2019年高中物理第一章电磁感应专题培优练（一）电磁感应中的“一定律三定则”问题（含解析）粤教版选修3_2.doc

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1、- 1 -电磁感应中的“一定律三定则”问题1如图 1 所示，两个相同的铝环穿在一根光滑杆上，将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是( )图 1A同时向左运动，间距增大B同时向左运动，间距不变C同时向左运动，间距变小D同时向右运动，间距增大解析：选 C 将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中，两个环中均产生感应电流。根据楞次定律，感应电流将阻碍与磁体间的相对运动，所以两环均向左运动。靠近磁铁的环所受的安培力大于另一个，又可判断两环在靠近。选项 C 正确。2如图 2 所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中，则( )图 2A小车将向右运动

2、B使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转变为电能，最终转化为螺线管的内能C条形磁铁会受到向右的力D小车会受到向左的力解析：选 A 磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留” ，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以选项 A 正确，选项 C、D 错误。电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车的动能和螺线管中的内能，所以选项 B 错误。3如图 3 所示，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力 FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )

3、图 3- 2 -A FN先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左B FN先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左C FN先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右D FN先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右解析：选 D 根据楞次定律的另一种表述判断，磁铁靠近线圈时两者排斥， FN大于 mg，磁铁远离线圈时两者吸引， FN小于 mg，由于安培力阻碍两者间的相对运动，所以线圈一直有向右运动的趋势。故选 D。4(多选)如图 4 所示，光滑固定导轨 M、 N 水平放置，两根导体棒 P、 Q 平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图 4A P、 Q 将相互靠拢B P、

4、 Q 将相互远离C磁铁的加速度仍为 gD磁铁的加速度小于 g解析：选 AD 本题考查用楞次定律判断物体的运动情况。根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路， “效果”是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以 P、 Q 将互相靠近且磁铁的加速度小于 g。5如图 5 所示， ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器 R 的滑片自左向右滑动时，线框 ab 的运动情况是( )图 5A保持静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向解析：选 C 本题考查了楞次定

5、律的另一种表述，关键是分析出穿过闭合导线框的磁通量如何变化。由图示电路，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，- 3 -则穿过闭合导线框 ab 的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流磁场将阻碍原磁通量的变化，线框 ab 只有顺时针转动，才能使穿过线框的磁通量增加。6如图 6 所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环，发生的现象是( )图 6A磁铁插向左环，横杆发生转动B磁铁插向右环，横杆发生转动C无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析：选 B 本题考查电磁感

6、应现象、安培力的简单应用。磁铁插向左环，横杆不发生转动，因为左环不闭合，不能产生感应电流，不受安培力的作用；磁铁插向右环，横杆发生转动，因为右环闭合，能产生感应电流，在磁场中受到安培力的作用，选项 B 正确。7如图 7 所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈始终静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( )图 7A先向左、后向右 B先向左、后向右、再向左C一直向右 D一直向左解析：选 D 根据楞次定律的“阻碍变化”和“来拒去留” ，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远

7、离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项 D 正确。8如图 8 所示，条形磁铁从高 h 处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关 S断开时，至落地用时 t1，落地时速度为 v1；S 闭合时，至落地用时 t2，落地时速度为 v2。则它们的大小关系正确的是( )- 4 -图 8A t1t2， v1v2 B t1 t2， v1 v2C t1v2解析：选 D 开关 S 断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a g；当 S 闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故 av2。9如图 9 所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落

8、，在下落过程中，下列判断正确的是( )图 9A金属环在下落过程中的机械能守恒B金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力解析：选 B 金属环在下落过程中，磁通量发生变化产生感应电流，金属环受到磁场力的作用，机械能不守恒，A 错。由能量守恒，金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和，B 对。金属环下落的过程中，机械能不停地转变为电能，机械能一直减少，C 错误。当金属环下落到磁铁中央位置时，金属环中的磁通量不变，无感应电流，环和磁铁间无作用力，磁铁对桌面的压力大小等于磁铁的重力，D 错误。10(多

9、选)如图 10 所示装置中， cd 杆原来静止。当 ab 杆做如下哪些运动时， cd 杆将向右移动( )图 10- 5 -A向右匀速运动 B向右加速运动C向左加速运动 D向左减速运动解析：选 BD ab 杆匀速运动时， ab 杆中感应电流恒定， L1中磁通量不变，穿过 L2的磁通量不变化， L2中无感应电流产生， cd 杆保持静止，A 错误； ab 杆向右加速运动时， L2中的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知，通过 cd 杆的电流方向向下， cd 杆向右移动，B正确；同理可得 C 错误，D 正确。11(多选)如图 11 所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈 M 相连接，要使小线圈

10、 N 获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的祼金属棒 ab 的运动情况是(两线圈共面)( )图 11A向右匀速运动 B向左加速运动C向右减速运动 D向右加速运动解析：选 BC 当 ab 匀速运动时，在 M 中产生的感应电流是稳定的，穿过小线圈 N 的磁通量不变， N 中无感应电流，A 错误；当 ab 向左加速运动时， M 中的感应电流沿逆时针方向且增大，穿过 N 的磁通量向外且增大，则 N 中感应电流的磁场向里，感应电流的方向沿顺时针，B 正确；同理可得 C 正确，D 错误。12(多选) AOC 是光滑的直角金属导轨， AO 沿竖直方向， OC 沿水平方向， ab 是一根靠立在导轨上的金属直

11、棒(开始时 b 离 O 点很近)，如图 12 所示。它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中 a 端始终在 AO 上， b 端始终在 OC 上，直到 ab 完全落在 OC 上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则 ab 棒在运动过程中( )图 12A感应电流方向始终是 b aB感应电流方向先是 b a，后变为 a bC所受安培力方向垂直于 ab 向上D所受安培力方向先垂直于 ab 向下，后垂直于 ab 向上解析：选 BD ab 棒下滑过程中，穿过闭合回路的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，感应电流方向先由 b a，后变为 a b，B 正确；由左手定则可知， ab 棒所受安培力方

12、- 6 -向先垂直 ab 向下，后垂直于 ab 向上，D 正确。13(多选)(2016上海卷)如图 13(a)，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(b)所示规律变化时( )图 13A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解析：选 AD 据题意，在 t1 t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在

13、增大，则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项 A 正确；在t2 t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，故选项 B、C 错误；在 t3 t4时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减小的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，选项 D 正确。14如图 14 所示，线圈 A 处在匀强磁场中，磁场的方向垂直线圈平面向里，磁感应强度均匀减小，开关 S 闭合时流过电阻 R 的电流方向如何？图 14解析：本题应用楞次定律进行分析。当开关 S 闭合时磁感应强度均匀减小，通过线圈 A的磁通量向里且减少，回路中产生的感应电流的磁场阻碍磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，再根据右手螺旋定则知线圈 A 中产生顺时针方向的感应电流，故流过电阻 R 的电流方向为 a R b。答案：流过电阻 R 的电流方向从 a 通过 R 到 b。- 7 -