高三物理一轮复习练习 选修3291Word下载.docx

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mg

C．T1>

mgD．T1<

金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，由牛顿第三定律知，金属圆环对磁铁的作用力始终向下，对磁铁受力分析可知T1>

mg，A项正确．

A

3．（2013年泉州质检）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（　　）

A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框中感应电流方向保持不变

C．线框所受安培力的合力为零

D．线框的机械能不断增大

线框下落中距离直导线越来越远，磁场越来越弱，但磁场方向不变，所以磁通量越来越小，根据楞次定律可知感应电流的方向不变，A错，B对；

线框左边和右边所受安培力总是大小相等，方向相反，但上下两边磁场强弱不同，安培力大小不同，合力不为零，C错；

下落过程中机械能越来越小，D错．

B

4．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，从ab进入磁场开始计时．

（1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；

（2）判断线框中有无感应电流．若有，请判断出感应电流的方向；

若无，请说明理由．

线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：

进入磁场阶段（只有ab边在磁场中）、在磁场中运动阶段（ab、cd两边均在磁场中）、离开磁场阶段（只有cd边在磁场中）．

（1）①线框进入磁场阶段：

t为0～

，线框进入磁场中的面积与时间成正比，即

S＝lvΔt1

故Φ＝BS＝BlvΔt1

Δt1＝

时，Φ＝Bl2

②线框在磁场中运动阶段：

t为

～

，线框中的磁通量为Φ＝Bl2，保持不变，此过程Δt2＝

.

③线框离开磁场阶段：

，线框中的磁通量均匀减小，即

Φ＝Bl（l－vΔt3）＝Bl2－BlvΔt3

当t＝

时，Δt3＝

，Φ＝0.

因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示．

（2）线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向．

线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．

线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向．

见解析

[命题报告·

教师用书独具]

知识点

题号

感应电流产生条件的应用

1、2、7、12

感应电流方向及电势高低的判断

3、8

楞次定律拓展应用

4、5、6

三定则的综合应用

9、10、11

一、选择题（本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）

1．处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（　　）

A．线圈没有在磁场中运动

B．线圈没有做切割磁感线运动

C．磁场没有发生变化

D．穿过线圈的磁通量没有发生变化

要发生电磁感应现象，产生电流，必须是穿过线圈的磁通量发生变化，否则无感应电流．只有D项正确．

2．如图所示，闭合圆导线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径．当线圈做如下运动时，能产生感应电流的是（　　）

A．使线圈在纸面内平动

B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动

C．使线圈以ac为轴转动

D．使线圈以bd为轴转动

使线圈在纸面内平动，沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；

以bd为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流．所以D选项正确．

3．（原创题）我国新发明的J20隐形战机，2012年8月进一步试飞．由于地磁场的存在，飞机在我国上空一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差．则从飞机员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（　　）

A．低B．高

C．相等D．以上情况都有可能

北半球的地磁场的竖直分量向下，由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行，由飞行员的角度看均为左侧机翼电势较高．

4．（2011年高考上海卷）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（　　）

A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转

C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转

由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.

5．（2013年福州模拟）甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当它们以相同的角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止，若将两环置于磁感应强度为B的大小相同的匀强磁场中，乙环的转轴与磁场方向平行，甲环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断中正确的是（　　）

A．甲环先停B．乙环先停

C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后

两环均在匀强磁场中以相同的角速度转动，由图可知：

甲环的磁通量会发生变化，有感应电流产生，甲环的动能要转化为电能，而乙环中无磁通量的变化，不会产生感应电流，故甲环先停下来．A选项正确．

6．（2012年高考北京理综）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．

某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（　　）

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

闭合开关S，金属套环跳起，是因为S闭合瞬间，穿过套环的磁通量变化，环中产生感应电流的缘故．产生感应电流要具备两个条件：

回路闭合和穿过回路的磁通量变化．只要连接电路正确，闭合S瞬间，就会造成穿过套环磁通量变化，与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关．该同学实验失败，可能是套环选用了非导电材料的缘故，故D选项正确．

7．（2013年济南质检）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接．下列说法中正确的是（　　）

A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转

C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度

D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项A正确；

线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；

电键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．

8．北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是（　　）

A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低

B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低

C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a

D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a

用楞次定律判断产生的感应电流的方向．线圈向东平动时，ba和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同，a点电势比b点电势低，A对；

同理，线圈向北平动，则a、b电势相等，高于c、d两点电势，B错；

以ab为轴将线圈翻转，向下的磁通量减小了，感应电流的磁场方向应该向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C对．

AC

9．（2013年重庆检测）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连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，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

由楞次定律可知：

只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右运动，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左运动．故C选项正确．

C

10．如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．摩擦力大小不变，方向向右

B．摩擦力变大，方向向右

C．摩擦力变大，方向向左

D．摩擦力变小，方向向左

由法拉第电磁感应定律和安培定则知，ab中产生的电流的大小恒定，方向由b到a，由左手定则，ab受到的安培力方向向左下方．F＝BIL，由于B均匀变大，F变大，F的水平分量Fx变大，静摩擦力Ff＝Fx变大，方向向右，B正确．

二、非选择题（本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）

11．（15分）如图所示，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·

”时，电源的哪一端是正极？

当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·

”时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“×

”，根据电路知识，电路中AB的电流是增大的，由楞次定律知，线圈CDEF中感应电流的磁场要和原磁场方向相反，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感应强度方向是“·

”，所以，AB中电流的方向是由B流由A，故电源的下端为正极．

下端

12．（15分）如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B随时间t应怎样变化？

请推导出这种情况下B与t的关系式．

要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化

在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量

Φ1＝B0S＝B0l2

设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为

Φ2＝Bl（l＋vt）

由Φ1＝Φ2得B＝