届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题25.docx

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届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题25

课时跟踪检测（三十一）电磁感应现象楞次定律

对点训练：

对电磁感应现象的理解和判断

1．（2015·上海浦东新区质检）如图1所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（　　）

图1

解析：

选B　A中线框的磁通量没有变化，因此没有感应电流，但有感应电动势，也可以理解为左右两边切割磁感线产生的感应电动势相反。

B中线框转动，线框中磁通量变化，这就是发电机模型，有感应电流，B正确。

C、D中线圈平面和磁场方向平行，没有磁通量，更没有磁通量的变化，C、D错误。

2．（多选）（2016·长沙模拟）均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，则（　　）

A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流

B．不管环怎样转动，小线圈内都没有感应电流

C．圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流

D．圆环在做匀速转动时，小线圈内没有感应电流

解析：

选CD　带负电的圆环转动时，形成电流。

当圆环匀速转动时，等效电流为恒定值，根据电流的磁效应，它产生恒定的磁场，因此通过小线圈的磁通量不变，故无感应电流产生，A项错，D项正确；当圆环变速转动时，产生的等效电流不恒定，产生的磁场也是变化的磁场，通过小线圈的磁通量不断发生变化，也就有感应电流产生，B项错，C项正确。

3．（多选）（2015·昆山月考）用如图2所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）

图2

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转

B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转

C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转

D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转

解析：

选AC　当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈中的磁通量在变化，故线圈中会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项A正确；当把磁铁N极从线圈中拔出时，线圈中也会产生感应电流，故选项B错误；保持磁铁在线圈中相对静止时，线圈中的磁通量没变化，故无感应电流产生，所以电流表指针不发生偏转，选项C正确；若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，线圈与磁铁没有相对运动，故穿过线圈的磁通量也不变，电路中无感应电流，电流表指针不发生偏转，选项D错误。

对点训练：

应用楞次定律判断感应电流的方向

4.（2015·青岛测试）多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”。

磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。

如图3所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路。

设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（　　）

图3

A．回路中无感应电流

B．回路中形成持续的abcda流向的感应电流

C．回路中形成持续的adcba流向的感应电流

D．回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流

解析：

选C　N极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布，由楞次定律知，回路中形成方向沿adcba流向的感应电流，由于回路为超导材料做成的，电阻为零，故感应电流不会消失，C项正确。

5.汽车自动控制刹车系统（ABS）的原理如图4所示。

铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体（极性如图），M是一个电流检测器。

当车轮带动齿轮P转动时，靠近线圈的铁齿被磁化，使通过线圈的磁通量增大，铁齿离开线圈时又使通过线圈的磁通量减小，从而能使线圈中产生感应电流，感应电流经电子装置放大后即能实现自动控制刹车。

齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中，通过M的感应电流的方向（　　）

图4

A．总是从左向右的

B．总是从右向左的

C．先从右向左，然后从左向右

D．先从左向右，然后从右向左

解析：

选C　因为穿过线圈的磁通量方向与条形磁铁内部的磁场方向相同，均从右指向左，铁齿靠近线圈时，铁齿的右端是S极，铁齿单独产生的磁场方向指向铁齿即与原磁场同向，所以在图示时刻，穿过线圈的磁通量最大，随着齿轮的转动磁通量先减小后增大，当下一个铁齿正对线圈时，磁通量又达到最大，结合楞次定律可知，该过程中，通过M的感应电流的方向先从右向左，然后从左向右，选项C正确。

6．（多选）（2016·长沙模拟）磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。

如图5所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。

将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（　　）

图5

A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失

B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在

C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向（从上往下看）

D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向（从上往下看）

解析：

选BC　在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产生感应电流，因为B是超导体，没有电阻，所以感应电流不会消失，故A错误，B正确；若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针，C正确，D错误。

7.（2015·佛山一模）如图6所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是（　　）

图6

A．使匀强磁场均匀增大

B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°

C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°

D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动

解析：

选A　根据右手定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反，根据楞次定律，说明圆环磁通量在增大。

磁场增强则磁通量增大，A正确。

使圆环绕水平轴ab或cd转动30°，圆环在中性面上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生与图示方向反向的感应电流，B、C错误。

保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流，D错误。

对点训练：

一定律、三定则的综合应用

8.（多选）（2015·景德镇模拟）如图7所示，一根长导线弯曲成“∏”形，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，下列判断正确的是（　　）

