流，将圆形线圈看作由无数小段直导线组成，根据左手定则知安培力合力方向垂直导线向左，使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，线圈沿导线方向运动，磁通量不变，无感应电流，合力为零，做匀速直线运动，选项C正确，D错误。

6．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。

若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）

A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量变小

C．线圈a有扩张的趋势

D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大

答案　D

解析　通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律可知，线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上，由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，线圈a中的磁通量变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈a将阻碍磁通量的增大，因此，线圈a有缩小并远离的趋势，线圈a对水平桌面的压力将增大，C错误，D正确。

7.[2017·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，当变阻器滑动触头向左移动时，两环将（　　）

A．一起向左移动B．一起向右移动

C．相互靠拢D．相互分离

答案　C

解析　当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，螺线管内部、外部的磁场均增加，穿过M、N两金属环的水平向右的磁通量增加，根据楞次定律，可以知道两环中有相同方向的电流，同方向电流相互吸引，故两环相靠近，所以C选项是正确的。

8．如图所示，倾角为α的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。

在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。

当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是（　　）

A．圆环L有收缩趋势

B．圆环L有扩张趋势

C．圆环内产生的感应电流变小

D．圆环内产生的感应电流不变

答案　AC

解析　由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，则KNMP回路中产生俯视逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于a＝gsinα－，金属棒向下运动的加速度减小，磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。

故A、C正确。

9.[2017·宁夏中卫一模]右图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》的示意图。

两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置。

当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。

以下说法正确的是（　　）

A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）

B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动

C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动

D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止

答案　AB

解析　P向右摆动的过程中，穿过P线圈的磁通量减小，根据楞次定律，P中有顺时针方向的电流（从右向左看），故A正确。

根据电路连接可知Q下端的电流方向向外，根据左手定则，所受的安培力向右，则Q向右摆动。

同理，用手左右摆动Q，P会左右摆动，故B正确，C、D错误。

10．等腰三角形线框abc与长直导线MN绝缘，且线框被导线分成面积相等的两部分，如图甲所示，MN中通有由N流向M的电流，电流强度随时间的变化如图乙所示，则关于线框中感应电流的判断正确的是（　　）

A．在任何时刻线框中都无感应电流

B．在t1时刻线框中有沿acba方向的感应电流

C．在t2时刻线框中有沿acba方向的感应电流

D．在t3时刻线框中有沿abca方向的感应电流

答案　BD

解析　穿过线框的磁通量垂直纸面向里，在t1时刻时，磁通量增加，在t2时刻时，磁通量不变，在t3时刻时，磁通量减少，根据楞次定律可得B、D正确。

11．如图所示，在赤道附近某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。

下列说法中正确的是（　　）

A．若使线圈向东平动，则a点的电势与b点的电势相同

B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低

C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a

D．若以ad为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a

答案　AD

解析　在赤道附近的地磁场是平行地面由南指向北，当线圈不管向哪个方向平动，都没有感应电流产生，各点电势相同，因此A选项正确，B选项错误。

以ab为轴转动，磁通量不变，也没有感应电流，C选项错误。

以ad为轴向上翻转，磁通量增大，感应电流磁场方向由北指向南，由安培定则可知，感应电流的方向a→d→c→b→a，D选项正确。

12．如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是（　　）

A．开关S闭合瞬间

B．开关S由闭合到断开的瞬间

C．开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动

D．开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动

答案　AC

解析　当开关S闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故A正确；当开关S由闭合到断开的瞬间，穿过右线圈的磁通量要减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头M要向左运动靠近左边的线圈，故B错误；开关S闭合时，当滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时，回路的电阻减小，回路的电流增大，产生的磁场增强，穿过右线圈的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故C正确；当滑动变阻器的滑片P向右迅速滑动时，回路的电阻增大，回路的电流减小，产生的磁场减弱，穿过右线圈的磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头M向左运动靠近左边线圈，故D错误。

13．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ再下落到Ⅲ位置，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是（　　）

