2024年高考物理第一轮复习：第1讲　限时规范训练 (5)

限时规范训练

[基础巩固]

1．如图甲所示，在光滑水平面上，使电路abcd的ad端加上如图乙所示的交变电压，a点电势高于d点电势时电压u为正值，电路abcd所围区域内还有一弹性导线框MNPQ置于光滑水平面上，以下说法不正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　　乙

A．t1时刻，线框MNPQ中的感应电流为零

B．t2时刻，电路abcd对线框MN边的安培力为零

C．t3时刻，线框MNPQ中的感应电流沿顺时针方向

D．t2～t3时间内，线框MNPQ的面积会变大

解析：D　本题考查平行导线磁场中的电磁感应现象．由题图可知，t1时刻，电压最大，其变化率为零，所以线框MNPQ中的感应电流为零，A正确，不符合题意；t2时刻，线框MNPQ中的感应电流最大，但是电路中电流为零，其产生的磁场也为零，则电路abcd对线框MN边的安培力为零，B正确，不符合题意；t3时刻，由右手定则可知，电路abcd产生的磁场方向垂直水平面向上，并且磁通量增大，由楞次定律及右手定则可知，线框MNPQ中的感应电流沿顺时针方向，C正确，不符合题意；t2～t3时间内，电路中的电流增大，穿过线框MNPQ的磁通量增大，由楞次定律推论可知，线框MNPQ的面积会变小，D错误，符合题意．

2．航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现．电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通入直流电时，靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去．在闭合开关S瞬间，下列判断正确的是(　　)

A．从左侧看，环中感应电流沿逆时针方向

B．金属环的面积有收缩的趋势

C．电池正负极调换后，金属环将不能向左弹射

D．若将金属环放在线圈右侧再闭合开关S，环将向左运动

解析：B　本题考查楞次定律及其推论的应用．根据楞次定律和右手定则可知，从左侧看，金属环中产生沿顺时针方向的感应电流，故A错误；根据楞次定律可知，穿过金属环的磁通量增大，因此金属环会收缩面积阻碍磁通量增大的趋势，故B正确；当电池正负极调换后，通过“来拒去留”的方法判断，金属环也可以向左弹射，故C错误；若将金属环放在线圈右侧，同理，环与线圈间也会产生排斥力，所以环将向右运动，故D错误．

3.如图所示，导线MON在中点O弯折成一定角度，OO′为其角平分线，在导线MON内通以恒定电流I，由均匀导线制成的正方形小线框L的中线与OO′重合，则能在L中产生感应电流的办法是(　　)

A．增大电流I

B．将L沿OO′向右匀速移动

C．将L沿OO′向右加速移动

D．将L向上快速移动

解析：D　本题考查通电导线周围的磁场分布、产生感应电流的条件．根据右手螺旋定则可知，穿过正方形线框的磁通量矢量和为零，增大电流，磁通量不变，A错误；将线框沿OO′向右运动，穿过正方形线框的磁通量变化始终为零，无感应电流产生，B、C错误；将L向上快速移动，穿过正方形线框的磁通量发生变化，会有感应电流产生，D正确．

4.如图所示，在粗糙绝缘水平面上，固定两条相互平行的直导线，导线中通有大小和方向都相同的电流，在两条导线的中间位置放置一正方形线框，导线、线框均关于虚线对称，当导线中电流发生变化时，线框始终静止．已知导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流大小成正比，与到导线的距离成反比．则下列对导线中电流变化后线框所受摩擦力的方向的判断正确的是(　　)

A．a、b中电流同步增加，摩擦力方向向左

B．a、b中电流同步减小，摩擦力方向向左

C．a中电流减小，b中电流增大，摩擦力方向向右

D．a中电流减小，b中电流不变，摩擦力方向向左

解析：C　本题考查楞次定律的应用．a、b两导线中间部分的磁场的磁感应强度大小分布关于虚线对称，磁场方向相反，当a、b导线中的电流同步增大或减小时，正方形导线框中的磁通量不变，线框所受摩擦力为0，A、B错误；a中电流减小、b中电流增大时，磁感应强度为0处向a导线移动，线框内的磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律可知，线框有向左运动的趋势，所受摩擦力方向向右，同理可知，a中电流减小，b中电流不变时，线框所受摩擦力方向也向右，C正确，D错误．

5．为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)．当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙所示)．则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向(　　)

