2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE8第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、單項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過(guò)程中磁通量的變更量的大小是(C)A．eq\f(\r(3)－1,2)BS B．eq\f(\r(3)＋1,2)NBSC．eq\f(\r(3)＋1,2)BS D．eq\f(\r(3)－1,2)NBS[解析]sinθ磁通量與匝數(shù)無(wú)關(guān)，Φ＝BS中，B與S必需垂直。初態(tài)Φ1＝Bcosθ·S，末態(tài)Φ2＝－Bcosθ·S，磁通量的變更量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos30°－sin30°)|＝eq\f(\r(3)＋1,2)BS，所以應(yīng)選C項(xiàng)。2．(2024·浙江諸暨模擬)有人設(shè)計(jì)了一種儲(chǔ)能裝置：在人的腰部固定一塊永久磁鐵，N極向外；在手臂上固定一個(gè)金屬線圈，線圈連接著充電電容器。當(dāng)手不停地前后搖擺時(shí)，固定在手臂上的線圈能在一個(gè)搖擺周期內(nèi)，兩次掃過(guò)別在腰部的磁鐵，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。下列說(shuō)法正確的是(D)A．該裝置違反物理規(guī)律，不行能實(shí)現(xiàn)B．此裝置會(huì)使手臂受到阻力而導(dǎo)致人走路變慢C．在手搖擺的過(guò)程中，電容器極板的電性不變D．在手搖擺的過(guò)程中，手臂受到的安培力方向交替變更[解析]D．在手搖擺的過(guò)程中，線圈交替的進(jìn)入或者離開(kāi)磁場(chǎng)，使穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變更，因而會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，該裝置符合法拉第電磁感應(yīng)定律，可能實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此裝置不會(huì)影響人走路的速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在手搖擺的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向不斷變更，則電容器極板的電性不斷變更。選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在手搖擺的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向不斷變更，手臂受到的安培力方向交替變更。選項(xiàng)D正確。3.如圖所示，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且與線圈相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，線圈所受安培力的合力方向(B)A．向左 B．向右C．垂直紙面對(duì)外 D．垂直紙面對(duì)里[解析]解法一：當(dāng)MN中電流突然減小時(shí)，單匝矩形線圈abcd垂直紙面對(duì)里的磁通量減小，依據(jù)楞次定律，線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍勺笫侄▌t可知ab邊與cd邊所受安培力方向均向右，所以線圈所受安培力的合力方向向右，B正確。解法二：由對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解可知，當(dāng)MN中電流突然減小而導(dǎo)致線圈abcd垂直紙面對(duì)里的磁通量減小時(shí)，線圈abcd肯定會(huì)有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)以“阻礙”其磁通量的減小，所以其所受安培力的合力方向向右，B正確。4．(2024·廣東揭陽(yáng)模擬)如圖所示，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距離。兩導(dǎo)線中通有圖示方向相同的恒定電流I。則當(dāng)環(huán)(D)A．向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B．向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C．向左側(cè)靠近導(dǎo)線時(shí)，環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．向右側(cè)靠近導(dǎo)線時(shí)，環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流[解析]直導(dǎo)線之間的磁場(chǎng)是對(duì)稱的，圓環(huán)在中間時(shí)，通過(guò)圓環(huán)的磁通量為零，金屬環(huán)上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，圓環(huán)的磁通量不變，不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤；金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)外并且增加，依據(jù)楞次定律可得，環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故C錯(cuò)誤；金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)里并且增加，依據(jù)楞次定律可得，環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故D正確。5．(2024·長(zhǎng)興中學(xué)模擬)1831年，法拉第在一次會(huì)議上展示了他獨(dú)創(chuàng)的圓盤發(fā)電機(jī)(圖甲)。它是利用電磁感應(yīng)原理制成的，是人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。圖乙是這個(gè)圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣良好接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過(guò)。若所加磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，CRD平面與銅盤平面垂直，下列說(shuō)法正確的是(C)A．電阻R中沒(méi)有電流流過(guò)B．銅片C的電勢(shì)高于銅片D的電勢(shì)C．保持銅盤不動(dòng)，磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場(chǎng)，則銅盤中有電流產(chǎn)生D．