【突破高考】福建省2022年高考物理 能力专项突破课时提能演练 9.1电磁感应现象楞次定律（含解析）

【突破高考】福建省2022年高考物理能力专项突破课时提能演练9.1电磁感应现象楞次定律（含解析）(40分钟100分)一、选择题(本大题共8小题，每小题9分，共72分.每小题只有一个选项正确)1.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.试分析线圈做如下运动时，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2.(易错题)如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与匀强磁场B夹角为θ=45°.现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为()A.0B.BSC.nBSD.无法计算3.(2022·南京模拟)如图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是()A.释放圆环,环下落时产生感应电流B.释放圆环,环下落时无感应电流C.释放圆环,环下落时环的机械能减小D.释放圆环,环下落时环的机械能增大4.(2022·江门模拟)如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的，钻头线圈断路D.开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动-6-\n5.(2022·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6.(2022·泉州模拟)如图所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离7.(2022·上海高考)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8.(预测题)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动.则PQ所做的运动可能是()A.向右加速运动B.向左加速运动-6-\nC.向右匀速运动D.向左减速运动二、非选择题(本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(易错题)(10分)如图甲所示，有一面积S=100cm2、匝数n=100匝的闭合线圈，电阻为R=10Ω，线圈中磁场变化规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，则(1)t1=1s时，穿过线圈的磁通量为多少？(2)1～2s内，通过线圈某一截面的电荷量为多少？10.(18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.答案解析1.【解析】选D.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.2.【解析】选B.设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时：Φ1=BsinθS=BS，末位置时：Φ2=-BcosθS=-BS，则初、末位置磁通量的改变量的大小为：-6-\nΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS，故B正确.3.【解析】选B.由条形磁铁磁场分布特点可知,穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零,所以在环下落的过程中,磁通量不变,没有感应电流,圆环只受重力,则环下落时机械能守恒,故A、C、D错误，B正确.4.【解析】选A.M向右运动是在阻碍磁通量的增加，原因是左边螺线管中电流的磁场增强，所以有两种情况，一是S闭合瞬间，二是滑片P向左滑动，故A对，B、D错.当钻头线圈断路后，无论如何钻头都不会运动，C错.5.【解析】选A.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，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.【解析】选C．电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体要相向运动，相互靠近.故C正确.【变式备选】(2022·江苏高考)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【解析】选B.线框下落过程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.7.【解题指南】解答本题要把握以下三点：(1)根据圆环b具有收缩的趋势判断磁通量的变化.(2)根据磁通量的变化确定圆环a是加速还是减速旋转.(3)根据圆环b中电流的方向确定圆环a的旋转方向.-6-\n【解析】选B.圆环b具有收缩趋势，说明穿过b环的磁通量在减小，根据阻碍变化可知圆环a减速旋转，逐渐减弱的磁场使得b环产生了顺时针方向电流，根据楞次定律可知引起b环的感应电流的磁场方向向里，根据安培定则判断出a环顺时针方向旋转，所以B选项正确.8.【解析】选B.MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处产生的磁场垂直纸面向里中的感应电流由M→NL1中感应电流的磁场方向向上L2中磁场方向向上减弱或磁场方向向下增强；若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为Q→P且减小向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为P→Q且增大向左加速运动，故B正确.【总结提升】楞次定律与右手定则的关系(1)研究对象不同，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动.(2)适用范围不同，楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切割磁感线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况.(3)一般来说，若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则；若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单.9.【解析】(1)t1=1s时，穿过线圈的磁通量为：Φ=B1S=0.1×100×10-4Wb=10-3Wb(4分)(2)1～2s内，线圈产生的感应电动势为：=0.1V(3分)通过线圈截面的电荷量为：=×1C=0.01C.(3分)答案：(1)10-3Wb(2)0.01C10.【解析】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(5分)在t=0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1=B0·S=B0·l2(3分)设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为Φ2=Bl(l+vt)(5分)由Φ1=Φ2得(5分)-6-\n答案：见解析-6-