【步步高】2022高考物理大一轮复习 9.1 电磁感应现象 楞次定律

9.1　电磁感应现象楞次定律1．如图9－1－1所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应电流，下列方法中可行的是(　　)．A．将线圈向左平移一小段距离B．将线圈向上平移图9－1－1C．以ab为轴转动(小于90°)D．以ac为轴转动(小于60°)解析　当线圈向左平移一小段距离时，穿过闭合电路abdc的磁通量变化(减小)，有感应电流产生，A正确；将线圈向上平移时，穿过闭合电路的磁通量不变，无感应电流，B错误；以ab为轴转动小于90°和以ac为轴转动小于60°时，穿过闭合电路的磁通量都是从最大减小，故有感应电流，C、D正确．答案　ACD2．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9－1－2所示连接．下列说法中正确的是(　　)．图9－1－2A．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解析　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6\n化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．答案　A3．两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图9－1－3所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流(　　)．A．沿顺时针方向，且越来越小图9－1－3B．沿逆时针方向，且越来越大C．始终为零D．先顺时针，后逆时针答案　C图9－1－44．如图9－1－4所示，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁场力，则cd中电流的变化情况是(　　)．A．cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流B．cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流C．cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流D．cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流答案　BD(逆反思维)5．如图9－1－5所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转达到图中的位置时(　　)．A．a端聚积电子图9－1－5B．b端聚积电子C．金属棒内电场强度等于零D．a端电势高于b端电势解析　因导体棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒转动时，由右手定则可知，a端的电势高于b端的电势，b端聚积电子，B、D正确．答案　BD图9－1－66．如图9－1－6所示，甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内，甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近，甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中，穿过甲的磁感应强度为B1，方向指向纸面内，穿过乙的磁感应强度为B2，方向指向纸面外，两个磁场可同时变化，当发现ab边和cd边间有排斥力时，磁场的变化情况可能是6\n(　　)．A．B1变小，B2变大B．B1变大，B2变大C．B1变小，B2变小D．B1不变，B2变小解析　ab边与cd边有斥力，则两边通过的电流方向一定相反，由楞次定律可知，当B1变小，B2变大时，ab边与cd边中的电流方向相反．答案　A7．在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图9－1－7所示．下列判断正确的是(　　)．A．开关闭合时，小磁针不发生转动B．开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向里转动图9－1－7C．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向里转动D．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向外转动解析　开关保持接通时，A内电流的磁场向右；开关断开时，穿过B的磁感线的条数向右减少，因此感应电流的磁场方向向右，感应电流的方向由C到D，CD下方磁感线的方向垂直纸面向里，小磁针N极向里转动．答案　C8．如图9－1－8所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是(　　)．图9－1－8A．三者同时落地B．甲、乙同时落地，丙后落地C．甲、丙同时落地，乙后落地D．乙、丙同时落地，甲后落地6\n解析　甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确(逆反思维)．答案　D图9－1－99．如图9－1－9所示，虚线abcd为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是(　　)．解析　因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故A、D正确．答案　AD10．如图9－1－10所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动可能是(　　)．A．水平向右平动　　B．水平向左平动C．竖直向上平动　　D．竖直向下平动图9－1－10解析　本题考查楞次定律、安培定则、法拉第电磁感应定律的应用．Ab边受到的力向上，由安培定则可知，ab上电流的方向由b→a，由楞次定律可得，线框内的磁通量在增加，磁场向右运动，A项正确、B项错误；当磁场上下运动时，线框内的磁通量不变化，不产生感应电流，C、D项错误．答案　A图9－1－1111.如图9－1－11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6\nB．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，方向向左解析　本题考查电磁感应定律和平衡条件．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．答案　B图9－1－1212.如图9－1－12所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B随时间均匀增大，则下列说法正确的是(　　)．A．导体棒的a端电势比b端电势高，电势差Uab在逐渐增大B．导体棒的a端电势比b端电势低，电势差Uab在逐渐增大C．线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大D．线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大解析　本题考查楞次定律和法拉第电磁感应定律．对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高，由E＝Blv可知，因为磁感应强度均匀增大，所以Uab变大，故选项A对、B错；对矩形线框cdef，由楞次定律可判断，感应电流的方向为逆时针方向，但由于磁感应强度是均匀增大，所以感应电流是恒定的，不会增大，所以选项C、D都不对．答案　A图9－1－1313．如图9－1－13所示，线圈由A位置开始下落，在磁场中受到的磁场力如果总小于它的重力，则它在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线圈有一半在磁场中)时，加速度关系为(　　)．解析　线框在A、C位置时只受重力作用，加速度aA＝aC＝g.线框在B、D位置时均受两个力的作用，其中安培力向上、重力向下．由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小a＝g－<g.又线框在D点时速度大于B点速度，即FD>FB，所以aD<aB，因此加速度的关系为aA＝aC>aB>aD，选项B正确．答案　B6\n14．2022广州亚运会上100m赛跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L＝0.5m，一端通过导线与阻值为R＝0.5Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝0.5kg的金属杆(如图9－1－14甲)，金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，使杆运动．当改变拉力的大小时，相对应的速度v也会变化，从而使跟踪仪始终与运动员保持一致．已知v和F的关系如图9－1－14乙．(取重力加速度g＝10m/s2)则(　　)．图9－1－14A．金属杆受到的拉力与速度成正比B．该磁场磁感应强度为1TC．图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小D．导轨与金属棒之间的动摩擦因数为μ＝0.4解析　由图像可知选项A错误、C正确；由F－BIL－μmg＝0及I＝可得：F－－μmg＝0，从图像上分别读出两组F、v数据代入上式即可求得B＝1T，μ＝0.4，所以选项B、D正确．答案　BCD6