保持銅盤不動(dòng)，磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場(chǎng)，則CRD回路中有電流產(chǎn)生[解析]依據(jù)右手定則可知，電流從D點(diǎn)流出，流向C點(diǎn)，因此電流方向?yàn)閺腃向D，由于圓盤在切割磁感線，相當(dāng)于電源，所以D處的電勢(shì)比C處高，A、B錯(cuò)誤；保持銅盤不動(dòng)，磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場(chǎng)，則穿過(guò)銅盤的磁通量發(fā)生變更，故有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因?yàn)殂~盤中有渦流產(chǎn)生，故CRD回路中沒(méi)有電流產(chǎn)生，C正確，D錯(cuò)誤。6．(2024·四川期中)如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈。工作過(guò)程中某段時(shí)間通電線圈中存在如圖順時(shí)針(從左向右看)方向勻稱增大的電流，則(D)A．無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B．無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流增大C．有金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D．有金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變更[解析]無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中向右的磁通量增大，產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较螂娏鳎译娏鞔笮『愣?，故A、B錯(cuò)誤。有金屬片通過(guò)時(shí)，金屬片和接收線圈中產(chǎn)生同向的感應(yīng)電流，將空間中的磁場(chǎng)的變更減弱一些，引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變更，故C錯(cuò)誤，D正確。7．(2024·貴陽(yáng)期末)如圖甲所示，在同一平面內(nèi)有兩個(gè)絕緣金屬細(xì)圓環(huán)A、B，兩環(huán)重疊部分的面積為圓環(huán)A面積的一半，圓環(huán)B中電流i隨時(shí)間t的變更關(guān)系如圖乙所示，以圖甲中圓環(huán)B中所示的電流方向?yàn)樨?fù)方向，則A環(huán)中(B)A．沒(méi)有感應(yīng)電流B．有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C．有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．感應(yīng)電流先沿順時(shí)針?lè)较?，后沿逆時(shí)針?lè)较騕解析]由于B環(huán)中的電流發(fā)生變更，A環(huán)中的磁通量發(fā)生變更，所以A環(huán)中有感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；依據(jù)楞次定律和安培定則知，B環(huán)中的磁通量先垂直紙面對(duì)外削減，后垂直紙面對(duì)里增多，故A環(huán)中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，B正確，C、D錯(cuò)誤。8．(2024·上海市靜安區(qū)質(zhì)檢)如圖所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左右兩側(cè)，保持開(kāi)關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí)，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中感應(yīng)電流方向(俯視圖)及ab、cd兩棒的運(yùn)動(dòng)狀況是(D)A．感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?，兩棒相互靠近B．感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?，兩棒相互遠(yuǎn)離C．感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍瑑砂粝嗷タ拷麯．感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，兩棒相互遠(yuǎn)離[解析]當(dāng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電路的電流變大，線圈的磁場(chǎng)增加；依據(jù)安培定則由電流方向可確定線圈的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌向下。由于線圈處于兩棒中間，所以穿過(guò)兩棒所圍成的磁通量變大，由楞次定律推論增反減同可得，線框abcd產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流。最終依據(jù)左手定則可確定安培力的方向：ab棒處于垂直向上的磁場(chǎng)中，且電流方向a→b，則安培力方向向左。cd棒處于垂直向上的磁場(chǎng)中，且電流方向d→c，則安培力方向向右，兩棒相互遠(yuǎn)離，故選項(xiàng)D正確。A、B、C錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)是符合題目要求的。9．(2024·福建泉州質(zhì)檢)如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)矩形金屬線框abcd，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B隨時(shí)間t依據(jù)圖乙所示規(guī)律變更，下列說(shuō)法正確的是(AD)A．t1時(shí)刻線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB．t3時(shí)刻線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aC．t2時(shí)刻線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大D．t1時(shí)刻線框ab邊受到的安培力方向向右[解析]本題結(jié)合B－t圖象考查楞次定律。t1時(shí)刻線框中磁感應(yīng)強(qiáng)度變更率為正值，則磁通量變更率為正值；由楞次定律可推斷出線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，選項(xiàng)A正確；t3時(shí)刻線框中磁感應(yīng)強(qiáng)度變更率為負(fù)值，則磁通量變更率為負(fù)值，由楞次定律可推斷出線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t2時(shí)刻線框中磁感應(yīng)強(qiáng)度變更率為零，則磁通量變更率為零，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，由閉合電路歐姆定律可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為零(最小)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t1時(shí)刻線框ab邊中感應(yīng)電流方向向下，向左手定則可推斷出線框ab邊受到安培力方向向右，選項(xiàng)D正確。10．