2021年高考物理一轮复习考点33电磁感应现象磁通量楞次定律课件

电磁感应现象磁通量楞次定律考点33第1步狂刷小题·夯基础题组一基础小题1.如图所示，半径为R的圆形单匝线圈a内有一单匝内接三角形线圈b，两线圈彼此绝缘，磁感应强度大小为B的匀强磁场的边缘与三角形线圈b重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A．1∶1B．1∶2C．43π∶9D．9∶43答案解析磁通量Φ＝BS，S为有效面积，从题中可以看出两个图形的有效面积是相等的，所以穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶1，故A正确。解析2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是()A．开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B，都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转答案解析开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B，都会引起穿过线圈B的磁通量的变化，产生感应电流，从而使电流计指针偏转，A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A中的电流变化，使穿过线圈B的磁通量发生变化，由楞次定律可知，电流计指针都会发生偏转，C、D错误。解析3．下图中能产生感应电流的是()解析根据产生感应电流的条件知：A中，回路没闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合回路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流。答案解析4．如图所示，在一水平固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是()A．总是顺时针B．总是逆时针C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针答案解析由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程，闭合圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律可判断出，从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先为顺时针后为逆时针，C正确。解析5.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2，则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左答案解析导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，感应电流方向为a→d→c→b→a，由左手定则可判断这时cd边受到的安培力方向水平向左，A错误，D正确；在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断感应电流方向为a→b→c→d→a，导线框所受安培力的方向仍然为水平向左，B、C错误。解析6.如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是()A．同时向左运动，间距增大B．同时向左运动，间距减小C．同时向右运动，间距减小D．同时向右运动，间距增大答案解析当条形磁铁向左靠近两环时，穿过两环的磁通量均增加。根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，则两环都向左运动。又由于两环中的感应电流方向相同，两环相互吸引，且磁铁对右环的斥力较大，故右环向左运动的加速度较大，所以两环间距减小，B正确。解析7.(多选)如图所示“匚”形线框ABCD上有一根可以无摩擦滑动的导线ab，左侧有通电导线MN，电流方向由N到M，若将线框置于匀强磁场中，则()A．ab边向右运动时，导线MN与AB边相互吸引B．ab边向左运动时，导线MN与AB边相互吸引C．ab边向左运动时，导线MN与AB边相互排斥D．ab边向右运动时，导线MN与AB边相互排斥答案解析ab边向右运动时，根据右手定则可得，ab中的感应电流的方向从b流向a，AB中的电流从A流向B，与导线MN中的电流方向相反，所以导线MN与AB边相互排斥，A错误，D正确；ab边向左运动时，根据右手定则可得，ab中的感应电流的方向从a流向b，AB中的电流从B流向A，与导线MN中的电流方向相同，所以导线MN与AB边相互吸引，故B正确，C错误。解析8．大小不等的两导电圆环P、Q均固定于水平桌面上，Q环位于P环内。在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增大的匀强磁场B，则()A．Q环内有顺时针方向的感应电流B．Q环内有逆时针方向的感应电流C．P环内有顺时针方向的感应电流D．P环内有逆时针方向的感应电流答案解析B随时间均匀增大，由楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，P环内有逆时针方向、大小不变的感应电流，Q环内磁场由P中电流产生，因P中电流不变，故Q环内没有感应电流产生，故A、B、C错误，D正确。解析9.如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断正确的是()A．ΦB＝ΦCB．ΦBΦCC．ΦBΦCD．无法判断答案解析根据右手螺旋定则并结合磁场的特点可知，线圈A在内部产生的磁场的方向垂直纸面向外，而外部的磁场垂直纸面向里，当外部线圈的面积越大时，穿过线圈内外的磁通量相互抵消得越多，因此穿过线圈B的磁通量大，穿过线圈C的磁通量小，故B正确，A、C、D错误。解析10.(多选)如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则该磁场()A．逐渐增强，方向向外B．逐渐增强，方向向里C．逐渐减弱，方向向外D．逐渐减弱，方向向里答案解析回路变为圆形，面积增大，说明原闭合回路的磁通量减小，即磁场逐渐减弱，而磁场方向可能向外，也可能向里，故C、D正确。解析11.(多选)如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电的绝缘环，A为导体环。