高考物理一轮复习高效演练创新题10.1《电磁感应现象　楞次定律》(含答案详解)

高效演练·创新预测

1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是              (　　)

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化

【解析】选D。产生感应电流的条件是:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电流。本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化,不满足产生感应电流的条件,故不正确。C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化,但是当人到相邻房间时,电路已达到稳定状态,电路中的磁通量不再发生变化,故观察不到感应电流。在给线圈通电、断电瞬间,会引起闭合电路磁通量的变化,产生感应电流,因此D选项正确。

2.(2018·开封模拟)如图甲所示,虚线框内有匀强磁场,1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量;如图乙所示,两同心圆环A和B处在同一平面内,B的半径小于A的半径。一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直,则穿过两圆环的磁通量大小为ΦA与ΦB,则有              (　　)

A.Φ1>Φ2　ΦA>ΦB　　　  　  B.Φ1=Φ2　ΦA<ΦB

C.Φ1<Φ2　ΦA=ΦB      D.无法比较

【解析】选B。对于图甲,只有圆环1内有磁场,由环1与环2构成的环内没有磁场,所以环1和环2的磁通量是相等的,即Φ1=Φ2;对于图乙,根据磁感线的分布情况可知,磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上,外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线,磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数,而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分,B的面积小,抵消较小,则磁通量较大,所以ΦB>ΦA。

【加固训练】

如图所示为通电长直导线的磁感线图,等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面,关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2,下列分析正确的是(　　)

A.Φ1>Φ2　　　　      B.Φ1<Φ2

C.Φ1=Φ2≠0        D.Φ1=Φ2=0

【解析】选A。直导线周围的磁感应强度随距离的增大而减小,由Φ=BS可知S1处的磁感应强度大于S2处的磁感应强度,故Φ1>Φ2。

3. (多选)(2018·石家庄模拟)如图所示,一平面线圈用细杆悬于P点,开始细杆

处于水平位置,释放后它在图示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂

直。当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向依次为               (　　)

A.位置Ⅰ逆时针方向

B.位置Ⅰ位置Ⅱ均为逆时针方向

C.位置Ⅱ顺时针方向

D.位置Ⅰ位置Ⅱ均为顺时针方向

【解析】选A、C。由图可知,当线圈从Ⅰ位置运动到最低点过程中,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈中感应电流的方向顺着磁场方向看是逆时针;当线圈从最低点运动到Ⅱ位置的过程中,穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律可知,线圈中感应电流的方向应是顺时针,所以顺着磁场的方向看去,当线圈第一次通过位置Ⅰ时线圈中感应电流的方向是逆时针方向,当线圈第一次通过位置Ⅱ时,线圈中感应电流的方向是顺时针方向,所以A、C项正确,B、D项错误。

4.(新题预测)(多选)如图甲所示,金属圆环在垂直于环面的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t按正弦规律变化,如图乙所示。已知磁场方向垂直于环面向里为正方向,则下列说法正确的是              (　　)

A.t2时刻,穿过圆环的磁通量为0,圆环中无感应电流

B.t1～t3时间内,环中感应电流沿顺时针

C.0～t4时间内,金属圆环出现两次收缩趋势,两次扩张趋势

D.t2～t3时间内,环上某一段受到的安培力指向圆心

【解题指导】解答本题应注意以下两点:

(1)正确理解B-t图的含义。

(2)解题时要特别注意楞次定律的推广应用,明确“增反减同”“来拒去留”和“增缩减扩”的准确应用。

【解析】选B、C、D。在t2时刻,穿过圆环的磁通量为0,但此时磁通量在变化,圆环中会产生感应电流,故A项错误;根据楞次定律,t1～t3时间内,环中感应电流方向一直沿顺时针方向,故B项正确;根据楞次定律可知,当磁感应强度增大时,金属环有收缩的趋势,当磁感应强度减小时,金属环有扩张趋势,从图象可以看出,0～t4时间内,金属环出现两次收缩趋势,两次扩张趋势,故C正确;t2～t3时间内,穿过圆环的磁通量垂直纸面向外并且增大,根据楞次定律可知,圆环中产生顺时针的感应电流,根据左手定则,圆环受到的安培力指向圆心,故D项正确。