2021高考物理一轮复习第十章电磁感应第1节电磁感应现象楞次定律作业与检测含解析鲁科版

1、第1节电磁感应现象楞次定律基础必备1.(2019广东揭阳月考)如图所示,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距离,两导线中通有图示方向相同的恒定电流i.则当环(d)a.向上运动时,环中产生顺时针方向的感应电流b.向下运动时,环中产生顺时针方向的感应电流c.向左侧靠近导线时,环中产生逆时针方向的感应电流d.向右侧靠近导线时,环中产生逆时针方向的感应电流解析:直导线之间的磁场是对称的,圆环在中间时,通过圆环的磁通量为零,圆环上下运动的时候,通过圆环的磁通量不变,不会有感应电流产生,故a,b错误;圆环向左侧靠近直导线,则穿过圆环的磁场垂直纸面

2、向外并且增强,根据楞次定律可得,环上的感应电流方向为顺时针,故c错误;圆环向右侧靠近直导线,则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,根据楞次定律可得,环上的感应电流方向为逆时针,故d正确.2.(2019贵州毕节三模)一磁感应强度为b的匀强磁场方向水平向右,一面积为s的矩形线圈abcd如图所示放置,平面abcd与竖直方向成角.将abcd绕ad轴转180角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为(c)a.0b.-2bsc.-2bscos d.-2bssin 解析:初始时刻,平面abcd的有效面积为与b垂直的竖直投影面积scos ,其磁通量为bscos .将abcd绕ad轴转180角时,其磁通量为-bsco

3、s .则穿过线圈平面的磁通量的变化量为=2-1=-2bscos .3.(2019辽宁沈阳模拟)如图所示,一个有界匀强磁场区域内的磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右),则(d)a.导线框进入磁场时,感应电流方向为abcdab.导线框离开磁场时,感应电流方向为adcbac.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解析:导线框进入磁场时dc边切割磁感线,由右手定则可判断出感应电流方向为adcba,导线框离开磁场时ab边切割磁感线,由右手定则可判断出感应电流方向为abcda,故a,b错误;由左手定则可

4、判断导线框进入磁场时dc边受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时,ab边受到的安培力水平向左,故c错误,d正确.4.(2019山西阳泉一模)(多选)如图所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环,电路接通瞬间,下列说法正确的是(bc)a.从左往右看,铜环中有沿逆时针方向的感应电流b.从左往右看,铜环中有沿顺时针方向的感应电流c.铜环有收缩的趋势d.铜环有扩张的趋势解析:根据楞次定律,在接通开关瞬间,导致穿过线圈的磁通量向左增大,则铜环中的感应电流的磁场方向向右,从左侧看,铜环的感应电流沿顺时针方向,故a项错误,b项正确;穿过铜环的磁通量增大,根据楞次定律可知,铜环有收缩的趋势,故c项正确,d项错

5、误.5.(2019江苏镇江调研)(多选)如图所示,是一种延时装置的原理图,当s1闭合时,电磁铁f将衔铁d吸下,c线路接通;当s1断开时,由于电磁感应作用,d将延迟一段时间才被释放.则(bc)a.由于a线圈的电磁感应作用,才产生延时释放d的作用b.由于b线圈的电磁感应作用,才产生延时释放d的作用c.如果断开b线圈的开关s2,无延时作用d.如果断开b线圈的开关s2,延时将变化解析:线圈a中的磁场随开关s1的闭合而产生,随s1的断开而消失.当s1闭合时,线圈a中的磁场穿过线圈b,当s2闭合,s1断开时,线圈a在线圈b中的磁场变弱,线圈b中有感应电流,b中电流的磁场继续吸引d而起到延时的作用,所以b正

6、确,a错误;若s2断开,线圈b中不产生感应电流而起不到延时作用,所以c正确,d错误.6.(2019湖南常德模拟)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象.如图所示,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.实验中可能观察到的现象是(c)a.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转b.线圈b匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转c.线圈a和电池连接瞬间,小磁针会偏转d.线圈a和电池断开瞬间,小磁针不偏转解析:小磁针能否发生偏转,要看b中能不能产生感应电流,即穿过b的磁通量是否发生变化,与a连接的电源电动势的大小、线圈

7、b的匝数无关,故a,b错误;线圈a与电池连接的瞬间,b中的磁场从无到有,磁通量发生变化,b中会产生感应电流,小磁针会发生偏转,c项正确;线圈a与电池断开瞬间,穿过b的磁场从有到无,b中会产生感应电流,小磁针会发生偏转,d项错误.7.(2019湖北武汉联考)如图(甲)所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图(乙)所示.在0时间内,直导线中电流向上,则在t时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是(b)a.顺时针,向左b.逆时针,向右c.顺时针,向右d.逆时针,向左解析:在0时间内,直导线中电流向上,由题图(乙)知,在t时间内,直导线电流方

8、向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故b正确,a,c,d错误.8.(2019云南昆明一模)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一u形金属导轨,导轨平面与磁场垂直,金属杆pq置于导轨上并与导轨形成闭合回路pqrs,一圆环形金属线圈t位于回路围成的区域内,线圈与导轨共面.现让金属杆pq突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感

