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2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 9.27 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 滬科版 　課時規(guī)范練第47頁　 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.(xx河北石家莊第二次質(zhì)檢)在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中,許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進(jìn)步。關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn),下列說法正確的是(　　) A.古希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢由它們的重量決定,伽利略在他的《兩種新科學(xué)的對話》中利用邏輯推斷,使亞里士多德的理論陷入了困境 B.德國天文學(xué)家開普勒對他導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年研究,得出了萬有引力定律 C.英國物理學(xué)家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確地測定了靜電力常量 D.楞次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并研究得出了判斷感應(yīng)電流方向的方法——楞次定律 解析:牛頓得出了萬有引力定律,選項B錯誤;庫侖利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確地測定了靜電力常量,選項C錯誤;法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,楞次研究得出了判斷感應(yīng)電流方向的方法——楞次定律,選項D錯誤。 答案:A 2.(xx上海黃浦區(qū)期末質(zhì)量監(jiān)測)如圖甲所示,在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置一個不變形的銅圓環(huán),規(guī)定從上向下看時,銅環(huán)中的感應(yīng)電流I沿順時針方向為正方向。圖乙表示銅環(huán)中的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象,則磁場B隨時間t變化的圖象可能是下圖中的(　　) 解析:由It圖象可知,0~1 s銅環(huán)中磁通量均勻變化,則磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,同理,1~3 s磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,3~5 s磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,據(jù)此可知本題正確選項只有B。 答案:B 3. (xx江西高三聯(lián)考)如圖所示,豎直放置的條形磁鐵中央,有一閉合金屬彈性圓環(huán),條形磁鐵中心線與彈性圓環(huán)軸線重合,現(xiàn)將彈性圓環(huán)均勻向外擴(kuò)大,下列說法中正確的是(　　) A.穿過彈性圓環(huán)的磁通量增加 B.從上往下看,彈性圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流 C.彈性圓環(huán)中無感應(yīng)電流 D.彈性圓環(huán)受到的安培力方向沿半徑向外 解析:豎直向下穿過條形磁鐵的磁感線與磁鐵外部的磁感線形成閉合曲線,方向相反,彈性圓環(huán)內(nèi)的磁通量大小為磁鐵內(nèi)部磁通量減去磁鐵外部的磁通量,圓環(huán)越大,包圍的合磁通量越少,選項A錯誤;從上往下看彈性圓環(huán)內(nèi)磁通量為垂直磁鐵截面向下,圓環(huán)擴(kuò)大,磁通量減少,由楞次定律得感應(yīng)電流磁場方向向下,由右手定則判斷感應(yīng)電流方向為順時針方向,選項B正確、C錯誤;感應(yīng)電流總是阻礙磁通量的變化,因此感應(yīng)電流的安培力沿半徑向里,選項D錯誤。 答案:B 4.如圖所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有直流I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放,在下落過程中(　　) A.穿過線框的磁通量保持不變 B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C.線框所受安培力的合力為零 D.線框的機(jī)械能不斷增大 解析:線框下落過程中,穿過線框的磁通量減小,選項A錯誤;由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時針方向,選項B正確;線框受到的安培力的合力豎直向上,但小于重力,則合力不為零,選項C錯誤;在下落過程中,安培力對線框做負(fù)功,則線框的機(jī)械能減小,選項D錯誤。 答案:B 5.(xx遼寧本溪第一高級中學(xué)月考)如圖所示是在實驗室制作的發(fā)電機(jī)及電動機(jī)兩用演示實驗裝置,它有一個可繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的銅盤,銅盤的一部分處在蹄形磁鐵兩極當(dāng)中,實驗時用導(dǎo)線A連接銅盤的中心,用導(dǎo)線B連接銅盤的邊緣。若用外力搖手柄使得銅盤轉(zhuǎn)動起來時,在AB兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;若將AB導(dǎo)線連接外電源,則銅盤會轉(zhuǎn)動起來。下列說法正確的是(　　) A.外力搖手柄使得銅盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因是銅盤盤面上無數(shù)個同心圓環(huán)中的磁通量發(fā)生了變化 B.若外力逆時針轉(zhuǎn)動銅盤(俯視)時,A端是感應(yīng)電動勢的負(fù)極 C.A、B接電源時銅盤會轉(zhuǎn)動起來,是由于銅盤沿徑向排列的無數(shù)根銅條受到安培力使得銅盤轉(zhuǎn)動 D.若要通電使銅盤順時針轉(zhuǎn)動(俯視)起來,A導(dǎo)線應(yīng)連接外電源的正極 解析:外力搖手柄使得銅盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因是銅盤盤面與導(dǎo)線內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,選項A錯誤;銅盤相當(dāng)于電源,在電源的內(nèi)部,電流由低電勢流向高電勢,選項B錯誤;A、B接電源時銅盤會轉(zhuǎn)動起來,是由于銅盤沿徑向排列的無數(shù)根銅條受到安培力使得銅盤轉(zhuǎn)動,選項C正確;根據(jù)左手定則,若要通電使銅盤順時針轉(zhuǎn)動(俯視)起來,B導(dǎo)線應(yīng)連接外電源的正極,選項D錯誤。 答案:C 6. 直導(dǎo)線ab放在如圖所示的水平導(dǎo)體框架上,構(gòu)成一個閉合回路。