A．从Ⅰ→Ⅱ有顺时针方向的感应电流

B．从Ⅰ→Ⅱ有逆时针方向的感应电流

C．从Ⅰ→Ⅲ有先逆时针后顺时针方向的感应电流

D．从Ⅱ→Ⅲ有逆时针方向的感应电流

答案　AD

解析　从Ⅰ突然缩小到Ⅱ，磁通量增大，原磁场方向竖直向上，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向竖直向下，由安培定则可知，产生俯视顺时针方向的感应电流，A选项正确，B、C选项错误。

从Ⅱ到Ⅲ，磁通量减小，感应电流的磁场方向竖直向上，由安培定则可知，感应电流的方向为俯视逆时针方向，所以D选项正确。

14．下图甲中bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙，导体棒PQ始终静止，在0～t1时间内（　　）

A．导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向上

B．导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向下

C．导体棒PQ受到的摩擦力可能一直增大

D．导体棒PQ受到的摩擦力可能先减小后增大

答案　CD

解析　在0～t1时间内，磁感应强度B先减小后反向增大，穿过PQca回路的磁通量先减小后反向增大，由楞次定律可知，当回路磁通量均匀减小时，产生恒定的感应电流，回路面积有扩大趋势，导体棒PQ受到的安培力沿轨道斜面向上，安培力的大小FA＝BIL＝IL（B0－kt），随磁感应强度B的减小而减小，导体棒PQ受到的静摩擦力在t＝0时若沿斜面向下，则静摩擦力随B的减小而减小；在t＝0时若沿斜面向上，则静摩擦力随B的减小而增大。

当磁感应强度B反向增大时，回路磁通量增大，回路面积有缩小的趋势，导体棒PQ受到的安培力沿斜面向下，且随磁感应强度B的增大而增大，导体棒PQ受到的静摩擦力Ff＝mgsinθ＋BIL也随之增大。

因此安培力在磁感应强度B减小到0之前沿斜面向上，静摩擦力有可能沿斜面向上，也有可能沿斜面向下，选项A、B错误；而静摩擦力可能先减小后增大或者一直增大，选项C、D正确。

二、非选择题（本题共2小题，共16分）

15．（8分）如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下。

在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。

当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________（选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环内产生的感应电流________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

答案　收缩　变小

解析　ab在恒力作用下向右运动的过程中ab棒切割磁感线，在abdc回路中产生感应电流，则在圆环处产生了垂直纸面向外的磁场。

感应电流的大小与ab棒的切割速度成正比，随着ab棒不断向右加速运动，穿过小圆环的磁通量不断增大，由楞次定律可知，小圆环有收缩的趋势。

又由于ab棒速度不断增大感应电动势增大，回路中电流增大，金属棒受到向左的安培力增大，棒ab的加速度减小，磁通量的变化率减小，圆环中产生的感应电流不断减小，当恒力F等于安培力时，棒ab开始匀速运动，穿过圆环的磁通量不再变化，此时环内感应电流为零，所以环内有变小的电流。

16．（8分）某同学在学习了感应电流的产生条件和楞次定律之后，自己制作了一个手动手电筒。

如图是手电筒的简单结构示意图，左右两端是两块完全相同的条形磁铁，中间是一根绝缘直杆，由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动，线圈两端接一灯泡，晃动手电筒时线圈也来回滑动，灯泡就会发光，其中O点是两磁极连线的中点，a、b两点关于O点对称。

（1）试分析其工作原理；

（2）灯泡中的电流方向是否变化。

答案　

（1）磁通量变，有感应电流　

（2）变化

解析　

（1）当晃动手电筒时，线圈来回滑动，线圈的磁通量有变化，就会产生感应电流，与线圈相连的灯泡就会发光。

（2）线圈所在处的原磁场方向水平向左，线圈在O点时磁通量最小，在向左或向右移动时，磁通量增大，在从一端经过O点向另一端移动时，磁通量先减小后增大，产生相反方向的感应电流，所以灯泡中的电流方向发生变化。