高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) (能力提高練) 第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律（附解析）

【能力提高練】第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律1．(2022?上海交通大學(xué)附屬中學(xué)高三(下)期中)如圖所示，兩個(gè)帶等量負(fù)電荷的小球用絕緣輕桿連接處于水平狀態(tài)，O為桿的中點(diǎn)。虛線為兩球的豎直對(duì)稱軸，小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)，要使小指針S極垂直紙面指向外，可采取的措施是()A．將兩球繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．將兩球繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．將兩球繞豎直軸(俯視看)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．將兩球繞豎直軸(俯視看)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】A．若將兩球繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，等效成順時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)形電流，根據(jù)右手螺旋定則，在小磁針位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)向外，因此小指針N極垂直紙面指向外，S極垂直紙面指向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．若將兩球繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，等效成逆時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)形電流，根據(jù)右手螺旋定則，在小磁針位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)向內(nèi)，因此小指針S極垂直紙面指向外，N極垂直紙面指向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確；CD．將兩球繞豎直軸(俯視看)無(wú)論順時(shí)針還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)都在豎直方向上，S極只能向上轉(zhuǎn)動(dòng)或向下轉(zhuǎn)動(dòng)，CD錯(cuò)誤。故選B?！敬鸢浮緽2．(多選)(2022?重慶市西南大學(xué)附屬中學(xué)高三(下)全真一)如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路．在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)．在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中外力F做功，磁場(chǎng)力對(duì)導(dǎo)體棒做功，磁鐵克服磁場(chǎng)力做功，重力對(duì)磁鐵做功，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能為．則()A． B． C． D．【解析】AB．由能量守恒定律可知：磁鐵克服磁場(chǎng)力做功W2，等于回路的電能，電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化導(dǎo)體棒的機(jī)械能，所以W2-W1=Q，A錯(cuò)誤，B正確；C．以導(dǎo)體棒為對(duì)象，由動(dòng)能定理可知，磁場(chǎng)力對(duì)導(dǎo)體棒做功W1=Ek，C正確；D．外力對(duì)磁鐵做功與重力對(duì)磁鐵做功之和為回路中的電能，也等于焦耳勢(shì)和導(dǎo)體棒的內(nèi)能，D正確。故選BCD?！敬鸢浮緽CD3．(2022?重慶市第八中學(xué)第六次月考)近年來(lái)，手機(jī)無(wú)線充電功能為人們提供了很大便利。如圖甲所示為充電原理示意圖：充電板接交流電源，對(duì)充電板供電，充電板內(nèi)的勵(lì)磁線圈可產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而使靠近的手機(jī)內(nèi)的感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)充電板內(nèi)的勵(lì)磁線圈通入如圖乙所示的交變電流時(shí)(電流由a流入時(shí)方向?yàn)檎?，下列說(shuō)法正確的是()A．感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的是恒定電流B．t1時(shí)刻，感應(yīng)線圈中電流的瞬時(shí)值最大C．t1~t3時(shí)間內(nèi)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)D．感應(yīng)線圈中電流的方向總是與勵(lì)磁線圈中電流方向相反【解析】A．勵(lì)磁線圈中通有如圖所示的交變電流時(shí)，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的電流也在變化，不是恒定電流，故A錯(cuò)誤；B．t1時(shí)刻，勵(lì)磁線圈中電流圖像的斜率為零，所以感應(yīng)線圈中電流瞬時(shí)值也為零，故B錯(cuò)誤；C．t1~t2時(shí)間內(nèi)，由楞次定律可知，此時(shí)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)與勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，所以電流應(yīng)從d流向c，t2~t3時(shí)間內(nèi)，電流仍然從d流向c，感應(yīng)線圈是電源，電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，所以c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)，故C正確；D．感應(yīng)線圈中的電流方向可以由楞次定律判斷，當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流減小時(shí)，感應(yīng)電流的方向與勵(lì)磁線圈的電流方向相同，故D錯(cuò)誤。故選C?！敬鸢浮緾4．(多選)(2022?湖南省衡陽(yáng)市第八中學(xué)高三(下)開學(xué)考試)一個(gè)長(zhǎng)直密繞螺線管N放在一個(gè)金屬圓環(huán)M的中心，圓環(huán)軸線與螺線管軸線重合，如圖甲所示。螺線管N通有如圖乙所示的電流，下列說(shuō)法正確的是()A．時(shí)刻，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)B．時(shí)刻，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)C．和時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)有相同的感應(yīng)電流D．和時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)有相同的感應(yīng)電流【解析】AB．