2023年高考物理电磁感应现象楞次定律练习.docx

2023年高考物理 电磁感应现象 楞次定律练习 如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XO运动(O是线圈中心)，那么 (　　) A．从X到O，电流由E经流向F，先增大再减小 B．从X到O，电流由F经流向E，先减小再增大 C．从O到Y，电流由F经流向E，先减小再增大 D．从O到Y，电流由E经流向F，先增大再减小 【解析】　此题考查楞次定律，意在考查考生对楞次定律的理解和运用．从X到O过程中，原磁场方向指向上不断增加，那么感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定那么知，感应电流方向应该是由F经到E，又感应电流从零到有再到零，那么一定经历先增大再减小的过程．同理，当从O到Y的过程中，感应电流的方向应该是由E经到F，大小也是先增大再减小． 【答案】　D 2．(2023·高考海南卷)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如以下图的电路中，其中R为滑线变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．以下情况中，可观测到N向左运动的是 (　　) A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时 D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时 【解析】　此题考查电流的磁场、电磁感应现象、楞次定律、安培力等知识，是一道电磁感应综合问题，意在考查考生综合有关知识解决电磁感应综合问题的能力；由图可知，A、B中都是通电发生电磁感应，由楞次定律可得，产生的感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，都是产生排斥作用，N将向右运动；而C、D在通电情况下移动滑动变阻器，滑动头向c端移动时，接入电路中的电阻变大，电流变小，由楞次定律可知两者互相吸引，N将向左运动，反之，当滑动头向d移动时，N将向右运动． 【答案】　C 3．如以下图，金属导轨M、N处于同一平面内，导轨M的水平局部有垂直纸面向里的匀强磁场，金属棒ab与导轨始终接触良好并且能够水平向左(或右)运动．假设导轨M、N的圆形局部由于磁场力而相互吸引，那么棒ab的运动可能是 (　　) A．向右加速运动　　　　 B．向右减速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 【解析】　MN相互吸引M、N中电流同向―→M中电流减小．假设顺时针电流ab向左减速；假设逆时针电流ab向右减速． 【答案】　BD 4．(2023·北京西城区抽样测试)如以下图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上．M的电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑动触头，开关S处于闭合状态．N与电阻R相连．以下说法正确的选项是 (　　) A．当P向右移动时，通过R的电流为b到a B．当P向右移动时，通过R的电流为a到b C．断开S的瞬间，通过R的电流为b到a D．断开S的瞬间，通过R的电流为a到b 【解析】　考查楞次定律．根据右手螺旋定那么可知M线圈内磁场方向向左，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，电阻减小，M线圈中电流增大，磁场增大，穿过N线圈内的磁通量增大，根据楞次定律可知N线圈中产生的感应电流通过R的方向为b到a，A正确B错误；假设断开S的瞬间，M线圈中的电流突然减小，穿过N线圈中的磁通量减小，根据楞次定律可知N线圈中产生的感应电流方向为a到b，C错误D正确． 【答案】　AD 5．振弦型频率传感器的结构如以下图，它由钢弦和永磁铁两局部组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．以下说法正确的选项是 (　　) A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高 B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高 C．膜片上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高 D．膜片上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高 【解析】　当软铁块靠近磁铁时，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可得，b端电势比a端电势高，选项B正确；膜片上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频率越高，线圈中感应电动势的频率越高，所以选项C正确． 【答案】　BC 6．在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环，如以下图，以下判断中正确的选项是 (　　) A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒 B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大 C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑动时做减速运动 D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势 【解析】　由条形磁铁磁场分布特点可知，在条形磁铁中心位置正上方的圆环的合磁通量为0，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，只受重力，那么环下落时机械能守恒，A对，B错；给磁铁水平向右的初速度，由楞次定律可知，圆环的运动总是阻碍自身磁通量的变化，所以要受到向右的作用力，由牛顿第三定律可知，磁铁要受到向左的作用力而做减速运动(或据总阻碍相对运动的推论得出)．故C对D错． 【答案】　AC 7．