（江蘇專(zhuān)版）2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題四 第二講 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律課前自測(cè)診斷卷（含解析）考點(diǎn)一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1.考查楞次定律及其應(yīng)用多選(2018·全國(guó)卷)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)PQ和一導(dǎo)線(xiàn)框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線(xiàn)PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線(xiàn)框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()A在t時(shí)為零B在t時(shí)改變方向C在t時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较駾在tT時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较蚪馕觯哼xAC在t時(shí)，交流電圖線(xiàn)斜率為0，即磁場(chǎng)變化率為0，由ES知，E0，故A正確。在t和tT時(shí)，圖線(xiàn)斜率最大，在t和tT時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。在到之間，電流由Q向P減弱，導(dǎo)線(xiàn)在R處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)減弱，由楞次定律知，R產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向也垂直紙面向里，則R中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿順時(shí)針?lè)较?，同理可判斷在到T時(shí)，R中電動(dòng)勢(shì)也為順時(shí)針?lè)较?，在T到T時(shí)，R中電動(dòng)勢(shì)為逆時(shí)針?lè)较?，C正確，B、D錯(cuò)誤。2考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線(xiàn)回路，如圖所示，導(dǎo)線(xiàn)回路與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)均勻地增強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率5×102T/s，電容器電容C60 F，導(dǎo)線(xiàn)回路邊長(zhǎng)L18 cm，L25 cm。則電容器上極板()A帶正電，電荷量是1.2×104 CB帶負(fù)電，電荷量是1.2×104 CC帶正電，電荷量是1.2×108 CD帶負(fù)電，電荷量是1.2×108 C解析：選C根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是逆時(shí)針?lè)较颍瑒t上極板帶正電。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E5×102×0.05×0.08 V2×104 V，電容器帶電荷量為QCUCE6×105×2×104 C1.2×108 C，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3考查感生電動(dòng)勢(shì)多選在如圖甲所示的電路中，螺線(xiàn)管匝數(shù)n1 250匝，橫截面積S20 cm2，螺旋管導(dǎo)線(xiàn)電阻r1 ，R14 ，R25 ，C20 F。在一段時(shí)間內(nèi)，豎直向下穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，下列說(shuō)法正確的是()A螺線(xiàn)管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1 000 VB閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電容器下極板帶負(fù)電C閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，通過(guò)電阻R1的電流為0.1 AD閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，再斷開(kāi)S，以后流經(jīng)R2的電荷量為1.0×105 C解析：選CD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：EnnS1 250××20×104 V1.0 V，故A錯(cuò)誤； 根據(jù)楞次定律可知回路中產(chǎn)生的電流方向是逆時(shí)針，所以電容器下極板帶正電，故B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I A0.1 A，故C正確；S斷開(kāi)后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時(shí)電容器極板上所帶的電荷量Q，電容器兩端的電壓：UIR20.1×5 V0.5 V，流經(jīng)R2的電荷量：QCU20×106×0.5 C1.0×105 C，故D正確。4考查動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與楞次定律多選如圖甲所示，一寬為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一個(gè)邊長(zhǎng)為a(la)的正方形導(dǎo)線(xiàn)框ABCD位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v通過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)線(xiàn)框電阻為R。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)框有一條邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t0，線(xiàn)框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的I­t圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()A在第1 s內(nèi)，線(xiàn)框中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，大小恒定?.3 AB在第2 s內(nèi)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量最大，感應(yīng)電流大小恒定為0.6 AC在第3 s內(nèi)，線(xiàn)框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，大小恒定?.3 AD在第1 s內(nèi)，線(xiàn)框中C點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì)，感應(yīng)電流大小為0解析：選AC在第1 s內(nèi)，線(xiàn)框向磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量均勻增加，感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?