【高考物理】一轮复习15、实验十五　探究影响感应电流方向的因素　电磁感应现象　楞次定律-学案

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A组 实验：探究影响感应电流方向的因素
1.(2024·福建福州一模)某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关如图1连接，在开关闭合、线圈A放在线圈中的情况下，他发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流表指针向右偏转，则关于他的下列推断中正确的是________。
图1
A.若线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，则电流表指针向左偏转
B.若线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，则电流表指针向右偏转
C.滑若动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，则电流表指针始终静止在刻度盘的正中央
D.由于线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流表指针偏转方向
2.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，
(1)为安全检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系，在给出的实物图(如图2甲)中，将需要的实验仪器正确连成完整的实验电路。

甲 乙
图2
(2)电路中定值电阻的作用主要是为了______。
A.减小电路两端的电压，保护电源
B.增大电路两端的电压，保护电源
C.减小电路中的电流，保护灵敏电流表
D.减小电路中的电流，便于观察灵敏电流表的读数
(3)图乙所示实验中，下列实验操作中说法正确的是________。
A.判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕法
B.实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显
C.实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响
D.将N极向下插入线圈或将S极向下插入线圈，电流表的偏转方向相同
3.在“研究电磁感应现象”实验中，
(1)图3给出了可供使用的实验器材，某同学选择了电源、开关和带铁芯的原、副线圈，还需选择的器材有：_____________________。
图3
(2)从能量转化的角度来看，闭合电路的部分导体切割磁感线而产生感应电流的过程中________能转化为________能；若闭合电路中的感应电流是因磁感应强度发生变化而产生的，则是________能转化为________能。
(3)下面四幅图中，“＋”和“－”分别表示灵敏电流表的正、负接线柱。已知电流从正接线柱流入灵敏电流表时，指针向正接线柱一侧偏转，电流从负接线柱流入时，指针向负接线柱一侧偏转。图4中给出了条形磁体运动的方向、指针偏转方向或螺线管的绕线方向，以下判断正确的是________。
图4
A.甲图中电流表的指针偏转方向向右
B.乙图中螺线管内部的磁场方向向下
C.丙图中条形磁体向下运动
D.丁图中螺线管的绕线方向从上往下看为顺时针方向
4.某学习小组同学使用如图5甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管A、滑动变阻器、开关与电池构成闭合回路；螺线管B与电流表构成闭合电路，螺线管B套在螺线管A的外面。
图5
(1)要想使电流表指针发生偏转，下列四种操作中可行的是________。
A.闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止向上运动
B.闭合开关，螺线管B不动，螺线管A插入或拔出螺线管B
C.闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片
D.螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关
(2)利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系，螺线管B与电流表构成闭合电路。正确连接好实验电路后，将条形磁体N极朝下插入螺线管B，观察到电流表的指针向右偏。
①将条形磁体N极朝下拔出螺线管B，观察到电流表的指针________(填“向左偏”或“向右偏”)；
②将条形磁体S极朝下插入螺线管B，观察到电流表的指针________(填“向左偏”或“向右偏”)。
B组 电磁感应现象 楞次定律
A级 基础对点练
对点练1 感应电流的产生和方向的判断
1.如图1所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有( )
图1
A.使通电螺线管中的电流发生变化
B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动
C.使线圈a以MN为轴转动
D.使线圈绕垂直于MN的直径转动
2.如图2所示，长直导线中通有向右的电流I，线圈①与直导线垂直放置于其正下方，线圈②中心轴线与直导线重合，线圈③直径与直导线重合，线圈④与直导线共面放置于其正下方。在电流I均匀增大的过程中( )
图2
A.从左向右看，线圈①中产生顺时针方向的电流
B.从左向右看，线圈②中产生逆时针方向的电流
C.正视线圈③中产生逆时针方向的电流
D.正视线圈④中产生逆时针方向的电流
3.如图3所示，长直导线MN置于三角形金属线框abc上，彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增大时，线框中( )
图3
A.磁通量变化量为零
B.没有产生感应电流
C.感应电流方向为abca
D.感应电流方向为acba
4.如图4(a)所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，规定图(a)中箭头方向为电流的正方向。直导线中通以图(b)所示的电流，则在0～t1时间内，导线框中感应电流的方向( )
图4
A.先顺时针后逆时针 B.先逆时针后顺时针
C.始终沿顺时针 D.始终沿逆时针
对点练2 楞次定律的推广应用
5.如图5所示，一带正电粒子从直径上方掠过在水平面内的金属圆环表面，粒子与圆环不接触，该过程中( )
图5
A.穿过金属环的磁通量一定不变
B.环中一定有感应电流
C.金属环有扩张趋势
D.粒子与金属环无相互作用
6.如图6所示，空间存在垂直纸面向里的磁场，磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，且关于竖直平面MN对称，绝缘轻线上端固定在M点，下端与一个粗细均匀的铜制圆环相连。现将圆环由P处无初速度释放，圆环第一次向右摆动最远能到达Q处(图中未画出)。已知圆环始终在同一竖直平面内摆动，则在圆环从P摆向Q的过程中，下列说法正确的是( )
图6
A.位置P与Q可能在同一高度
B.感应电流方向始终逆时针
C.感应电流方向先逆时针后顺时针
D.圆环整体所受安培力先做负功后做正功
7.如图7所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁体。当条形磁体沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为m，桌面对它的支持力为FN。在此过程中( )
图7
A.FN小于mg，圆环有向右的运动趋势
B.FN小于mg，圆环有向左的运动趋势
C.FN大于mg，圆环有向右的运动趋势
D.FN大于mg，圆环有向左的运动趋势
8.(多选)(2024·重庆一中适应性考试)近几年，许多品牌手机推出无线充电功能，最方便的应用场景之一，是在家用汽车上实现手机无线充电。如图8所示为手机无线充电的工作原理示意图，其主要部件为汽车充电基座内的输电线圈和手机中的受电线圈，若在充电基座内的输电线圈中通入方向由b经线圈到a，且正在变大的电流，在手机受电线圈中接一个电阻，则( )
图8
A.受电线圈中，通过电阻的电流方向由c到d
B.受电线圈中，通过电阻的电流方向由d到c
C.受电线圈与输电线圈相互吸引
D.受电线圈与输电线圈相互排斥
对点练3 “三定则、一定律”的应用
9.如图9所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab棒和cd棒的运动情况是( )
图9
A.ab棒向左运动，cd向右运动
B.ab棒向右运动，cd向左运动
C.ab棒和cd棒都向右运动
D.ab棒和cd棒都保持静止
B级 综合提升练
10.(多选)如图10甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时，则( )
图10
A.在t1～t2时间内，L有收缩趋势
B.在t2～t3时间内，L有扩张趋势
C.在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流
D.在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流
11.航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图11所示，当固定线圈上突然通入直流电流时，靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去，如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝导线制成的形状完全相同的两个闭合导线环，且电阻率ρ铜