22届高中物理一轮总复习 课时练30　电磁感应现象　楞次定律

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课时练30　电磁感应现象　楞次定律基础对点练1.(电磁感应现象)(2020北京西城高三一模)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,用灵敏电流计和线圈组成闭合回路,通过“插入”和“拔出”磁铁,使线圈中产生感应电流,记录实验过程中的相关信息,就可以分析得出感应电流方向遵循的规律。下图为某同学的部分实验记录,在图甲中,电流计指针向左偏转。以下说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.在图乙所示实验过程中,电流计指针应该向左偏转B.在图丙所示实验过程中,电流计指针应该向左偏转C.这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与线圈的绕向有关D.这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向有关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.(楞次定律的理解和应用)两根互相垂直的绝缘通电长直导线放在水平面上,两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上,两线圈的圆心到两导线的距离都相等。设两直导线中的电流强度相等,方向如图所示。若两直导线中的电流以相同的变化率均匀减小,下列说法正确的是(　　)A.a中无感应电流,b中有顺时针方向的感应电流B.a中无感应电流,b中有逆时针方向的感应电流C.a中有顺时针方向的感应电流,b中无感应电流D.a中有逆时针方向的感应电流,b中无感应电流4.(楞次定律的理解及应用)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.(楞次定律的理解和应用)(2020安徽安庆怀宁第二中学高三月考)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为圆柱型合金材料,B为线圈。线圈B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变成两端为磁极的强磁合金,下列判断正确的是(　　)A.B中一定产生逆时针方向的电流B.B中一定产生顺时针方向的电流C.B线圈一定有收缩的趋势D.B线圈一定有扩张的趋势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7.(楞次定律与左手定则)(2020北京师大附中高三模拟)如图所示,在水平面上有一个U形金属框架和一条跨接其上的金属杆ab,二者构成闭合回路且处于静止状态。在框架所在的空间内存在匀强磁场(图中未画出)。下面说法正确的是(　　)A.若磁场方向水平向右,当磁场增强时,杆ab受安培力向上B.若磁场方向水平向右,当磁场减弱时,杆ab受安培力向上C.若磁场方向竖直向上,当磁场增强时,杆ab受安培力向左D.若磁场方向竖直向上,当磁场减弱时,杆ab受安培力向左素养综合练8.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流时,靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去,如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝导线制成的形状完全相同的两个闭合导线环,且电阻率ρ铜<ρ铝,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.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.电池正负极调换后,导线环将不能向左弹射D.若将铜环放在线圈右侧,铜环将向左运动9.(多选)(2020安徽滁州定远中学高三月考)如图甲,水平地面上边长为L的正方形ABCD区域,埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测,如图乙所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端。这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线BD上的不同位置保持静止时(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。将线圈P静置于A处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流,当线圈平面与射线AC成37°角且保持静止时,线圈中感应电流消失。下列说法正确的是(　　)(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)A.金属管线沿AC走向B.图乙中的电源为电压恒定并且较大的直流电源C.金属管线的埋覆深度为LD.线圈P在A处,当它与地面的夹角为53°时,P中的感应电流可能最大10.(多选)(2020江苏南京高三模拟)一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心,圆环轴线与螺线管轴线重合,如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流,下列说法正确的是(　　)A.t=时刻,圆环有扩张的趋势B.t=时刻,圆环有收缩的趋势C.t=和t=时刻,圆环内有相同的感应电流D.t=和t=时刻,圆环内有相同的感应电流11.