9、应电流的方向,下列说法正确的是(d)a.pqrs中沿顺时针方向,t中沿逆时针方向b.pqrs中沿顺时针方向,t中沿顺时针方向c.pqrs中沿逆时针方向,t中沿逆时针方向d.pqrs中沿逆时针方向,t中沿顺时针方向解析:金属杆pq突然向右运动,在运动开始的瞬间,闭合回路pqrs中磁场方向垂直纸面向里,磁通量增大,由楞次定律可判断,闭合回路pqrs中感应电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可判断感应电流方向为逆时针;由于闭合回路pqrs中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,与原磁场方向相反,则t中磁通量减小,由楞次定律可判断,t中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知t中感应电流方向

10、为顺时针,选项d正确.能力培养9.(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图中所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a,b,c,d中感应电流的情况是(cd)a.线圈a中无感应电流b.线圈b中有感应电流c.线圈c中有感应电流d.线圈d中无感应电流解析:根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向,线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里,线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外,线圈b,d中的合磁通量始终为零,故增大两直导线中的电流时,线圈a,c中的

11、磁通量发生变化,有感应电流产生,而线圈b,d中无感应电流产生,故选项c,d正确.10.(2019江苏镇江调研)(多选)如图(甲)所示,光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线,可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上.从零时刻开始,长直导线中的电流按图(乙)所示的规律变化图(甲)中电流所示的方向为正方向,则(bd)a.在t2时刻,线框内没有电流,线框不受力b.t1到t2时间内,线框内电流的方向为abcdac.t1到t2时间内,线框向右做匀减速直线运动d.t1到t2时间内,线框克服磁场力做功解析:在t2时刻,导线中的电流为零,但电流变化率最大,线框的磁通量变化最快,所以线框内的

12、感应电流最大,故a错误;t1到t2时间内,导线中的电流减小,产生的磁场减小,根据楞次定律可知,线框的感应磁场与原磁场的方向相同,由右手螺旋定则可得,电流的方向为abcda,故b正确;0到t1时间内,导线中的电流增大,根据楞次定律可知,线框受到向右的安培力加速运动;t1到t2时间内,导线中的电流减小,线框受到向左的安培力,线框向右减速运动,但不是匀减速运动,磁场力对线框做负功,故c错误,d正确.11.如图所示,一根长导线弯曲成如图所示形状,通以直流电i,正中间用绝缘线悬挂一金属环c,环与导线处于同一竖直平面内.在电流i增大的过程中,下列叙述正确的是(d)a.金属环中无感应电流产生b.金属环中有顺

13、时针方向的感应电流c.悬挂金属环c的导线的张力不变d.金属环c仍能保持静止状态解析:导线中的电流在金属环c内产生的合磁通量向里,故电流i增大的过程中,金属环c的磁通量向里增大,由楞次定律知金属环中有逆时针方向的感应电流,故a,b错误;由对称性及左手定则知金属环受到了竖直向下的安培力的作用且随着电流i增大而增大,金属环c仍能保持静止状态,故c错误,d项正确.12.(2019河南南阳模拟)如图所示,在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨mn和pq,在两导轨之间竖直放置通电螺线管,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别放在螺线管的左右两侧,保持开关闭合,最初两金属棒处于静止状态.当滑动变阻器的滑

14、动触头向右滑动时,ab和cd两棒的运动情况是(d)a.ab,cd都向左运动b.ab,cd都向右运动c.ab向左,cd向右d.ab向右,cd向左解析:当变阻器滑片向右滑动时,电路的电流变小,线圈的磁场减弱;根据安培定则由电流方向可确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下.由于线圈处于两棒中间,所以穿过两棒所围成的磁通量变小,由楞次定律:增反减同可得,线框abdc产生顺时针方向感应电流.最后根据左手定则可确定安培力的方向:ab棒处于垂直向上的磁场,且电流方向ba,则安培力方向向右.cd棒处于垂直向上的磁场,且电流方向cd,则安培力方向向左,即两棒相互靠近,d正确.13.(2019山东潍坊模拟)如图所示,线

15、圈a内有竖直向上的磁场,磁感应强度b随时间均匀增大;等离子气流(由高温高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入p1和p2两极板间的匀强磁场中,发现两直导线a,b互相吸引.由此可以判断p1,p2两极板间的匀强磁场的方向为(b)a.垂直纸面向外b.垂直纸面向里c.水平向左d.水平向右解析:线圈a内有竖直向上的磁场,磁感应强度b随时间均匀增大,根据楞次定律可知a中电流的方向向下,a,b相互吸引,说明b中电流的方向也向下,则p1带正电,说明正离子向上偏转,根据左手定则可知p1,p2间磁场的方向垂直于纸面向里,b正确.14.(2019福建福州模拟)(多选)如图,一根足够长的直导线水

16、平放置,通以向右的恒定电流,在其正上方o点用细丝线悬挂一铜制圆环.将圆环从a点无初速度释放,圆环在直导线所处的竖直平面内运动,经过最低点b和最右侧c后返回,下列说法正确的是(ad)a.从a到c的过程中圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针b.运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反c.圆环从b到c的时间大于从c到b的时间d.圆环从b到c产生的热量大于从c到b产生的热量解析:由安培定则知,直导线上方磁场方向垂直纸面向外,圆环从a到b的过程中磁通量增加,由楞次定律和安培定则可得,线圈中感应电流方向是顺时针;圆环从b到c的过程中磁通量减小,由楞次定律和安培定则可得,线圈中感应电流方向是逆时针,故a项正确;圆环从a到b的运动过程中,将环分解为若干个小的电流元,上半环的左右对称部分所受合力向下,下半环左右对称部分所受合力向上;下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场强,则整个环所受安培力的