由圖可知在時(shí)刻，通過(guò)線圈的電流增大，則線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增大，所以穿過(guò)金屬小圓環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；C．由圖可知在時(shí)刻通過(guò)線圈的電流增大，而在時(shí)刻通過(guò)線圈的電流減小，根據(jù)楞次定律可知兩時(shí)刻圓環(huán)感應(yīng)電流方向不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由圖可知在和時(shí)刻，線圈內(nèi)電流的變化率是大小相等的，則線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化率也相等，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小是相等的，所以感應(yīng)電流大小也相等，根據(jù)楞次定律可知兩時(shí)刻圓環(huán)感應(yīng)電流方向也相同，選項(xiàng)D正確。故選AD。【答案】AD5．(多選)(2022?哈爾濱市第六中學(xué)高三(上)期末)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A．向右做勻速運(yùn)動(dòng) B．向左做減速運(yùn)動(dòng)C．向右做減速運(yùn)動(dòng) D．向右做加速運(yùn)動(dòng)【解析】A．導(dǎo)體棒ab向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，穿過(guò)c的磁通量不變，c中沒(méi)有感應(yīng)電流，線圈c不受安培力作用，不會(huì)被螺線管吸引，故A錯(cuò)誤；BCD．導(dǎo)體棒ab向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則判斷得到，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從，感應(yīng)電流減小，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，穿過(guò)c的磁通量減小，根據(jù)楞次定律得知，c中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较?從左向右看)的感應(yīng)電流，左側(cè)相當(dāng)于N極，螺線管左側(cè)是N極，則線圈c被螺線管吸引；同理導(dǎo)體棒向右做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈c被螺線管吸引；導(dǎo)體棒向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈c被螺線管排斥，故BC正確，D錯(cuò)誤；故選BC。【答案】BC6．(2022?上海市浦東新區(qū)高三(上)一模)如圖所示，光滑絕緣水平面上，有兩條固定的相互垂直彼此絕緣的長(zhǎng)直導(dǎo)線，通以大小相同的電流。在角平分線上，對(duì)稱放置四個(gè)相同的圓線圈。若兩根導(dǎo)線上的電流同時(shí)增加，則會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是()A．線圈1 B．線圈2 C．線圈3 D．線圈4【解析】AC．結(jié)合安培定則和磁場(chǎng)的矢量疊加可分析出，線圈1、3內(nèi)的磁通量為零，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈1、3內(nèi)的磁通量仍為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故AC錯(cuò)誤；B．同理知線圈2內(nèi)的磁場(chǎng)垂直紙面向外，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈2內(nèi)的磁通量垂直紙面向外增加，根據(jù)楞次定律可得線圈2中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故B錯(cuò)誤；D．同理知線圈4內(nèi)的磁場(chǎng)垂直紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈4內(nèi)的磁通量垂直紙面向里增加，根據(jù)楞次定律可得線圈4中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故D正確。故選D?！敬鸢浮緿7．(2022?江蘇省南京市鹽城市高三(上)一模)如圖所示，一種延時(shí)繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B．線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起構(gòu)成一個(gè)閉合回路。在斷開開關(guān)S的時(shí)候，彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵D拉起使觸頭C離開，而是過(guò)一小段時(shí)間才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。下列說(shuō)法正確的是()A．線圈B不閉合，仍會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效應(yīng)B．將銜鐵D換成銅片，延時(shí)效果更好C．保持開關(guān)S閉合，線圈B中磁通量為零D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，線圈B中的電流從上往下看為順時(shí)針?lè)较颉窘馕觥緼．線圈B不閉合時(shí)，當(dāng)S斷開后，在線圈B中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，鐵芯上不會(huì)有磁性，則不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因銅不是磁性材料，則將銜鐵D換成銅片，會(huì)將失去延時(shí)效果，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．保持開關(guān)S閉合，線圈B中磁通量不變，但不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，穿過(guò)線圈B的磁通量向下減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈B中的電流從上往下看為順時(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)D正確。故選D?！敬鸢浮緿8．(2022?河南省南陽(yáng)市第一中學(xué)校高三(上)第三次月考)如圖所示，光滑無(wú)電阻的金屬框架MON豎直放置，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直MON平面，質(zhì)量為m的金屬棒ab從∠abO=45°的位置由靜止釋放，兩端沿框架在重力作用下滑動(dòng)。在棒由圖示位置滑動(dòng)到處于水平位置的過(guò)程中，ab中感應(yīng)電流的方向是()A．由a到b B．由b到aC．先由a到b，再由b到a D．先由b到a，再由a到b【解析】以ab棒與金屬框架組成的回路為研究對(duì)象，由幾何知識(shí)可知，當(dāng)∠abO為45°時(shí)，回路面積最大，故棒由圖示位置開始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，穿過(guò)回路的磁通量在減小，由楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，即ab中感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到b，BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A?！