(多选)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)如图甲所示,等离子气流由左方以速度v0连续射入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  参考答案课时练30　电磁感应现象　楞次定律1.D　如题图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下,此时电流从下向上流过电流表,发现电流表指针向左偏转,可知电流表指针偏转方向与电流方向间的关系:电流从下向上流过电流表,电流表指针向左偏转,电流从上向下流过电流表,则电流表指针向右偏转;在题图乙所示实验过程中,磁铁的S极向下运动时,穿过螺线管向上的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上,此时电流从上向下流过电流表,电流计指针应该向右偏转,故A错误;在题图丙所示实验过程中,磁铁的N极向上运动时,穿过螺线管向下的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上,此时电流从上向下流过电流表,电流计指针应该向右偏转,故B错误;同理可知题图丁穿过螺线管向上的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向上,由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下,此时电流从下向上流过电流表,电流计指针应该向左偏转,所以这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向、磁铁运动的方向有关,而实验中线圈缠绕方向一致,所以不能研究感应电流的磁场方向与线圈的绕向的关系,故C错误,D正确。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。3.B　由安培定则可知通电导线产生的磁场方向,并根据叠加原理可知a所在区域的两个磁场方向相反,穿过a环的磁通量为0且保持不变,所以a中无感应电流;b所在区域两个磁场方向相同,合磁场不为零,当电流减小时,b中磁通量减小,根据楞次定律可知b中有逆时针方向的感应电流。故选B。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.D　提高温度,这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金,穿过线圈的磁通量增大,从而在环绕它的线圈中产生电流,由于原磁场的方向未知,所以不能判断出感应电流的方向,故A、B错误;A外侧的磁场的方向与A内部的磁场的方向相反,B的面积越大,则穿过线圈B的磁通量小,当B中磁通量增大时,则线圈产生的感应电流方向的阻碍磁通量的增大,面积有扩张的趋势,故C错误,D正确。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.C　磁场方向水平向右时,穿过线框的的磁通量为零,故不能产生感应电动势,也就没有感应电流,则金属杆ab不受安培力;故A、B错误;若磁场方向垂直纸面向上,并且磁感应强度增大时,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向,根据左手定则,杆ab所受的安培力方向向左;故C正确;若磁场方向垂直纸面向上,并且磁感应强度减小时,根据楞次定律,感应电流的方向为逆时针方向,根据左手定则,杆ab所受的安培力方向向右;故D错误。8.B　由固定线圈的绕线方向和电流方向可以判断出螺线管的左端是N极,当闭合开关S瞬间,磁场增大,穿过左侧导线环的磁通量在增大,根据楞次定律,导线环中产生与原磁场方向相反的感应磁场,再由右手定则可以判断出左侧导线环中产生从左侧看顺时针方向的感应电流,选项A错误;由于电阻率ρ铜<ρ铝,则铜环的电阻要小一些,在感应电压相同的情况下,产生的感应电流大一些,故安培力也会大一些,选项B正确;当电池正负极调换后,固定线圈左端变成了S极,根据楞次定律可知,闭合开关,磁场增大,会产生排斥力,所以也可以向左弹射,选项C错误;同理,若将铜环放在线圈右侧,铜环与线圈间也会产生排斥力,所以铜环将向右运动,选项D错误。故选B。9.CD　由题意可知,当线圈静止时存在感应电流,则说明线圈产生的磁场为变化的,故电流一定是变化的,故B错误。由题意可知,线圈P在直线BD上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。说明穿过线圈的磁通量不变,则金属管线沿BD走向,故A错误。线圈平面与射线AC成37°角且保持静止时,线圈中感应电流消失,说明A点的磁场方向与AC成37°角,则由几何关系可知,埋覆深度d与OA长度的关系为d=OAtan 53°,解得深度d=L,故C正确。P在A处,与地面夹角成53°时,线圈P与磁场方向相互垂直,则此时的磁通量最大,磁通量的变化率与电源有关,故感应电流可能最大,故D正确。10.AD　由题图可知在t=时刻,通过线圈的电流增大,则线圈产生的磁场增大,所以穿过金属圆环的磁通量变小,根据楞次定律可知,圆环有扩张的趋势,选项A正确,B错误;由题图可知在t=时刻通过线圈的电流增大,而在t=时刻通过线圈的电流减小,根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向不同,选项C错误;由题图可知在t=和t=时刻,线圈内电流的变化率是大小相等的,则线圈产生的磁场的变化率也相等,根据法拉第电磁感应定律可知,圆环内的感应电动势大小是相等的,所以感应电流大小也相等,根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向也相同,选项D正确。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1 s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2 s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。