如以下图，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如以下图，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是 (　　) A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中无感应电流 C．线圈c中有顺时针方向的感应电流 D．线圈d中有逆时针方向的感应电流 【解析】　由安培定那么判断磁场方向如右图所示，故线圈a、c中有电流．再根据楞次定律可知线圈a电流为逆时针，c为顺时针，A错，C对．而线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流，B对D错． 【答案】　BC 8．如以下图，一根长导线弯曲成如以下图形状，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流I增大的过程中，以下表达正确的选项是 (　　) A．金属环中无感应电流产生 B．金属环中有顺时针方向的感应电流 C．悬挂金属环C的竖直线中的张力不变 D．金属环C仍能保持静止状态 【解析】　导线中的电流在金属环C内产生的合磁通量向里，故电流I增大的过程中，金属环C中的磁通量向里增大，由安培定那么及楞次定律知金属环中有逆时针方向的感应电流，故A、B选项错．由对称性及左手定那么知，金属环受到了竖直向下的安培力的作用且随着电流I增大而增大，金属环C仍能保持静止状态，故C项错，D项正确． 【答案】　D 9．如以下图，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如以下图．用I表示回路中的电流，那么 (　　) A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向 B．当AB向左、CD向右滑动且速度相等时，I＝0 C．当AB、CD都向右滑动且速度相等时，I＝0 D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0，且沿逆时针方向 【解析】　选项A中，由右手定那么可知，电流沿逆时针方向；选项B中，当AB向左、CD向右滑动时，回路ABDC的磁通量变化，I≠0；选项C中，当AB、CD都向右滑动且速度相等时，回路ABDC的面积不变，磁通量不变化，I＝0；选项D中，AB、CD都向右滑动，AB速度大于CD时，回路ABDC的面积减小，磁通量变化，I≠0.根据楞次定律，电流方向沿顺时针方向，应选C. 【答案】　C 10．现将电池组、滑动变阻器，带铁芯的线圈A、线圈B、零刻度在中央的电流计及开关如以以下图所示连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断 (　　) A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转方向 【解析】　由于变阻器滑动端P向左加速滑动时，可使B中磁通量减少而产生的电流为I0，当P向右加速滑动时B中磁通量增加，而产生的电流为I1与I0方向相反，所以指针应向左偏，而线圈A向上移动时，可使B中磁通量减少，感应电流与I0同向，指针向右偏，故A错；A中铁芯向上拔出或断开开关，B中磁通量减少，感应电流与I0同向，电流计指针向右偏转，选项B正确；C项中应有感应电流，指针应偏转，故C错；因为电流计指针的偏转方向与线圈中的磁通量变化趋势一一对应，故D错． 【答案】　B 11．如以下图，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断以下说法正确的选项是 (　　) A．假设线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B．假设线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈 【解析】　由产生电磁感应的条件和楞次定律知，A正确，B错误．由各线圈位置关系知，C错误，D正确． 【答案】　AD 12．如以下图，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做以下哪种运动，圆环c中将有感应电流产生 (　　) A．向右做匀速运动 B．向左做匀速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动 【解析】　当导体棒切割磁感线运动时，线圈中有电流通过，如果电流不变化，那么穿过圆环的磁通量不变，那么环c中就不能产生感应电流，所以导体棒必须做变速运动． 【答案】　CD 13．(2023·重庆卷)如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，假设线圈始终不动，那么关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 (　　) A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 【解析】　当磁铁沿矩形线圈中线AB正上方通过时，线圈中产生感应电流，感应电流的方向(从上向下看)先逆时针再顺时针，那么线圈上方先为N极下方先为S极，后改为上方为S极下方为N极．那么线圈受到的支持力先大于mg后小于mg.水平方向的运动趋势向右．所以D正确，A、B、C错误．也可直接用“来者拒之，走者拉之〞判断． 【答案】　D 14．(2023·海南卷)法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学〞与“磁学〞联系起来，在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否认的是 (　　) A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体外表感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流 C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势 D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流 【解析】　磁铁可使近旁的铁块磁化带磁，静电荷可使近旁