敬鸢浮緼9．(2022?廣東省名校高三(下)開學(xué)測(cè)試)某電子天平原理如圖所示，“E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B(其余空間的磁場(chǎng)忽略不計(jì))，磁極寬度均為L(zhǎng)，一正方形線圈套于中心磁極上，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁鐵不接觸)，隨后通過(guò)CD兩端對(duì)線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量。已知線圈匝數(shù)為n，線圈電阻為R，重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是()A．秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)B．外電路對(duì)線圈供電電流I要從C端流入C．重物質(zhì)量m與電流I的關(guān)系為D．若線圈靜止時(shí)消耗的最大電功率為P，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量為【解析】A．由圖知，線圈向下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，又根據(jù)右手螺旋定則可判斷，感應(yīng)電流從C端流出，D端流入，C點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)左手定則可知，若想使彈簧恢復(fù)形變，安培力必須向上，根據(jù)左手定則可知外電流應(yīng)從D端流入，B錯(cuò)誤；C．由平衡條件知mg=2nBIL，得重物質(zhì)量與電流的關(guān)系為，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)P=I2R，聯(lián)立mg=2nBIL，可得最大質(zhì)量為，D正確。故選D?！敬鸢浮緿10．(2022?北京一零一中學(xué)高三(下)入學(xué)考試)如圖甲，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，P所受重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則()A．t1時(shí)刻N(yùn)<GB．t2時(shí)刻N(yùn)>GC．t3時(shí)刻N(yùn)＝0D．t4時(shí)刻N(yùn)>G【解析】AD．t1時(shí)刻和t4時(shí)刻電流增大，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，則穿過(guò)P的磁通量變大，由楞次定律可知P將阻礙磁通量的變大，則P有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，對(duì)地面的壓力增大，故N>G，故A錯(cuò)誤，D正確；B．t2時(shí)刻，線圈Q中電流最大，形成的磁場(chǎng)最強(qiáng)，但電流變化率為零，故線圈P中磁通量不變，N=G，故B錯(cuò)誤；C．t3時(shí)刻，線圈Q中電流變化最快，線圈P中產(chǎn)生感應(yīng)電流最大，但線圈Q中電流為零、磁場(chǎng)為零，與線圈P沒(méi)有相互作用力，故N=G，故C錯(cuò)誤。故選D。【答案】D11．(2022?北京市北師大實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三(下)摸底考試)如圖所示，空間中某區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一水平放置的金屬棒ab從磁場(chǎng)外緊貼磁場(chǎng)邊緣以某一速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持水平且未離開磁場(chǎng)區(qū)域。下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高B．從拋出到落地的過(guò)程中，電子不斷從b向a定向移動(dòng)C．單位時(shí)間內(nèi)ab掃過(guò)的曲面中的磁通量是定值D．電場(chǎng)力使金屬棒兩端分別積累了正、負(fù)電荷【解析】A．根據(jù)右手定則可以判斷，a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)低，故A錯(cuò)誤；B．從拋出到落地的過(guò)程中，ab與外部并沒(méi)有形成閉合回路，沒(méi)有電流流過(guò)，導(dǎo)體棒兩段的電勢(shì)差恒定，故B錯(cuò)誤；C．由于ab在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以它在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的曲面在水平面的投影面積相同，又因?yàn)榇┻^(guò)曲面中的磁通量等于穿過(guò)曲面在水平面投影面的磁通量，因此單位時(shí)間內(nèi)ab掃過(guò)的曲面中的磁通量是定值，故C正確；D．洛倫茲力使金屬棒兩端分別積累了正負(fù)電荷，故D錯(cuò)誤。故選C?！敬鸢浮緾12．(2022?上海交通大學(xué)附屬中學(xué)高三(下)期中)(1)如圖，用DIS研究小車在軌道上運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，用位移傳感器獲得的v-t圖像，可以看出小車在AB段做_________運(yùn)動(dòng)。如果要測(cè)量小車通過(guò)軌道某處時(shí)的瞬時(shí)速度，也可選用_________傳感器。(2)在“研究磁通量變化時(shí)感應(yīng)電流的方向”的實(shí)驗(yàn)中，①首先要判斷靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系，可在右圖中通過(guò)靈敏電流計(jì)、電鍵、_________、_________連線組成閉合電路判斷。②若電流從電流計(jì)“＋”接線柱流入時(shí)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，在如下情形中能觀察到明顯的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，且圖中標(biāo)出的電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向正確的是()A.B.C.D.③如圖所示電路，從上往下看線圈的繞制方向?yàn)開________(填順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较?【解析】(1)[1]由于是v-t圖像，則可知AB段做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；[2]因要測(cè)量小車通過(guò)軌道某處時(shí)的瞬時(shí)速度，故可用光電門傳感器，在小車上裝一擋光片，通過(guò)測(cè)量時(shí)間和擋光片寬度，通過(guò)可測(cè)出小車的瞬時(shí)速度。(2)①[3][4]要判斷靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系，可在右圖中通過(guò)靈敏電流計(jì)、電鍵、電源、20kΩ電阻連線組成閉合電路判斷。②[5]