取為正方向)，電流大小恒定，由題圖乙可知I0.3 A，選項(xiàng)A正確；在第2 s內(nèi)，整個(gè)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量最大且不變，沒(méi)有感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在第3 s內(nèi)，線(xiàn)框從磁場(chǎng)中出來(lái)，磁通量均勻減小，感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?為負(fù)方向)，大小恒定，I0.3 A，選項(xiàng)C正確；在第1 s內(nèi)，由楞次定律判斷出線(xiàn)框中感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?，則C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5考查電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用如圖甲所示，正方形閉合線(xiàn)圈abcd邊長(zhǎng)為10 cm，總電阻為2.0 ，匝數(shù)為100匝，放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。求：(1)在02 s內(nèi)線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；(2)在t1.0 s時(shí)線(xiàn)圈的ad邊所受安培力的大小和方向；(3)線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的有效值。解析：(1)在02 s內(nèi)線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E1nnS1 V。(2)在t1.0 s時(shí)，I10.5 A，由題圖乙可知，B11 T，則FnB1I1L5.0 N根據(jù)楞次定律，流過(guò)ad邊的電流方向由a到d，由左手定則可知，ad邊所受安培力的方向垂直ad向右。(3)在02 s內(nèi)I10.5 A在23 s內(nèi)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E2，E2nnS2 V，I21 A設(shè)線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的有效值為I，則I12Rt1I22Rt2I2Rt，解得I A。答案：(1)1 V(2)5.0 N垂直ad向右(3) A考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題6.考查­t的關(guān)系圖像穿過(guò)某閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖中的所示，下列說(shuō)法正確的是()A圖有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變B圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大C圖在0t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍D圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小解析：選C圖中磁通量沒(méi)有變化，因此沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；圖中的磁通量均勻增加，圖像的斜率不變，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故B錯(cuò)誤；圖在0t1時(shí)間內(nèi)的斜率是t1t2時(shí)間內(nèi)斜率的2倍，所以在0t1時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍，故C正確；圖的斜率大小先減小后增大，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大，故D錯(cuò)誤。7考查感應(yīng)電流的功率和安培力的圖像問(wèn)題多選如圖所示，粗細(xì)均勻的矩形金屬導(dǎo)體線(xiàn)框abcd固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)框所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示。以垂直于線(xiàn)框所在平面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，則下列關(guān)于ab邊的熱功率P、ab邊受到的安培力F(以向右為正方向)隨時(shí)間t變化的圖像中正確的是()解析：選AD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：EnnS可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，所以感應(yīng)電流大小也不變，ab邊熱功率PI2R，恒定不變，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)安培力公式FBIL，因?yàn)殡娏鞔笮?、ab邊長(zhǎng)度不變，安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，根據(jù)左手定則判定方向，可知C錯(cuò)誤，D正確。8考查傾斜導(dǎo)軌上金屬桿下滑速度隨電阻變化的圖像多選如圖甲所示，兩固定平行且光滑金屬軌道MN、PQ與水平面成37°，M、P之間接電阻箱R，電阻箱的阻值范圍為09.9 ，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.5 T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab，測(cè)得最大速度為vm，改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知軌道間距為L(zhǎng)2 m，取重力加速度g10 m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)(sin 37°0.6，cos 37°0.8)。則()A金屬桿滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是aPMbaB金屬桿的質(zhì)量為m0.5 kgC金屬桿的接入電阻r2 D當(dāng)R2 時(shí)，桿ab勻速下滑過(guò)程中R兩端電壓為8 V解析：選AC金屬桿向下切割磁感線(xiàn)，由右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍PMba，故A正確；當(dāng)速度達(dá)到最大時(shí)，金屬桿的加速度為零，即受力平衡，由平衡可知mgsin BIL，vmR，結(jié)合圖像可知：m0.33 kg，r2 ，故B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)R2 時(shí)，結(jié)合圖像，最終的速度為8 m/s，根據(jù)電路知識(shí)：EBLv，I，UIR，解得：U4 V，故D錯(cuò)誤。9考查電磁感應(yīng)中的B­t圖像多選如圖甲所示，兩根間距為L(zhǎng)的粗糙導(dǎo)軌水平放置，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，導(dǎo)體棒MN接入回路中電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，且處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1中。