2018届高三物理二轮复习练习:电磁感应 夯基保分练(一) Word版含解析

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夯基保分练(一) 电磁感应现象 楞次定律

[A级——保分练]

1.(2017·广州五校联考)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.0 B.2BS C.2nBS D.无法计算

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=BSsin θ=22BS,末位置时:Φ2=-BScos θ=-22BS,则初、末位置磁通量的改变量的大小为:ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS,故B正确。

2.(2014·广东高考)如图所示,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( )

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,小磁块受到向上的磁场力,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,而在塑料管Q中不会产生电磁感应现象,因此在Q中小磁块只受重力,所以在Q中做自由落体运动,A项错误;P中的小磁块下落时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,小磁块落到底部时在P中的速度比在Q中的速度小,D项错误。

3.(2017·荆门调研)老师让学生观察一个物理小实验:一轻质横杆两侧各固定一铝环(如图所示),横杆可绕中心点自由转动,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(

)

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。

4.(2017·南平模拟)如图所示,两个闭合正方形线框A、B的中心重合,放在同一水平面内。当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时,对于线框B,下列说法中正确的是(

)

A.有顺时针方向的电流且有收缩的趋势

B.有顺时针方向的电流且有扩张的趋势

C.有逆时针方向的电流且有收缩的趋势

D.有逆时针方向的电流且有扩张的趋势

解析:选D 根据右手定则可得,线框A中电流的磁场向里且逐渐增大,根据楞次定律可得,线框B中感应电流的磁场的方向向外,感应电流的方向为逆时针方向,线框A外侧与线框B内侧处产生的磁场方向向外,由楞次定律的推论可知线框B有扩张的趋势,故D正确。

5.(多选)(2017·长春外国语学校模拟)如图所示,A、B是两根互相平行、固定的长直通电导线,二者电流大小和方向都相同。一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内,并且ab边保持与通电导线平行。线圈从图中的位置1匀速向左移动,经过位置2,最后到位置3,其中位置2恰在A、B的正中间。下列说法中正确的是(

)

A.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量为零

B.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为零

C.在位置1到位置3的整个过程中,线圈内感应电流的方向发生了变化

D.在位置1到位置3的整个过程中,线圈受到的磁场力的方向保持不变

解析:选AD 通电导线A在其右侧产生垂直纸面向里的磁场,通电导线B在其左侧产生垂直纸面向外的磁场,根据叠加原理可知:导线A到A、B的中心线之间区域合磁场方向垂直纸面向里,导线B到A、B的中心线之间区域合磁场方向垂直纸面向外,又因位置2恰在A、B的正中间,所以在位置2,穿过线圈的合磁通量为0,但磁通量的变化率不为0,故A正确,B错误;从位置1到位置2,向外的磁通量减小,感应电流为逆时针,从位置2到位置3,向里的磁通量增加,感应电流仍为逆时针,故C错误;由楞次定律知,线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动,方向总是向右,故D正确。

6.(2017·浙江嘉兴一中测试)如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈。工作过程中,某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则(

)

A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针

B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大

C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针

D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化

解析:选D 当通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则通过接收线圈的磁通量增大,根据楞次定律可以知道,接收线圈产生的感应电流为逆时针,由于磁通量均匀增大,则产生的感应电流不变,故选项A、B错误;当有金属片通过时,接收线圈中磁通量仍然增大,故产生的感应电流仍然为逆时针,但是由于金属片中也要产生感应电流,所以接收线圈中的感应电流大小发生变化,故选项C错误,选项D正确。 [B级——拔高练]

7.(多选)(2017·安徽蚌埠二中模拟)如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A和B(构成电磁铁),线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合回路。下列说法正确的是(

)

A.闭合开关S时,B中产生与图示方向的感应电流

B.闭合开关S时,B中产生与图示方向相反的感应电流

C.断开开关S时,电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间

D.断开开关S时,弹簧K立即将衔铁D拉起

解析:选BC 由题意可知,闭合S后,线圈A中产生磁场,穿过线圈B的磁通量要增加,根据楞次定律推论“增反减同”:结合右手螺旋定则可知,B中产生与图示方向相反的感应电流,故A错误,B正确;断开S,回路电流减小,铁芯中磁场减小,由楞次定律,线圈B产生图示方向的电流,减缓磁场减小的趋势,电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间,故C正确,D错误。

8.(多选)(2015·山东高考)如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。在圆盘减速过程中,以下说法正确的是(

)

A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高

B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动

D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动

解析:选ABD 根据右手定则可判断靠近圆心处电势高,选项A正确;圆盘处在磁场中的部分转动时切割磁感线,相当于电源,其他部分相当于外电路,根据左手定则,圆盘所受安培力与运动方向相反,磁场越强,安培力越大,故所加磁场越强越易使圆盘停止转动,选项B正确;磁场反向,安培力仍阻碍圆盘转动,选项C错误;若所加磁场穿过整个圆盘,整个圆盘相当于电源,不存在外电路,没有电流,所以圆盘不受安培力将匀速转动,选项D正确。

9.(2017·重庆一中模拟)如图所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,以下判断正确的是(

)

A.FN先大于mg,后小于mg

B.FN一直大于mg

C.Ff先向左,后向右

D.线圈中的电流方向始终不变

解析:选A 当磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,线圈中产生感应电流,线圈受到磁铁的安培力作用,根据楞次定律可知,线圈受到的安培力斜向右下方,则线圈对桌面的压力增大,即FN大于mg,线圈相对桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力。当磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,同理,根据楞次定律可知,线圈受到的安培力斜向右上方,则线圈对桌面的压力减小,即FN小于mg,线圈相对桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力。综上可知,FN先大于mg,后小于mg,Ff始终向左,故B、C错误,A正确;当磁铁靠近线圈时,穿过线圈向下的磁通量增加,线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向;当磁铁远离线圈时,穿过线圈向下的磁通量减小,线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向,故D错误。

10.(多选)(2017·牡丹江一中模拟)如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ,一个质量为m、半径为r的匀质金属圆环位于圆台底部。环中维持恒定的电流I不变,今圆环由静止向上运动,经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环全程上升的最大高度为H。已知重力加速度为g,磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中,下列说法正确的是(

)

A.在时间t内安培力对圆环做功为mgH

B.圆环先做加速运动后做减速运动

C.圆环运动的最大速度为2πBIrtcos θm-gt

D.圆环先有扩张后有收缩的趋势

解析:选BC 圆环中通以恒定电流I后,圆环所受安培力为BI·2πr,由左手定则可知电流方向为顺时针,则在竖直方向的分力为2πBIrcos θ,由牛顿第二定律,可得:BI·2πrcos θ-mg=ma,则圆环的加速度为a=2πBIrcos θm-g,方向竖直向上,在电流未撤去时,圆环将做匀加速直线运动,经过时间t,速度会达到最大值,由v=at得v=2πBIrtcos θm-gt,故C正确;在时间t内,上升的高度h=12at2,则安培力对圆环做功为W=Fh=πrBIt2· cos θ2πBIrcos θm-g,故A错误;电流撤去后,由于惯性,圆环先继续向上运动,在磁场中切割磁感线而做变减速运动,故B正确;圆环通电流时,安培力水平分量指向圆心,圆环有收缩的趋势,撤去电流后,由右手定则知,圆环切割产生的感应电流为逆时针,则安培力水平分量背离圆心,则有扩张的趋势,故D错误。