2025届高考物理一轮总复习第15单元热学热点练11气体实验定律与热力学第一定律的综合应用课件新人教版 (29)

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微练一　电磁感应现象的理解和判断1.某同学探究感应电流产生条件的实验装置如图所示。在电路正常接通并稳定后,他发现:当开关断开时,电流表的指针向右偏转。开关闭合后,则下列能使电流表指针向左偏转的操作是(　　)A.拔出线圈AB.在线圈A中插入铁芯C.滑动变阻器的滑片向左匀速滑动D.滑动变阻器的滑片向左加速滑动
解析 开关断开时,通过线圈B的磁通量减小,线圈B产生的感应电流使得电流表的指针向右偏转,如果让电流表的指针向左偏转,则必须让通过线圈B的磁通量增大,拔出线圈A,穿过线圈B的磁通量减小,电流表的指针向右偏转,故A错误;在线圈A中插入铁芯,会使线圈B中的磁通量增大,电流表的指针向左偏转,故B正确;滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时,它的电阻增大,则电路中的电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,电流表的指针向右偏转,故C错误;滑动变阻器的滑片向左加速滑动,使电阻变大,电流变小,穿过线圈B的磁通量变小,电流表的指针向右偏转,故D错误。
2.(多选)电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是(　 )
A.图甲中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器,从而实现手机充电B.图乙中给电磁炉接通恒定电流,可以在锅底产生涡流,给锅中食物加热C.图丙中如果线圈B不闭合,S断开将不会产生延时效果D.图丁中给电子感应加速器通以恒定电流时,被加速的电子获得恒定的加速度
解析 电流流过发射线圈会产生变化的磁场,当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电,即利用发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器,从而实现手机充电,故A正确;恒定的电流产生恒定的磁场,穿过锅的磁通量不变,不会发生电磁感应现象,没有涡流产生,故B错误;如果线圈B不闭合,则线圈B中会有电磁感应现象,但不产生感应电流,故不会产生延时效果,故C正确;给电子感应加速器通以恒定电流时产生的磁场不变,即磁通量不变,则不会产生感生电场,则不能加速电子,故D错误。
微练二　感应电流方向的判断3.如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,在线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向(　　)A.先为abcd,后为dcba,再为abcdB.先为abcd,后为dcbaC.始终为dcbaD.先为dcba,后为abcd,再为dcba
解析 通电直导线周围磁场分布如图所示,根据楞次定律和安培定则判断,选项D正确。
4.如图所示,1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、开关S1、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验,下列说法正确的是(　　)
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有a→b的感应电流D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
解析 闭合S的瞬间,穿过B的磁通量没有变化,G中无感应电流,A、B错误;当闭合S后,若R增大,则A中电流减小,由右手螺旋定则知,穿过B的磁通量向下且减小,由楞次定律知G中电流方向为b→a,C错误,D正确。
5.如图所示,在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P,AB在线圈平面内。当发现闭合线圈向右摆动时(　　)
A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流
解析 根据楞次定律知线圈中的感应电流产生的磁场阻碍导线AB产生的磁场引起线圈P中磁通量变化,则线圈中电流方向为逆时针方向,导线AB的电流在增大,故C正确。
微练三　楞次定律推论的应用6.(多选)研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,下列说法正确的是(　　)A.B线圈一定有收缩的趋势B.B线圈一定有扩张的趋势C.B线圈中感应电流产生的磁场阻止了B线圈内磁通量的增加D.若从右向左看B线圈中产生顺时针方向的电流,则A左端是强磁性合金的S极
解析 现对A进行加热,其磁感应强度增大,A内部磁场与外部磁场方向相反,B线圈的总磁通量与A内部磁场方向相同,由楞次定律可知,B线圈一定有扩张的趋势,所以A错误,B正确;根据楞次定律可知,B线圈中感应电流产生的磁场阻碍了B线圈内磁通量的增加,而非阻止,C错误;根据右手螺旋定则和楞次定律可知,若从右向左看B中产生顺时针方向的电流,则A中原磁场方向向右,即A左端是强磁性合金的S极,D正确。
7.某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示,在电梯挂厢上安装永久磁体,并在电梯的井壁上铺设线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置,下列说法正确的是(　　)
A.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中B.当电梯坠落至永久磁体在图示位置时,闭合线圈A、B中的电流方向相反C.当电梯坠落至永久磁体在图示位置时,只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D.当电梯坠落至永久磁体在图示位置时,只有闭合线圈B在阻碍电梯下落
解析 若电梯突然坠落,穿过闭合线圈A、B内的磁通量发生变化,将在线圈中产生感应电流,感应电流会阻碍磁体的相对运动,可起到应急避险作用,但不能阻止磁体的运动,故A错误;当电梯坠落至永久磁体在题图所示位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从上向下看是逆时针方向,闭合线圈B中向上的磁场增强,感应电流的方向从上向下看是顺时针方向,可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反,故B正确;结合以上分析可知,当电梯坠落至永久磁体在题图所示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落,故C、D错误。
8.如图所示,将一磁体通过放置在电子秤上的支架悬挂于电子秤上方,磁体的正下方有两条光滑的固定金属导轨M、N,其上有两根可以自由滑动的金属杆a、b,磁体在回路中心的正上方,当剪断细线,磁体下落时,下列说法正确的是(　　)
A.a、b杆相互远离B.与剪断细线前相比电子秤的示数增加C.导轨对电子秤的压力变大D.磁体处于完全失重状态
解析 由楞次定律可知杆a、b将相互靠拢,A错误;将磁体、支架、导轨和金属杆看成一个整体,剪断细线后,磁体处于失重状态,整体对电子秤的压力减小,磁体会受到下方回路中感应电流产生的磁场的阻力作用,并不是完全失重,B、D错误;磁体对导轨产生向下的力,因此导轨对电子秤的压力变大,C正确。
微练四　三定则一定律的应用9.如图所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨跟圆形线圈M相接,图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径RM解析 导体棒ab加速向左运动时,导体棒ab产生的感应电动势和感应电流增大,由右手定则判断知ab中电流方向由b→a,根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外,穿过N的磁通量增大,所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大,故A错误;同理分析知,导体棒向右加速运动,线圈N有扩张趋势,故B错误;导体棒向左减速运动,线圈N有收缩趋势,故C正确;导体棒向左匀速运动,线圈N中无感应电流产生,故D错误。
10.一对同轴的螺线管(轴线水平)剖面图如图所示。现给线圈A通电,其中的电流方向用“·”和“×”表示,且电流不断增大,线圈B中就会产生感应电流。下列说法正确的是(　　)A.线圈A中的磁场方向向左B.线圈B中感应电流的磁场方向向右C.线圈B中产生的感应电流大小不可能保持恒定D.从左向右看线圈B中产生的感应电流为逆时针方向
解析 由右手螺旋定则可知,线圈A中的磁场方向向右,故A错误;由于线圈A中电流增大,则磁场增大,穿过B线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈B中感应电流的磁场方向向左,如果线圈A中电流均匀增大,则线圈B中的电流大小不变,故B、C错误;由楞次定律可知,从左向右看线圈B中产生的感应电流为逆时针方向,故D正确。
11.动圈式麦克风的示意简图如图所示,磁体固定在适当的位置,线圈与一个膜片连接,声波传播时可使膜片左右移动,从而引起线圈运动产生感应电流,则线圈(　　)
A.磁通量增大时,感应电流从a流向bB.磁通量减小时,感应电流从b流向aC.磁通量先增大后减小时,感应电流一直从a流向bD.磁通量先增大后减小时,感应电流先从b流向a再从a流向b