導(dǎo)軌的左端與一個(gè)半徑為l的導(dǎo)線(xiàn)圈連接，P、Q兩點(diǎn)距離很小，導(dǎo)線(xiàn)圈內(nèi)存在著豎直向下的磁場(chǎng)B2，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。已知導(dǎo)體棒MN始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)軌與導(dǎo)線(xiàn)圈電阻不計(jì)，則在B2均勻減弱的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A導(dǎo)體棒MN受到水平向左的摩擦力B導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力C摩擦力大小為B1LD摩擦力大小為B1L解析：選BD根據(jù)楞次定律和安培定則可知，導(dǎo)線(xiàn)圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒MN受到水平向左的安培力，根據(jù)平衡條件可知導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力，故B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E，由歐姆定律可知I，安培力為FB1IL，摩擦力大小為fF，故D正確，C錯(cuò)誤。考點(diǎn)三通電自感和斷電自感10.考查自感中的電流關(guān)系如圖所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電阻R，使兩個(gè)燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則()A閉合開(kāi)關(guān)瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變亮B閉合開(kāi)關(guān)瞬間，A2立刻變亮，A1逐漸變亮C穩(wěn)定后，L和R兩端電勢(shì)差不相同D穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，A1和A2都閃亮一下然后慢慢熄滅解析：選B閉合開(kāi)關(guān)瞬間，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，要阻礙電流的增加，A1逐漸變亮；電阻R不產(chǎn)生自感現(xiàn)象，則A2立刻變亮，故A錯(cuò)誤，B正確。閉合開(kāi)關(guān)穩(wěn)定后，兩燈仍能正常發(fā)光，即兩燈泡的電壓相同，因?yàn)閮芍凡⒙?lián)，并聯(lián)電壓相等，所以L(fǎng)和R兩端電勢(shì)差相同，故C錯(cuò)誤。穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，由于電感線(xiàn)圈的作用，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，在L、A1、A2和R中重新形成回路，使得A1和A2都慢慢熄滅，但不會(huì)閃亮，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11考查含二極管的自感現(xiàn)象多選如圖所示的電路中，電感L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略，D為理想二極管。下列說(shuō)法正確的有()A當(dāng)S閉合時(shí)，L1立即變亮，L2逐漸變亮B當(dāng)S閉合時(shí)，L1一直不亮，L2逐漸變亮C當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，L2立即熄滅D當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅解析：選BD當(dāng)S閉合時(shí)，因二極管加上了反向電壓，故電流在二極管截止，L1一直不亮；通過(guò)線(xiàn)圈的電流增加，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加，故使得L2逐漸變亮，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，由于線(xiàn)圈自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，故通過(guò)L2的電流要在L2L1DL之中形成新的回路，故L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。12考查自感現(xiàn)象在電磁繼電器中的應(yīng)用如圖所示，鐵芯上繞有線(xiàn)圈A和B，線(xiàn)圈A與電源連接，線(xiàn)圈B與理想發(fā)光二極管D相連，銜鐵E連接彈簧K控制觸頭C的通斷，忽略A的自感。下列說(shuō)法正確的是()A閉合S，D閃亮一下B閉合S，C將會(huì)過(guò)一小段時(shí)間接通C斷開(kāi)S，D不會(huì)閃亮D斷開(kāi)S，C將會(huì)過(guò)一小段時(shí)間斷開(kāi)解析：選D當(dāng)閉合S時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量要增加，根據(jù)楞次定律(增反減同)，結(jié)合右手螺旋定則可知，線(xiàn)圈B所在回路的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，而由于二極管順時(shí)針?lè)较驅(qū)щ姡瑒t二極管D不會(huì)閃亮一下，此時(shí)線(xiàn)圈A中磁場(chǎng)立刻吸引E，導(dǎo)致觸頭C即時(shí)接觸，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量要減小，根據(jù)楞次定律(增反減同)，結(jié)合右手螺旋定則可知，線(xiàn)圈B所在回路的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，則二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，則D會(huì)閃亮一下，同時(shí)對(duì)線(xiàn)圈A有影響，阻礙其磁通量減小，那么C將會(huì)過(guò)一小段時(shí)間斷開(kāi)，故C錯(cuò)誤，D正確。13考查渦流現(xiàn)象鋪設(shè)海底金屬油氣管道時(shí)，焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對(duì)焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱。其具體做法是將被加熱管道置于感應(yīng)線(xiàn)圈中，當(dāng)感應(yīng)線(xiàn)圈中通以電流時(shí)管道發(fā)熱。下列說(shuō)法正確的是()A管道發(fā)熱是由于線(xiàn)圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的B感應(yīng)加熱是利用線(xiàn)圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的C感應(yīng)線(xiàn)圈中通以恒定電流時(shí)也能在管道中產(chǎn)生電流D感應(yīng)線(xiàn)圈中通以正弦交流電在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電解析：選D管道發(fā)熱是由于線(xiàn)圈中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，導(dǎo)致管道中有渦流產(chǎn)生，A、B錯(cuò)誤；感應(yīng)線(xiàn)圈中通以恒定電流時(shí)，不能在管道中產(chǎn)生電流；感應(yīng)線(xiàn)圈中通以正弦交流電，在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電，C錯(cuò)誤，D正確。