2021届高考物理一轮复习课后限时集训28电磁感应现象楞次定律含解析

2021届高考物理一轮复习课后限时集训28电磁感应现象楞次定律含解析

电磁感应现象　楞次定律 建议用时：45分钟 ‎1.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2。则(　　)‎ A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 D　[导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b→a，这时由左手定则可判断cd边受到的安培力方向水平向左，A错，D对；在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a→b→c→d→a，这时安培力的方向仍然水平向左，B、C错。]‎ ‎2.如图所示，绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b将如何移动(　　)‎ A．a、b将相互远离 B．a、b将相互靠近 C．a、b将不动 D．无法判断 A　[根据Φ＝BS定性分析可知，磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都增大，a、b中产生同方向的感应电流，两环间有斥力作用，所以a、b将相互远离。选项A正确。]‎ ‎3.如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻(　　)‎ 8‎ A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右 B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左 C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右 D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 A　[当金属杆ab顺时针方向转动时，切割磁感线，由法拉第电磁感应定律知产生感应电动势，由右手定则可知将产生由a到b的感应电流，电流表的d端与a端相连，c端通过金属环与b端相连，则通过电流表的电流是由c到d，而金属杆在磁场中会受到安培力的作用，由左手定则可判断出安培力的方向为水平向右，阻碍金属杆的运动，所以A项正确。]‎ ‎4.如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中(　　)‎ A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥 B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥 C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引 D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引 A　[将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥。]‎ ‎5.(多选)(2019·河北省衡水中学模拟)如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上与线圈共轴，当合上开关时线圈中产生磁场，金属环就可被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处，先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成)，且铝的电阻率大于铜的电阻率，闭合开关S的瞬间，下列描述正确的是(　　)‎ A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 8‎ B．线圈沿轴向有伸长的趋势 C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D．若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射 AC　[线圈中通电，由安培定则可知磁场方向向左，通过金属环的磁通量增加，从左侧看环中有顺时针方向的感应电流，故A项正确；同向电流互相吸引，线圈有缩短的趋势，B项错误；因铜环的电阻小，铜环中感应电流大，受到的安培力大，C项正确；若金属环出现断裂，就不能构成闭合回路，环中有感应电动势，无感应电流，不受安培力作用，故不会被向左弹出，D项错误。]‎ ‎6．(多选)如图(a)所示，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(　　)‎ 图(a)　　　　　　图(b)‎ A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势 B．在t2～t3时间内，L有扩张趋势 C．在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流 D．在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流 AD　[L收缩还是扩张取决于螺线管中产生感应电流的变化情况，t1～t2磁通量的变化率增大，感应电流变大，abcd线框内磁通量变大，L有收缩的趋势，A选项正确；t2～t3时间内磁通量的变化率为常数，产生的感应电流恒定不变，abcd线框内磁感应强度不变，L没有电流，也就没有扩张趋势，B、C选项错误；根据楞次定律，t3～t4时间内由于螺线管内磁通量变化引起的感应电流在线框中为dcba方向并减小，L线圈中原磁场的方向垂直于纸面向里且磁感应强度大小减小，根据楞次定律得L中的感应电流方向为顺时针方向，D选项正确。]‎ ‎7.(多选)图所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是(　　)‎ A．当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用 8‎ B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中 C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同 D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落 AD　[若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁通量发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍相对运动，可起到应急避险作用，故A正确；感应电流会阻碍相对运动，但不能阻止运动，故B错误；当电梯坠落至题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反，故C错误；结合A的分析可知，当电梯坠落至题图所示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故D正确。]‎ ‎8.(2019·玉林模拟)如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是(　　)‎ A．将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置 B．将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置 C．将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置 D．将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置 B　[当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，M、N应分别连接电源的两个极即可，故可知只有B项正确。]‎ ‎9.(多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动。金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则下列说法中正确的是(　　)‎ 8‎ A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a B．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→d C．穿过线框中的磁通量先变大后变小 D．穿过线框中的磁通量先变小后变大 BD　[线框从题图所示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d。]‎ ‎10.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)‎ A．ΔΦ1＞ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现 B．ΔΦ1＝ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现 C．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现 D．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现 C　[设在位置Ⅰ通过金属框的磁通量为Φ1，在位置Ⅱ通过金属框的磁通量为Φ2，由题可知：ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|，ΔΦ2＝|－Φ2－Φ1|，所以金属框的磁通量变化量大小ΔΦ1＜ΔΦ2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流，C正确。]‎ ‎11.一闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，框上垂直放置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时(　　)‎ 8‎ A．其穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流 B．框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行 C．框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行 D．框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行 D　[abcd组成的线框中的磁通量垂直纸面向里增大，abfe组成的线框中的磁通量垂直纸面向里减小，故根据楞次定律可得左半边的感应电流逆时针方向绕行，右半边的感应电流顺时针方向绕行，故D正确。]‎ ‎12.(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是(　　)‎ A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生 B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生 C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能 D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能 AC　[产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项B、D错误；线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确；在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项C正确。]‎ ‎13.(2019·领航高考冲刺卷)如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动，(O是线圈中心)。则(　　)‎ A．从X到O，电流由E经G流向F，线圈的面积有收缩的趋势 B．从X到O，电流由F经G流向E，线圈的面积有扩张的趋势 C．从O到Y，电流由F经G流向E，线圈的面积有收缩的趋势 D．从O到Y，电流由E经G流向F，线圈的面积有扩张的趋势 8‎ D　[在磁极绕转轴从X到O匀速转动中，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，电流由F经G流向E；线圈的每部分受到指向圆心的安培力，线圈的面积有缩小的趋势，故A、B项错误；在磁极绕转轴从O到Y匀速转动中，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由E经G流向F；线圈的每部分受到背离圆心的安培力，所以线圈的面积有扩大的趋势，故C项错误，D项正确。]‎ ‎14．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则(　　)‎ 甲　　　　 　乙 A．从0～t1时间内，导线框中电流的方向为a→b→c→d→a B．从0～t1时间内，导线框中电流越来越小 C．从0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为a→d→c→b→a D．从0～t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大 C　[由题图乙可知，0～t2时间内，导线框中磁通量的变化率相同，故0～t2时间内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba方向，故A错误，C正确；从0～t1时间内，导线框中磁通量的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小恒定不变，故B错误；从0～t2时间内，磁场的变化率不变，则电路中电流大小恒定不变，由F＝BIL可知，F与B成正比，即先减小后增大，故D错误。]‎ ‎15.如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。则有(　　)‎ A．由此可知d点电势高于c点电势 B．由此可知Ⅰ是S极 C．由此可知Ⅰ是N极 D．当ab棒向左运动时，ab导线受到向左的磁场力 B　[由左手定则可知，cd棒受到的安培力向下，所以cd棒中电流方向是由c指向d，所以c点的电势高于d点的电势，故A错误；结合A的分析可知，ab中的电流由b流向a，ab棒向左运动时，由右手定则可知，ab 8‎ 棒所处位置磁场方向竖直向上，则Ⅰ是S极，Ⅱ是N极，故B正确，C错误；当ab棒向左运动时，根据楞次定律可知ab导线受到向右的磁场力，故D错误。]‎ 8‎