2023年高考物理一轮复习课时分层集训28电磁感应现象楞次定律新人教版

课时分层集训(二十八)电磁感应现象楞次定律(限时：40分钟)[根底对点练]感应电流的产生判断1．在法拉第时代，以下验证“由磁产生电〞设想的实验中，能观察到感应电流的是()A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化D[选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，应选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，应选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.]2.如图10­1­17所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的选项是()图10­1­17A．线圈中产生顺时针方向的感应电流B．线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈中不会产生感应电流D．线圈面积有缩小的倾向C[由于线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为0.当磁感应强度增大时，穿过线圈的磁通量仍然为0，那么线圈中不会产生感应电流，故只有C正确．]图10­1­183．法拉第在1831年发现了“磁生电〞现象．如下图，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．实验中可能观察到的现象是()【导学号：84370435】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C[根据“磁生电〞即电磁感应现象的产生条件，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流，因此无论线圈B匝数多少，线圈A连接电池多少，都不能在线圈B中产生感应电流，选项A、B错误．只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间，线圈B中才能产生感应电流，电流产生磁场，使导线下面平行放置的小磁针发生偏转，选项C正确，D错误．]判断感应电流的方向4．(多项选择)在北半球，地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下．北京平安大街上，如图10­1­19所示，某人骑车从东往西行驶，那么以下说法正确的选项是()图10­1­19A．自行车左车把的电势比右车把的电势高B．自行车左车把的电势比右车把的电势低C．图中辐条AB此时A端比B端的电势高D．图中辐条AB此时A端比B端的电势低AD[从东往西，车把切割地磁场的竖直分量，由右手定那么知左车把电势高，而辐条切割水平分量，B端电势高，即A、D正确．]5．(2023·南京高三质检)如图10­1­20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点做切线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()图10­1­20A．始终由A→B→C→AB．始终由A→C→B→AC．先由A→C→B→A再由A→B→C→AD．先由A→B→C→A再由A→C→B→AA[在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，那么感应电流产生的磁场垂直桌面向下，由右手定那么可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，那么感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由右手定那么可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，A正确．]6．如图10­1­21所示，一金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，假设要使圆环中产生如箭头所示方向的感应电流，以下方法可行的是()【导学号：84370436】图10­1­21A．使匀强磁场均匀增大B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动A[由安培定那么可知感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知通过圆环的磁通量一定是增加的，由Φ＝BScosθ可知，A项正确．]7．(2023·全国Ⅲ卷)如图10­1­22所示，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，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，以下说法正确的选项是()图10­1­22A．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D[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，由安培定那么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，那么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，由安培定那么可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确．](2023·汕头一模)如下图，插有铁芯的螺线管固定在水平面上，管右端的铁芯上套着一个可以自由移动的闭合铜环，螺线管与电源、开关组成电路，不计铜环与铁芯之间摩擦阻力，下面说法正确的选项是()A．闭合开关，螺线管右端为N极B．闭合开关瞬间，铜环会向右运动C．闭合开关瞬间，铜环会向左运动D．闭合开关瞬间，铜环仍保持不动B[闭合开关，根据右手螺旋定那么可知，螺线管右端为S极，故A错误；开关闭合瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过铜环的磁通量变大，根据楞次定律，铜环会向右运动，从而阻碍磁通量的增大，故B正确，C、D错误．]“三定那么、一定律〞的应用8.如图10­1­23所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向()图10­1­23A．向左 B．向右C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里B[解法1：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减少，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定那么可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确．解法2：由对楞次定律中“阻碍〞的理解可知，当MN中电流突然减小而导致线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减少时，线圈abcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍〞其磁通量的减少，所以其所受安培力的合力方向向右，B正确．]9.如图10­1­24所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连．当圆盘a转动时()【导学号：84370437】图10­1­24A．圆盘b总是与a沿相同方向转动B．圆盘b总是与a沿相反方向转动C．假设B1、B2同向，那么a、b转向相同D．假设B1、B2反向，那么a、b转向相同D[当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动．但假设不知B1、B2的方向关系，那么b盘与a盘的转向关系将无法确定，故A、B错．设B1、B2同向且向上，a盘逆时针转动，那么由右手定那么可知a盘中的感应电流由a→a′，b盘受力将顺时针转动，故C错．同理可判定D项正确．]10．如图10­1­25所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中()图10­1­25A．有感应电流，且B被A吸引B．无感应电流C．可能有，也可能没有感应电流D．有感应电流，且B被A排斥D[MN向右加速滑动，根据右手定那么，MN中的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定那么知，电磁铁A的左端为N极，且磁感应强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排斥．故D正确．]楞次定律推论的应用11．(2023·全国Ⅰ卷)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品外表原子尺度上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装假设干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图10­1­26所示．无扰动时，按以下四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()图10­1­26A[底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼现象；选项A这种情况下，不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应，选项A正确．]12．(多项选择)(2023·南京模拟)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图10­1­27所示．当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去．那么以下说法正确的选项是()图10­1­27A．合上开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流B．金属环向左运动过程中将有收缩趋势C．假设将金属环置于线圈的右侧，环将向右弹射D．假设将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射BC[根据安培定那么和楞次定律可以判断，当合上开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流，选项A错误；线圈上突然通过直流电流，穿过金属环的磁通量增大，由楞次定律的推论知，金属环向左运动且有收缩趋势，选项B正确；从楞次定律的对抗效果的角度来看，假设将金属环置于线圈的右侧，环将向右弹射，选项C正确；假设将电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射，选项D错误．]13．如图10­1­28所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合．现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，那么()【导学号：84370438】图10­1­28A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大B[使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，选项B正确．](多项选择)如下图，水平放置的光滑绝缘直杆上套有A、B、C三个金属铝环，B环连接在图示的电路中．闭合开关S的瞬间()A．A环向左滑动B．C环向左滑动C．A环有向外扩展的趋势D．C环有向内收缩的趋势AD[闭合开关S的瞬间，通过A、C环的磁通量增大，根据楞次定律和左手定那么可知：A环向左运动，且有收缩的趋势；C环向右运动，有收缩的趋势，故A、D正确，B、C错误．][考点综合练]14．如图10­1­29所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，那么小磁块()图10­1­29A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大C[小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，应选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，应选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故知，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误．]15.(多项选择)如图10­1­30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(一直加速)，那么以下说法正确的选项是()【导学号：84370439】图10­1­30A．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AC[由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，那么KNMP回路中产生逆时针方向的感应电流，那么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内磁通量的增加；又由于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．]16．(多项选择)图10­1­31中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图10­1­31所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里．假设