图7

A．金属环中无感应电流产生

B．金属环中有逆时针方向的感应电流

C．悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力

D．悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力

解析：

选BC　Φ＝BS，S不变，I增大，B增大，所以有感应电流产生，A错误。

由楞次定律得，感应电流方向沿逆时针，B正确。

由圆的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圆为主，I方向向左，B垂直纸面向里，F安方向向下，所以F拉＝mg＋F安，拉力大于重力，C正确，D错误。

9.（多选）如图8所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。

现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是（　　）

图8

A．感应电流方向是N→M

B．感应电流方向是M→N

C．安培力水平向左

D．安培力水平向右

解析：

选AC　棒向右平动，根据右手定则可判断，感应电流方向为由N→M，A正确，B错误；再由左手定则可判定棒所受安培力的方向为水平向左，C正确，D错误。

10.如图9所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。

它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连。

当圆盘a转动时（　　）

图9

A．圆盘b总是与a沿相同方向转动

B．圆盘b总是与a沿相反方向转动

C．若B1、B2同向，则a、b转向相同

D．若B1、B2反向，则a、b转向相同

解析：

选D　当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动。

但若不知B1、B2的方向关系，则b盘与a盘的转向关系将无法确定。

故A、B错。

设B1、B2同向且向上，a盘逆时针转动，则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a′，b盘受力将顺时针转动，故C错，同理可判定D项正确。

对点训练：

楞次定律的推论

11.如图10所示，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（　　）

图10

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

解析：

选B　据楞次定律的推论“增反减同”，b环中产生顺时针方向的感应电流，说明a中原电流可能顺时针减少，也可能逆时针增加，但b环有收缩的趋势，说明a环中的电流应与b环中的电流同向，同向电流相互吸引，才能使b环收缩，故a环中的电流只能是顺时针减少，因此带正电的a环只能顺时针减速旋转，B正确。

12．（2015·汕头一模）如图11，插有铁芯的螺线管固定在水平面上，管右端的铁芯上套着一个可以自由移动的闭合铜环，螺线管与电源、开关组成电路，不计铜环与铁芯之间摩擦阻力，下面说法正确的是（　　）

图11

A．闭合开关，螺线管右端为N极

B．闭合开关瞬间，铜环会向右运动

C．闭合开关瞬间，铜环会向左运动

D．闭合开关瞬间，铜环仍保持不动

解析：

选B　闭合开关，根据右手螺旋定则可知，螺线管右端为S极，故A错误；开关闭合瞬间，线圈产生的磁场变化，穿过铜环的磁通量变大，根据楞次定律，铜环会向右运动，从而阻碍磁通量的增大。

故B正确，C、D错误。

13.（2016·荆门调研）老师让学生观察一个物理小实验：

一轻质横杆可绕中心点自由转动，横杆两侧各固定一金属环，其中左环上有一小缺口。

老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（　　）

图12

A．磁铁插向左环，横杆发生转动

B．磁铁插向右环，横杆发生转动

C．把磁铁从左环中拔出，左环会跟着磁铁运动

D．把磁铁从右环中拔出，右环不会跟着磁铁运动

解析：

选B　磁铁插向右环，横杆发生转动；磁铁插向左环，由于左环不闭合，没有感应电流产生，横杆不发生转动，选项A错误B正确；把磁铁从左环中拔出，左环不会跟着磁铁运动，把磁铁从右环中拔出，右环会跟着磁铁运动，选项C、D错误。

考点综合训练

14.如图13所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。

现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（　　）

图13

A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大

B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小

C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小

D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大

解析：

选B　使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，选项B正确。

15.（多选）如图14所示，倾角为α的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。

在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。

当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是（　　）

图14

A．圆环L有收缩趋势

B．圆环L有扩张趋势

C．圆环内产生的感应电流变小

D．圆环内产生的感应电流不变

解析：

选AC　由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，则KNMP回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于金属棒向下运动的加速度减小，磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。

故A、C正确。

16．（2014·广东高考）如图15所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。

小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。

则小磁块（　　）

图15

A．在P和Q中都做自由落体运动

B．在两个下落过程中的机械能都守恒

C．在P中的下落时间比在Q中的长

D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大

解析：

选C　小磁块从铜管P中下落时，P中的磁通量发生变化，P中产生感应电流，给小磁块一个向上的磁场力，阻碍小磁块向下运动，因此小磁块在P中不是做自由落体运动，而塑料管Q中不会产生电磁感应现象，因此Q中小磁块做自由落体运动，A项错误；P中的小磁块受到的磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B项错误；由于在P中小磁块下落的加速度小于g，而Q中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在P中下落的时间比在Q中下落的时间长，C项正确；根据动能定理可知，落到底部时在P中的速度比在Q中的速度小，D项错误。