2021版高考物理一轮复习课时规范练31电磁感应现象楞次定律含解析

2021版高考物理一轮复习课时规范练31电磁感应现象楞次定律含解析

课时规范练31　电磁感应现象　楞次定律 ‎1.(电磁感应现象)(2019·北京丰台模拟)随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机,大到电脑、电动汽车,都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电,下列说法正确的是(　　)‎ A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”‎ B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电 ‎2.‎ ‎(电磁感应现象)如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有(　　)‎ A.使通电螺线管中的电流发生变化 B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动 C.使线圈a以MN为轴转动 D.使线圈绕垂直于MN的直径转动 ‎3.‎ 8‎ ‎(楞次定律的理解及应用)大小不等的两个导电圆环P、Q均固定于水平桌面,Q环位于P环内。在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场B,则(　　)‎ A.Q环内有顺时针方向的感应电流 B.Q环内有逆时针方向的感应电流 C.P环内有顺时针方向的感应电流 D.P环内有逆时针方向的感应电流 ‎4.‎ ‎(楞次定律的理解及应用)(2019·河南洛阳模拟)如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则(　　)‎ A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大 C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化 ‎5.(多选)(“三个定则、一个定律”的综合应用)(2019四川广元三模)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针,且导线沿南北方向放置。下列说法正确的是(　　)‎ 8‎ A.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 B.开关闭合的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 C.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 D.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 ‎6.‎ ‎(多选)(“三个定则、一个定律”的综合应用)如图所示,M为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀地带有负电荷。在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面中,且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上。现让橡胶圆盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动,下列说法正确的是(　　)‎ A.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下 B.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向上 C.铝环N有扩大的趋势,丝线对它的拉力增大 D.铝环N有缩小的趋势,丝线对它的拉力减小 素养综合练 ‎7.‎ 8‎ ‎(2019·河南许昌模拟)如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中(　　)‎ A.线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA B.线框的磁通量为零时,感应电流却不为零 C.线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D.线框做自由落体运动 ‎8.(多选)(2019·安徽定远月考)磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中,则(　　)‎ A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流消失 B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在 C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)‎ D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)‎ ‎9.‎ ‎(2019·江苏苏州期末)美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现:一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,则(　　)‎ A.B中将产生逆时针方向的电流 B.B中将产生顺时针方向的电流 8‎ C.B线圈有收缩的趋势 D.B线圈有扩张的趋势 ‎10.‎ ‎(2019·浙江长兴模拟)1831年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)。它是利用电磁感应原理制成的,是人类历史上第一台发电机。图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动,电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD平面与铜盘平面垂直,下列说法正确的是(　　)‎ A.电阻R中没有电流流过 B.铜片C的电势高于铜片D的电势 C.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 D.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则CRD回路中有电流产生 ‎11.(多选)(2019·江西模拟)如图甲,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随时间按图乙所示规律变化时( 　　)‎ 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 8‎ 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 ‎12.