2022届高考物理一轮复习专题77电磁感应现象楞次定律练习含解析

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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．eq \r(2)BS
C.neq \r(2)BSD．无法计算
2．[2021·合肥调研]电磁炉具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点．关于电磁炉加热食物的过程，下列说法正确的是( )
A.电磁炉是通过炉面板发热来加热食物的
B.电磁炉是通过锅底部产生的涡流发热来加热食物的
C.只要是环保、绝缘材料做成的锅具均可以加热食物
D.线圈中通入足够大的恒定电流也能加热食物
3．[2020·全国卷Ⅲ]如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止．将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到( )
A.拨至M端或N端，圆环都向左运动
B.拨至M端或N端，圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
4．[2021·唐山摸底]电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是( )
A.金属弦换成铜弦，电吉他仍能正常工作
B.取走磁体，电吉他也能正常工作
C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D.弦振动过程中，线圈中的电流方向保持不变
5.
如图所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁铁的加速度仍为g
D.磁铁的加速度大于g
6.
如图所示，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( )
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
7.
(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A.向右做匀速运动B．向左做减速运动
C.向右做减速运动D．向右做加速运动
8.
(多选)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，最后到达位置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
9.
[2021·合肥市质检]如图所示，条形磁铁用细线悬挂于O点，一金属圆环放置在O点正下方的水平绝缘桌面上．现将磁铁拉至左侧某一高度后由静止释放，磁铁在竖直面内摆动，在其第一次摆至右侧最高点的过程中，圆环始终静止．则下列说法正确的是( )
A.磁铁始终受到圆环的斥力作用
B.圆环中的感应电流方向保持不变
C.桌面对圆环始终有摩擦力作用
D.磁铁在O点两侧最高点的重力势能不相等
10．[2021·湖南卷](多选)两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，通过长为L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体．距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场．磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大．把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度v0水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力．下列说法正确的是( )
A.B与v0无关，与eq \r(H)成反比
B.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
C.通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
D.调节H、v0和B，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变
专题77 电磁感应现象 楞次定律
1．B 设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时Φ1＝BSsinθ＝eq \f(\r(2),2)BS，末位置时Φ2＝－BScsθ＝－eq \f(\r(2),2)BS，磁通量的改变量的大小为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq \r(2)BS，故B正确．
2．B 电磁炉的工作原理为通电线圈中通入交变电流，其产生的周期性变化的磁场在锅底产生涡流，发热功率较大，从而加热食物．结合上述分析可知，锅具一定要用非绝缘材料制成，通入恒定电流无法加热食物，故B项正确，A、C、D项错误．
3．B 左侧线圈通电后相当于条形磁铁，形成的磁场相当于条形磁铁的磁场，将图中开关闭合时，线圈及金属圆环内磁场由0开始增加，根据楞次定律可知，金属圆环将向磁场弱的方向移动，即向右移动．圆环移动方向与开关拨至M或拨至N无关．故选B项．
4．C 金属弦由可被磁化的磁质金属制成，如铁、镍等，铜不能被磁化，故不可以换成铜弦，选项A错误；电吉他靠金属弦在磁体附近的远近变化在线圈中产生感应电流，取走磁体，电吉他无法正常工作，选项B错误；由E＝neq \f(ΔΦ,Δt)可知，增加线圈匝数n，同等条件下可增强线圈中产生的感应电动势，选项C正确；弦振动方向改变，线圈中的电流方向就会改变，选项D错误．
5．A
6．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，同时受向上的磁场力，丝线受到的拉力减小，选项B正确．
7．BC 当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈C中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，选项A错误；当ab棒向左或向右减速运动时，感应电流会逐渐减小，螺线管中感应电流磁场减弱，由楞次定律可知线圈C向右运动阻碍磁通量的减小，即被螺线管吸引，B、C正确；同理可判断ab棒加速运动时C远离螺线管，D错误．
8．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：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．
9．D 由楞次定律可以知道，磁铁靠近圆环时受到斥力作用，远离圆环时受到引力作用，A错误；磁铁在其第一次摆至右侧最高点的过程中，磁通量先增大后减小，由楞次定律可知圆环中的感应电流方向发生变化，B错误；磁铁运动到最低点时桌面对圆环没有摩擦力作用，C错误；由能量守恒定律知磁铁在右侧最高点的重力势能小于在左侧最高点的重力势能，D正确．
10．CD 设金属框进入磁场时的竖直分速度为vy，可知vy＝eq \r(2gH)，金属框所受安培力F＝BIL，电流I＝eq \f(E,R)，E＝BLvy，根据受力平衡可得mg＝eq \f(B2L2\r(2gH),R)，可知B2与eq \r(H)成反比，B与v0无关，A错误；金属框进入磁场和穿出磁场的过程中，电流的大小保持不变，方向由逆时针变为顺时针，B错误；从下金属框进入磁场到上金属框离开磁场，整个过程金属框做匀速直线运动，安培力和重力等大反向，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等，C正确；组合体从进入磁场到穿出磁场，不论怎样调节H、v0和B，只要组合体匀速通过磁场，在通过磁场的过程中，产生的热量始终等于减少的重力势能，D正确．