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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 第1單元 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課時跟蹤檢測 高考常考題型：選擇題＋實驗題＋計算題 一、單項選擇題 1．(xx全國卷新課標(biāo)Ⅰ)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是(　　) A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 2．(xx北京高考)物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖1，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實驗。 他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是(　　) 圖1 A．線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過高 C．所選線圈的匝數(shù)過多 D．所用套環(huán)的材料與老師的不同 3.如圖2，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置。當(dāng)a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a(　　) 圖2 A．順時針加速旋轉(zhuǎn) B．順時針減速旋轉(zhuǎn) C．逆時針加速旋轉(zhuǎn) D．逆時針減速旋轉(zhuǎn) 4．(xx廣東高考)如圖3所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部。則小磁塊(　　) 圖3 A．在P和Q中都做自由落體運(yùn)動 B．在兩個下落過程中的機(jī)械能都守恒 C．在P中的下落時間比在Q中的長 D．落至底部時在P中的速度比在Q中的大 5.(xx江蘇徐州摸底)如圖4所示，長直導(dǎo)線與矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有圖示方向電流。當(dāng)電流逐漸減弱時，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．穿過線框的磁通量不變 B．線框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 C．線框中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流 D．線框所受安培力的合力向右 二、多項選擇題 6．(xx 淮安模擬)如圖5所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無摩擦，整個裝置處于豎直方向的磁場中。若因磁場的變化，使桿ab向右運(yùn)動，則磁感應(yīng)強(qiáng)度 (　　) 圖5 A．方向向下并減小　　　 B．方向向下并增大 C．方向向上并增大 D．方向向上并減小 7．如圖6(a)，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，電流隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示。P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，則(　　) 圖6 A．t1時刻N(yùn)＞G B．t2時刻N(yùn)＞G C．t3時刻N(yùn)＜G D．t4時刻N(yùn)＝G 8.如圖7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始在重力作用下運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q B．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．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 三、實驗題 9．如圖8是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置圖，結(jié)合圖片，請說出能產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種做法(至少三種)。 圖8 (1)_______________________________________________________________________； (2)_______________________________________________________________________； (3)_______________________________________________________________________。 四、計算題 10.如圖9所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動。t＝0時，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時MN到達(dá)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開始，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系式。 圖9 11.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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，如圖10所示，從ab進(jìn)入磁場時開始計時，到線框離開磁場為止。 圖10 (1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象。 (2)判斷線框中有無感應(yīng)電流。若有，答出感應(yīng)電流的方向。 答 案 1．選D　只形成閉合回路，回路中的磁通量不變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B、C錯誤；給線圈通電或斷電瞬間，通過閉合回路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能觀察到電流表的變化，D正確。 2．選D　金屬套環(huán)跳起的原因是開關(guān)S閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電線圈上的電流相互作用而引起的。無論實驗用交流電還是直流電，閉合開關(guān)S瞬間，金屬套環(huán)都會跳起。如果套環(huán)是塑料材料做的，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會受安培力作用而跳起。所以答案是D。 3．選B　b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，這是因為b圓環(huán)中的向外的磁通量增大或向里的磁通量減小所致。討論時要注意a圓環(huán)產(chǎn)生的磁場有環(huán)內(nèi)與環(huán)外之分，但環(huán)內(nèi)磁感線的條數(shù)與環(huán)外磁感線條數(shù)相等。①要使b圓環(huán)中產(chǎn)生向外的磁通量增大，即a環(huán)內(nèi)產(chǎn)生向外的磁場，且增大，故a圓環(huán)應(yīng)逆時針加速旋轉(zhuǎn)，此時a、b兩環(huán)中為異向電流相互排斥，b圓環(huán)應(yīng)具有擴(kuò)張趨勢，故C錯。②要使b圓環(huán)中產(chǎn)生向里的磁通量減小，即a環(huán)內(nèi)產(chǎn)生向里的磁場，且減小，故a圓環(huán)應(yīng)順時針減速旋轉(zhuǎn)，此時a、b兩環(huán)中為同向電流相互吸引，b圓環(huán)應(yīng)具有收縮趨勢，故B對。 4．選C　小磁塊從銅管P中下落時，P中的磁通量發(fā)生變化，P中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給小磁塊一個向上的磁場力，阻礙小磁塊向下運(yùn)動，因此小磁塊在P中不是做自由落體運(yùn)動，而塑料管Q中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此Q中小磁塊做自由落體運(yùn)動，A項錯誤；P中的小磁塊受到的磁場力對小磁塊做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，B項錯誤；由于在P中小磁塊下落的加速度小于g，而Q中小磁塊做自由落體運(yùn)動，因此從靜止開始下落相同高度，在P中下落的時間比在Q中下落的時間長，C項正確；根據(jù)動能定理可知，落到底部時在P中的速度比在Q中的速度小，D項錯誤。 5．選B　根據(jù)右手螺旋定則，穿過線框的磁感線垂直于紙面向里，當(dāng)電流逐漸減弱時，電流周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過線框的磁通量減小，再根據(jù)楞次定律，為了阻礙磁通量的“減小”，線框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，同時，線框具有水平向左運(yùn)動的趨勢，即線框所受安培力的合力向左，選項A、C、D錯誤，B正確。 6．選AD　因磁場變化，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而使桿ab受到磁場力的作用，并發(fā)生向右運(yùn)動。ab向右運(yùn)動，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢，說明原磁場的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，與方向向上、向下無關(guān)。故A、D正確，B、C錯誤。 7．選AD　t1時刻Q中電流正在增大，穿過P環(huán)中的磁通量正在增大，為了阻礙該磁通量的增大，P中感應(yīng)電流的磁場必與之相反，因而兩者有排斥作用，使得P對桌面的壓力大于重力；t2、t4時刻Q中的電流不變，則穿過P環(huán)的磁通量不變化，因而沒有感應(yīng)電流，那么P環(huán)對桌面的壓力等于重力；t3時刻P環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，但此時Q環(huán)中的電流為零，因而兩者之間無作用力，故P對桌面的壓力等于重力。 8．選BD　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，由楞次定律可判斷B項對；再由PQ中電流方向及左手定則可判斷D項對。 9．解析：只要讓穿過B線圈中的磁通量發(fā)生變化，B環(huán)中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，可以使用的方法如：斷開或閉合開關(guān)瞬間；保持開關(guān)接通，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值；保持開關(guān)接通，讓A線圈遠(yuǎn)離或者接近B線圈；以上做法均可以觀察到感應(yīng)電流。 答案：見解析 10．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＝B0l2 設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，此時磁通量為 Φ2＝Bl(l＋vt)，由Φ1＝Φ2得B＝ 答案：B＝ 11．解析：(1)進(jìn)入磁場的過程中磁通量均勻地增加，完全進(jìn)入以后磁通量不變，之后磁通量均勻減小，如圖所示。 (2)線框進(jìn)入磁場階段，磁通量增加，由楞次定律得電流方向為逆時針方向；線框在磁場中運(yùn)動階段，磁通量不變，無感應(yīng)電流；線框離開磁場階段，磁通量減小，由楞次定律得電流方向為順時針方向。 答案：見解析