(多选)(2019·河南郑州模拟)如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,ab直导线与M、N相连接,线圈A与直导线cd连接,线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场,且规定向左为磁场B的正方向,则下列叙述正确的是(　　)‎ A.0~1 s内,ab、cd导线互相排斥 B.1~2 s内,ab、cd导线互相吸引 C.2~3 s内,ab、cd导线互相吸引 D.3~4 s内,ab、cd导线互相排斥 参考答案 课时规范练31　电磁感应现象　楞次定律 ‎1.C　无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应,故A错误;当给充电设备通以恒定直流电时,充电设备不会产生交变磁场,即不能正常充电,故B错误;接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同,故C正确;被充电手机内部,应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连,当有交变磁场时,则产生感应电动势,普通手机由于没有金属线圈,所以不能够利用无线充电设备进行充电,故D错误。‎ ‎2.D　在A、B、C三种情况下,穿过线圈a的磁通量始终为零,因此不产生感应电流,故A、B、C错误;选项D中,当线圈绕垂直于MN的直径转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故D正确。‎ 8‎ ‎3.D　由楞次定律可知P环内有逆时针方向的感应电流,Q环内没有感应电流产生,故选项A、B、C错误,D正确。‎ ‎4.D　当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时,穿过右侧线圈的磁通量向右,且增大,根据楞次定律,右侧线圈中产生逆时针方向的电流,即使有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针,故A、C错误;通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则通电线圈中的磁通量均匀增大,所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,则磁通量的变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈中的感应电流不变,故B错误;有金属片通过时,穿过金属片中的磁通量发生变化,金属片中也会产生感应电流,感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同,所以会将该空间中的磁场的变化削弱一些,引起接收线圈中的感应电流大小发生变化,故D正确。‎ ‎5.BC　开关闭合并保持一段时间后,穿过线圈B中的磁通量不变,因此不会产生感应电流,则小磁针不会偏转,故AD错误;开关闭合的瞬间,依据安培定则,可知线圈A中产生逆时针方向磁场,再由楞次定律,因穿过线圈B的磁场向上且增大,那么感应电流的磁场向下,因此线圈B中产生逆时针感应电流,根据安培定则,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,故B正确;同理,开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,线圈B中产生顺时针方向感应电流,根据安培定则,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,故C正确。故选BC。‎ ‎6.AD　橡胶圆盘M由静止开始绕其轴线O1O2按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大;橡胶圆盘,在其外侧面均匀地带有负电荷,根据右手螺旋定则知,磁通量向下,且增大,根据楞次定律的另一种表述,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小,根据牛顿第三定律可知,铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下,故选项A、D正确,选项B、C错误。‎ ‎7.B　根据安培定则,通电直导线的磁场在上方垂直纸面向外,在下方垂直纸面向里;离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小,线框从上向下靠近导线的过程中,垂直纸面向外的磁通量增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流;穿越导线时,上方垂直纸面向外的磁场和下方垂直纸面向里的磁场叠加,先是垂直纸面向外的磁通量减小,之后变成垂直纸面向里的磁通量增大,直至最大,根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流;垂直纸面向里的磁通量变成最大后,线框继续向下运动,垂直纸面向里的磁通量减小,这时的电流方向又变成了顺时针,即感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA,故A错误;根据A中的分析,线框穿越导线时,始终有感应电流存在,故B正确;根据楞次定律,安培力始终阻碍线框相对磁场的运动,故安培力的方向始终向上,线框不可能做自由落体运动,故C、D错误。‎ 8‎ ‎8.BC　在B放入磁场的过程中,穿过B的磁通量增加,B中将产生感应电流,因为B是超导体,没有电阻,所以感应电流不会消失,故选项A错误,B正确;若A的N极朝上,在B放入磁场的过程中,磁通量增加,根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针,选项C正确,D错误。‎ ‎9.D　合金材料加热后,合金材料成为磁体,通过线圈B的磁通量增大,由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的变化,C错误,D正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A、B错误。‎ ‎10.C　根据右手定则可知,电流从D点流出,流向C点,因此电流方向为从C向D,由于圆盘在切割磁感线,相当于电源,所以D处的电势比C处高,A、B错误;保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则穿过铜盘的磁通量发生变化,故有感应电流产生,但是此时为涡流,所以CD不能当成电源,故CRD回路中没有电流产生,C正确,D错误。‎ ‎11.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。‎ ‎12.BD　根据左手定则,可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转,负离子向下极板N偏转,所以ab中电流方向是由a流向b的。在第1s内,线圈A内磁场方向向右,磁感应强度减小,由楞次定律可知感应电流方向是由c流向d的,根据ab、cd内电流的流向关系,可知两导线相互吸引,A错误;在第2s内,线圈A内磁场方向向左,磁感应强度增加,由楞次定律可知感应电流的方向是由c流向d的,根据电流的流向关系可知两导线相互吸引,B正确;同理可以判断C错误,D正确。‎ 8‎