A．始终沿逆时针方向

B．先沿逆时针，再沿顺时针方向

C．先沿顺时针，再沿逆时针方向

D．始终沿顺时针方向

解析：B　列车通过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确．

[能力提升]

6.如图所示，CD为上下两匀强磁场的理想边界，初始时，两匀强磁场的磁感应强度均为B0，方向相反．金属圆环的直径与两磁场的边界CD重合，AB与CD相互垂直且均过圆心．下列说法正确的是(　　)

A．同时以相同变化率增大上下磁场的磁感应强度，圆环中无感应电流

B．沿AB把左侧金属圆环折90°，穿过圆环的磁通量是初始时的一半

C．沿AB把左侧金属圆环折90°，只增大上部分磁场磁感应强度，圆环中无感应电流

D．沿CD把下侧金属圆环折90°，只增大上部分磁场磁感应强度，圆环中有感应电流

解析：AD　本题考查感应电流的产生条件．初始时，穿过圆环的磁通量和为零，同时以相同变化率增大上下磁场的磁感应强度，穿过圆环的磁通量依然为零，磁通量不变，圆环中无感应电流，A正确；沿AB把左侧金属圆环折90°，穿过圆环的磁通量仍为零，B错误；沿AB把左侧金属圆环折90°，只增大上部分磁场磁感应强度，穿过圆环向里的磁通量变大，圆环中有感应电流，C错误；沿CD把下侧金属圆环折90°，穿过圆环的磁通量向里，只增大上部分磁场磁感应强度，穿过圆环的磁通量增加，圆环中有感应电流，D正确．

7．(2021·河南高三六校联考)如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极向下．将磁铁托起到某一高度(弹簧处于压缩状态)后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来．如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环(如右图所示)，仍将磁铁托起到同一高度后放开，磁铁就会很快地停下来．针对这个现象下列解释正确的是(　　)

A．磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒

B．若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长

C．磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流

D．金属圆环的制作材料一定不是铝，因为磁铁对铝不会产生力的作用

解析：C　由楞次定律，线圈中产生感应电流，使磁铁始终受到阻碍，时而体现引力，时而体现斥力，导致电流做功，从而使系统的机械能转化为内能，故A错误；根据楞次定律下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流(俯视)，两者之间表现为相互排斥，同理当磁铁向上远离金属线圈时，根据楞次定律，可得线圈中产生了顺时针的感应电流(俯视)，两者之间表现为相互吸引，因此与磁铁的磁极无关，故B错误；磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流，故C正确；金属圆环的制作材料可以是铝，只要是金属，就会产生感应电流，出现安培力，故D错误．

8.如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab棒和cd棒的运动情况是(　　)

A．ab棒向左运动，cd向右运动

B．ab棒向右运动，cd向左运动

C．ab棒和cd棒都向右运动

D．ab棒和cd棒保持静止

解析：A　由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑片向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律及安培定则知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动．只有A项正确．

9.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b与电源、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中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量减小

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

解析：D　当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，选项B错误；由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故选项D正确，A、C错误．

10.(2021·铁岭模拟)(多选)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上方，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)

解析：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A错误，B正确；若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，穿过B向上的磁通量增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针方向，C正确，D错误．

11.如图所示，左侧闭合电路中的电流大小为I1，ab为一段长直导线；右侧平行金属导轨的左端连接有与ab平行的长直导线cd，在远离cd导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，在磁场区域放置垂直于导轨且与导轨接触良好的导体棒MN，当导体棒沿导轨匀速运动时，可在cd上产生大小为I2的感应电流．已知I1＞I2，不计匀强磁场对导线ab和cd的作用，用f1和f2分别表示导线cd对ab的安培力大小和ab对cd的安培力大小．下列说法中正确的是(　　)

A．若MN向左运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＝f2

B．若MN向右运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＝f2

C．若MN向左运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＞f2

D．若MN向右运动，则ab与cd两导线相互吸引，f1＞f2

解析：B　导体棒MN向左运动时，由右手定则可判断，cd中的感应电流由d到c，而ab中的电流是由a到b的，即ab、cd中电流方向相反，则两导线相互排斥，故选项A、C错误；MN向右运动时，由右手定则可判断，cd中的感应电流由c到d，而ab中的电流是由a到b的，故两导线相互吸引，根据牛顿第三定律，可知这两个力大小相等，故选项B正确，D错误．