長直導(dǎo)線cd和框架處在同一個平面內(nèi),且cd和ab平行,當(dāng)cd中通有電流時,發(fā)現(xiàn)ab向左滑動。關(guān)于cd中的電流,下列說法錯誤的是(　　) A.電流肯定在增大,不論電流是什么方向 B.電流肯定在減小,不論電流是什么方向 C.電流大小恒定,方向由c到d D.電流大小恒定,方向由d到c 解析:ab向左滑動,說明通過回路的磁通量在減小,通過回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減弱,通過cd的電流在減小,與電流方向無關(guān)。 答案:ACD 7.(xx寧夏銀川一中模擬) 甲 如圖甲所示,在坐標(biāo)系xOy中有邊長為a的正方形金屬線框abcd,其一條對角線ac和y軸重合,頂點a位于坐標(biāo)原點O處。在y軸右側(cè)的Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的邊界與線框的ab邊剛好重合,左邊界與y軸重合,右邊界與y軸平行。t=0時刻,線框以恒定的速度v穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向為正,則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖線不可能是圖乙中的(　　) 乙 解析:根據(jù)右手定則可知,線框中最初產(chǎn)生的電流方向為a→b→c→d→a,選項D不可能。由于初始切割磁場的導(dǎo)線有效長度最大,因而感應(yīng)電流最大,選項C不可能。當(dāng)線框的c點運動到磁場邊緣時,電流要發(fā)生突變,同時電流方向也發(fā)生反向,因而選項A可能,B不可能。 答案:BCD 8. (xx寧夏銀川一中期末考試)現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時,產(chǎn)生變化的磁場,穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化,這時真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場,電子將在渦旋電場作用下得到加速。如圖所示(上圖為側(cè)視圖、下圖為真空室的俯視圖),若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動,當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時(　　) A.若電子沿逆時針運動,保持電流的方向不變,當(dāng)電流增大時,電子將加速 B.若電子沿順時針運動,保持電流的方向不變,當(dāng)電流增大時,電子將加速 C.若電子沿逆時針運動,保持電流的方向不變,當(dāng)電流減小時,電子將加速 D.被加速時電子做圓周運動的周期減小 解析:當(dāng)電磁鐵繞組通有圖示的電流時,由安培定則可知,將產(chǎn)生向上的磁場,當(dāng)電磁鐵繞組中電流增大時,根據(jù)楞次定律,真空盒空間內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)渦旋電場,使得電子沿逆時針運動,電子將加速,選項A正確、BC錯誤;由于電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動,電子加速,被加速時電子做圓周運動的周期減小,選項D正確。 答案:AD 二、非選擇題(本題共3小題,共52分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計算的要注明單位) 9.(16分)(xx重慶理綜,7)小明在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計了一種可測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的實驗,其裝置如圖所示。在該實驗中,磁鐵固定在水平放置的電子測力計上,此時電子測力計的讀數(shù)為G1,磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強(qiáng)磁場,其余區(qū)域磁場不計。直銅條AB的兩端通過導(dǎo)線與一電阻連接成閉合回路,總阻值為R。若讓銅條水平且垂直于磁場,以恒定的速率v在磁場中豎直向下運動,這時電子測力計的讀數(shù)為G2,銅條在磁場中的長度為L。 (1)判斷銅條所受安培力的方向,G1和G2哪個大? (2)求銅條勻速運動時所受安培力的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 解析:(1)根據(jù)楞次定律,導(dǎo)體棒向下運動時,受的安培力必然向上,由牛頓第三定律知,導(dǎo)體棒對裝置的反作用力豎直向下,所以G2大。 (2)測力計增加的讀數(shù)即為安培力的大小, G2-G1=BIL=BL,得 B= 答案:(1)安培力方向豎直向上,G2>G1 (2)安培力的大小F=G2-G1　磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B= 10. (18分)如圖所示,半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸OO以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,從金屬環(huán)面與磁場方向重合時開始計時,求: (1)在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過30角時,穿過環(huán)的磁通量。 (2)在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過30角的過程中,穿過環(huán)的磁通量變化。 解析:(1)Φ=BSsin 30=Bπr2 (2)Φ1=0 Φ2=BSsin 30=Bπr2 ΔΦ=Φ2-Φ1=Bπr2 答案:(1)Bπr2　(2)Bπr2 11. (18分)如圖所示,固定在水平桌面上的金屬框架edcf,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動,此時adcb構(gòu)成一個邊長為l的正方形,棒的電阻為r,其余部分電阻不計,開始時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。 (1)若從t=0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,同時保持棒靜止,請判斷感應(yīng)電流的方向。 (2)若從t=0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運動時,可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時間變化(寫出B與t的關(guān)系式)? 解析:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,穿過回路的磁通量增加,根據(jù)楞次定律和安培定則可知,感應(yīng)電流的方向為逆時針。 (2)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件可知,棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則回路中的磁通量不變,所以Bl(l+vt)=B0l2, 故B=。 答案:(1)逆時針　(2)B=