【優(yōu)化探究】2022屆高三物理一輪復(fù)習知能檢測：10-1電磁感應(yīng)現(xiàn)象-楞次定律-

[隨堂演練]1．假如有一宇航員登月后，想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是()A．直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來推斷磁場的有無B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，則可推斷月球表面無磁場C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數(shù)，則可推斷月球表面有磁場D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運動，如電流表無示數(shù)，則可推斷月球表面無磁場解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生轉(zhuǎn)變時，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生．A中，即使有一個恒定的磁場，也不會有示數(shù)，A錯誤；同理，將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，也不能推斷出沒有磁場，由于磁通量可能是恒定的，B錯誤；電流表有示數(shù)則說明確定有磁場，C正確；將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一個與磁場平行的平面內(nèi)沿各個方向運動，也不會有示數(shù)，D錯誤．答案：C2．(2022年阜陽模擬)如圖所示，在條形磁鐵的中心位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)．以下推斷中正確的是()①釋放圓環(huán)，環(huán)下落時產(chǎn)生感應(yīng)電流②釋放圓環(huán)，環(huán)下落時無感應(yīng)電流③釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒④釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能不守恒A．①③ B．①④C．②③ D．②④解析：圓環(huán)中的磁通量始終為0，故無感應(yīng)電流，故②、③對．答案：C3.(2022年高考海南卷)如圖，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬圓環(huán)中穿過．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端四周時細線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則()A．T1>mg，T2>mgB．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mgD．T1<mg，T2>mg解析：金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ過程中，由楞次定律知，金屬圓環(huán)在磁鐵上端時受力向上，在磁鐵下端時受力也向上，由牛頓第三定律知，金屬圓環(huán)對磁鐵的作用力始終向下，對磁鐵受力分析可知T1>mg，T2>mg，A項正確．答案：A4．(2022年黃山質(zhì)檢)如圖所示，1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上，A線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路，B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個回路．通過多次試驗，法拉第最終總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，關(guān)于該試驗下列說法正確的是()A．閉合開關(guān)S的瞬間，電流表G中有a→b的感應(yīng)電流B．閉合開關(guān)S的瞬間，電流表G中有b→a的感應(yīng)電流C．閉合開關(guān)S后，在增大電阻R的過程中，電流表G中有a→b的感應(yīng)電流D．閉合開關(guān)S后，在增大電阻R的過程中，電流表G中有b→a的感應(yīng)電流解析：閉合S的瞬間，穿過B的磁通量沒有變化，G中無感應(yīng)電流，選項A、B均錯．當閉合S后，若R增大，則A中電流減小，由右手螺旋定則知，穿過B的磁通量向下且減小，由楞次定律知G中電流方向為b→a，故選項C錯誤，D正確．答案：D[限時檢測](時間：45分鐘，滿分：100分)[命題報告·老師用書獨具]學問點題號電磁感應(yīng)現(xiàn)象及感應(yīng)電流產(chǎn)生條件1、2、3感應(yīng)電流方向及電勢凹凸的推斷6、8“阻礙”思想的應(yīng)用4、5、10三定則的綜合應(yīng)用7、9電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合分析11、12一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題只有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1．對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解，下列說法中正確的是()A．電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由奧斯特發(fā)覺的B．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場方向總與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同C．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場方向總與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反D．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場方向可能與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同，也可能相反解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由法拉第發(fā)覺的；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場總阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反，磁通量削減時，兩者方向相同．因此，正確選項為D.答案：D2．在一通電直導(dǎo)線四周放置一個導(dǎo)線圓環(huán)，當長直導(dǎo)線中的電流減小時，下列圖中導(dǎo)線圓環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()(甲)長直導(dǎo)線穿過導(dǎo)線圓環(huán)中心(乙)導(dǎo)線圓環(huán)左右對稱地平放在長直導(dǎo)線的兩側(cè)(丙)長直導(dǎo)線放在導(dǎo)線圓環(huán)旁邊A．只有(甲) B．只有(乙)和(丙)C．只有(丙) D．只有(甲)和(丙)解析：由安培定則推斷可知，題中(甲)、(乙)兩圖中穿過導(dǎo)線圓環(huán)的磁通量始終為零，而題中(丙)圖中穿過導(dǎo)線圓環(huán)的磁通量減小，故選項C正確．答案：C3．(2022年淮南質(zhì)檢)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及電鍵如圖所示連接．下列說法中正確的是()A．電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)C．電鍵閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中心零刻度D．電鍵閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn)解析：電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，從而電流計指針偏轉(zhuǎn)，選項A正確；線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開的瞬間，線圈B的磁通量會發(fā)生變化，電流計指針會偏轉(zhuǎn)，選項B錯誤；電鍵閉合后，滑動變阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動，都會導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化，線圈B的磁通量變化，電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項C、D錯誤．答案：A4．如圖所示，四根等長的金屬管有鋁管和鐵管(其中C鋁管不閉合，其他兩根鋁管和鐵管均閉合)豎直放置在同一豎直平面內(nèi)，分別將磁鐵和鐵塊沿管的中心軸線從管的上端由靜止釋放，忽視空氣阻力，則下列關(guān)于磁鐵和鐵塊穿過管的運動時間的說法正確的是()A．tA>tB＝tC＝tDB．tC＝tA＝tB＝tDC．tC>tA＝tB＝tDD．