当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是()A．A中产生逆时针的感应电流B．A中产生顺时针的感应电流C．A具有收缩的趋势D．A具有扩张的趋势答案解析由题图可知，B为均匀带负电的绝缘环，当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，B中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流产生的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，A中的磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知A中感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；B环外的磁场方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有扩张的趋势，故C错误，D正确。解析12．(多选)如图甲所示，光滑“∠”形金属支架ABC固定在水平面上，支架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，一金属导体棒EF放在支架上，用一轻杆将导体棒与墙固定连接，导体棒与金属支架接触良好，磁场随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是()A．t1时刻轻杆对导体棒的作用力最大B．t2时刻轻杆对导体棒的作用力为零C．t2到t3时间内，轻杆对导体棒的作用力先增大后减小D．t2到t4时间内，轻杆对导体棒的作用力方向不变答案解析t1时刻磁感应强度的变化率为零，因此回路中的感应电流为零，导体棒受到的安培力为零，因此轻杆对导体棒的作用力为零，A错误；t2时刻回路中的感应电流不为零，但磁感应强度为零，因此导体棒受到的安培力为零，轻杆对导体棒的作用力为零，B正确；t2时刻轻杆对导体棒的作用力为零，t3时刻轻杆对导体棒的作用力也为零，则t2到t3时间内轻杆对导体棒的作用力先增大后减小，C正确；t2到t3时间内，磁感应强度增大，因此支架与导体棒组成的回路有收缩的趋势，导体棒受到的安培力方向向左，轻杆对导体棒的作用力方向向右，同理可知t3到t4时间内，轻杆对导体棒的作用力方向向左，D错误。解析13.如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则()A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D．圆环最终将静止在平衡位置答案解析当圆环进、出磁场时，由于圆环内的磁通量发生变化，所以有感应电流产生，同时金属圆环本身有电阻，部分机械能会转化成热量而损失，因此圆环不会摆到释放位置，A错误，C正确；随着圆环进、出磁场，其机械能逐渐减少，圆环摆动的幅度越来越小，当圆环只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，圆环将在A、B间来回摆动，B、D错误。解析14．(多选)如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是()A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大C．在t1～t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流D．在t1～t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势答案解析由B­t图象知，t1时刻螺线管内的磁通量变化率为零，则导线框中的感应电流为零，L内的磁通量为零，故A错误；在t2时刻，螺线管内磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则导线框中的感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大，故B正确；在t1～t2时间内，螺线管内磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向为从f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环L内产生顺时针方向的感应电流，故C错误；在t1～t2时间内，L内的磁通量增大，由楞次定律可以确定L必须减小面积以阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故D正确。解析15.如图所示，空间存在一有边界的水平方向匀强磁场，磁场上下边界的间距为L。一个边长也为L的正方形导线框在位置Ⅰ获得向上的初速度后进入磁场沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终保持水平。当导线框的下边运动到与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零。此后，导线框一直加速下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ。则导线框()A．上升过程加速度减小，下落过程加速度增大B．上升过程加速度减小，下落过程加速度减小C．上升过程加速度增大，下落过程加速度增大D．上升过程加速度增大，下落过程加速度减小答案解析导线框穿过磁场运动时，受到重力和安培力，安培力的大小与运动速度成正比。上升过程中，安培力方向与重力方向相同，由于速度减小，安培力减小，导线框所受合力减小，故加速度减小；下落过程中，安培力与重力方向相反，由于速度增大，安培力增大，导线框所受合力减小，故加速度减小，B正确。解析16.(多选)如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动答案解析把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”，由右手定则知，靠近圆心处电势高，A正确；所加磁场越强，感应电流越强，安培力越大，对圆盘转动的阻碍越大，B正确；如果磁场反向，由楞次定律可知，安培力仍阻碍圆盘转动，C错误；若将整个圆盘置于磁场中，则圆盘中无感应电流，圆盘将匀速转动，D正确。解析17.如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球。整个装置悬挂起来，在接通开关瞬间，整个圆板将(自上而下看)()A．逆时针转动一下B．静止不