(2024·廣東惠州三調(diào))兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為勻稱帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω發(fā)生變更時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流。則(AD)A．A可能帶正電荷且轉(zhuǎn)速增大B．A可能帶正電荷且轉(zhuǎn)速減小C．A可能帶負(fù)電荷且轉(zhuǎn)速增大D．A可能帶負(fù)電荷且轉(zhuǎn)速減小[解析]本題結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)考查楞次定律。當(dāng)A以如題圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω發(fā)生變更時(shí)，由于B中產(chǎn)生如題圖所示方向的感應(yīng)電流，利用楞次定律分析可知，A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在B中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向可能垂直紙面對(duì)外且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，也可能垂直紙面對(duì)里且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大。若A在B中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，則勻稱帶電絕緣環(huán)A帶負(fù)電荷且轉(zhuǎn)速減小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤；若A在B中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則勻稱帶電絕緣環(huán)A帶正電荷且轉(zhuǎn)速增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。11．(2024·湖北宜昌調(diào)研)法拉第在1831年發(fā)覺(jué)了“磁生電”現(xiàn)象。如圖，他把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線下面平行放置一個(gè)小磁針，且導(dǎo)線沿南北方向放置。下列說(shuō)法正確的是(BC)A．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)里的方向B．開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)外的方向[解析]本題考查互感問(wèn)題。開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，穿過(guò)線圈B中的磁通量不變，因此線圈B中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則小磁針不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A、D錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，依據(jù)安培定則可知，線圈A中產(chǎn)生沿軟鐵環(huán)逆時(shí)針?lè)较虻拇艌?chǎng)，再由楞次定律可知，因穿過(guò)線圈B的磁場(chǎng)方向向上，且磁通量增大，那么線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，因此線圈B右側(cè)導(dǎo)線中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，依據(jù)安培定則可知，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)的瞬間，同理，線圈B右側(cè)導(dǎo)線中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，依據(jù)安培定則可知，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故C正確。12．(2024·湖北月考)已知地磁場(chǎng)類似于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，地磁N極位于地理南極旁邊。如圖所示，在湖北某中學(xué)試驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合導(dǎo)體線框abcd，線框的ad邊沿南北方向，ab邊沿東西方向，下列說(shuō)法正確的是(AC)A．若使線框向東平移，則a點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)電勢(shì)低B．若使線框向北平移，則a點(diǎn)電勢(shì)等于b點(diǎn)電勢(shì)C．若以ad邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°，則翻轉(zhuǎn)過(guò)程線框中電流方向始終為adcba方向D．若以ab邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°，則翻轉(zhuǎn)過(guò)程線框中電流方向始終為adcba方向[解析]地球北半部的磁場(chǎng)方向由南向北斜向下，可分解為水平向北和豎直向下兩個(gè)重量。若線框向東平移，依據(jù)右手定則可知a點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)，A正確；若線框向北平移，依據(jù)右手定則可知a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，B錯(cuò)誤；若以ad邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°過(guò)程中，依據(jù)楞次定律及安培定則可知線框中的電流方向始終為adcba方向，C正確；若以ab邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量先增大后減小，依據(jù)楞次定律及安培定則可知，線框中的電流方向?yàn)橄妊豠bcda方向再沿adcba方向，故D錯(cuò)誤。三、非選擇題13．(2024·河北邢臺(tái)模擬)圖示為“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”試驗(yàn)時(shí)所用電路。(1)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)覺(jué)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么閉合開(kāi)關(guān)后將線圈A快速插入線圈B時(shí)，靈敏電流計(jì)指針將向右偏；接著將滑動(dòng)變阻器的滑片快速向左滑動(dòng)，靈敏電流計(jì)指針向左偏。(均選填“向左偏”“向右偏”或“不偏”)(2)某同學(xué)在完成試驗(yàn)后未斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。也未把A、B兩線圈和鐵芯分開(kāi)放置，在拆除電路時(shí)突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除A(選填“A”或“B”)線