tC＝tA>tB＝tD解析：A中閉合鋁管不會被磁鐵磁化，但當磁鐵穿過鋁管的過程中，鋁管可看成很多水平放置的鋁圈，據(jù)楞次定律知，鋁圈將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，阻礙磁鐵的相對運動；因C中鋁管不閉合，所以磁鐵穿過鋁管的過程做自由落體運動；鐵塊在B中鋁管和D中鐵管中均做自由落體運動，所以磁鐵和鐵塊在管中運動時間滿足tA>tB＝tC＝tD，選項A正確．答案：A5．(2022年滁州模擬)甲、乙兩個完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO′旋轉(zhuǎn)，當它們以相同的角速度開頭轉(zhuǎn)動后，由于阻力，經(jīng)相同的時間后便停止，若將兩環(huán)置于磁感應(yīng)強度為B的大小相同的勻強磁場中，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，如圖所示，當甲、乙兩環(huán)同時以相同的角速度開頭轉(zhuǎn)動后，則下列推斷中正確的是()A．甲環(huán)先停 B．乙環(huán)先停C．兩環(huán)同時停下 D．無法推斷兩環(huán)停止的先后解析：兩環(huán)均在勻強磁場中以相同的角速度轉(zhuǎn)動，由圖可知：甲環(huán)的磁通量會發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，甲環(huán)的動能要轉(zhuǎn)化為電能，而乙環(huán)中無磁通量的變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故甲環(huán)先停下來．A選項正確．答案：A6.北半球地磁場的豎直重量向下．如圖所示，在北京某中學試驗室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．下列說法中正確的是()A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢高B．若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低C．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→aD．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a解析：用楞次定律推斷產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向．線圈向東平動時，ba和cd兩邊切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同，a點電勢比b點電勢低，A錯；同理，線圈向北平動，則a、b電勢相等，高于c、d兩點電勢，B錯；以ab為軸將線圈翻轉(zhuǎn)，向下的磁通量減小了，感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)當向下，再由右手螺旋定則知，感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→a，則C對．答案：C7．如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪些運動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()①向右做勻速運動②向左做減速運動③向右做減速運動④向右做加速運動A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：當導(dǎo)體棒向右勻速運動時產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定不變，無感應(yīng)電流毀滅，①錯，當導(dǎo)體棒向左減速運動時，由右手定則可判定回路中毀滅從b→a的感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場向左在減弱，由楞次定律知c中毀滅順時針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引，②對；同理可判定③對，④錯，故選B.答案：B8．如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開頭在重力作用下運動，運動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面對外的勻強磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列推斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→QB．感應(yīng)電流的方向先是由Q→P，后是由P→QC．PQ受磁場力的方向垂直桿向左D．PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右解析：在PQ桿滑動的過程中，桿與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小，三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可推斷B項錯；再由PQ中電流方向及左手定則可推斷D項對．答案：D9．(2022年合肥模擬)長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上．則在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的狀況是()A．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左B．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右C．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右D．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左解析：在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，由楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流的方向為順時針，由左手定則可推斷線框受安培力的合力方向向右，選項B正確．答案：B10．(2022年黃山質(zhì)檢)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連，如圖所示．線圈上端與電源正極相連，閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．則下列說法中正確的是()A．若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)不斷上升B．若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)停留在某一高度C．若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D．假如電源的正、負極對調(diào)，觀看到的現(xiàn)象不同解析：當電源接通或斷開瞬間線圈中磁通量都會變化，鋁環(huán)中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由楞次定律可知當電路接通時鋁環(huán)向上跳起可以阻礙磁通量的變化，所在D錯；電路接通后，磁場穩(wěn)定，鋁環(huán)中磁通量不變化，無感應(yīng)電流，鋁環(huán)最終會落回，所以A、B不正確，C正確．答案：C二、非選擇題(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(15分)如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應(yīng)強度為B0，此時MN到達的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開頭，磁感應(yīng)強度B隨時間t應(yīng)怎樣變化？請推導(dǎo)出這種狀況下B與t的關(guān)系式．解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化在t＝0時刻，穿過線圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強度為B，此時磁通量為Φ2＝Bl(l＋vt)由Φ1＝Φ2得B＝eq\f(B0l,l＋vt).答案：見解析12.(15分)磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R，邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場區(qū)域，如圖所示，從ab(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象；(2)推斷線框中有無感應(yīng)電流．若有，請推斷出感應(yīng)電流的方向；若無，請說明理由．解析：線框穿過磁場的過程可分為三個階段：進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊均在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)．(1)①線框進入磁場階段：t為0～eq\f(l,v)，線框進入磁場中的面積與時間成正比，即S＝lvΔt1故Φ＝BS＝BlvΔt1Δt1＝eq\f(l,v)時，Φ＝Bl2②線框在磁場中運動階段：t為eq\f(l,v)～eq\f(2l,v)，線框中的磁通量為Φ＝Bl2，保持不變，此過程Δt2＝eq\f(l,v).