2022年一轮讲义单元小结练-楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载单元小结练 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用限时： 45 分钟 1如图 1 所示,某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v 骑行,该处地磁场的水平重量大小为 B1,方向由南向北,竖直重量大小为 B2,方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质,两把手间距为L,只考虑自行车在地磁场中的电磁感应,以下结论正确选项 图 1 A图示位置中辐条 A 点电势比 B 点电势低B图示位置中辐条 A 点电势比 B 点电势高C自行车左车把的电势比右车把的电势高 B2LvD自行车在十字路口左拐改为南北骑向,就自行车

2、车把两端电动势要降低答案AC 由右手定就知, 自行车左车把的电势比右车把的电势高解析自行车车把切割磁感线,B2Lv；辐条旋转切割磁感线,由右手定就知,图示位置中辐条A 点电势比 B 点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向,地磁场竖直重量始终垂直于自行车车把,就其两端电动势不变正确答案为A、 C. 2如图 2 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 型导线框 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,以下选项中正确选项 图 2

3、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 t1t2时间内,金属圆环L 内有逆时针方向的感应电流细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载D在 t1t2时间内,金属圆环 L 有收缩的趋势答案 BD 解析 当螺线管内的磁感应强度随时间按题图乙所示规律变化时,在导线框 cdef 内产生感应电流,在 t1 时刻,感应电流为零,金属圆环 L 内的

4、磁通量为零,选项 A 错误；在 t2 时刻,感应电流最大,金属圆环 L 内的磁通量最大,选项 B 正确；由楞次定律,在 t1t2 时间内,导线框cdef 内产生逆时针方向感应电流,感应电流逐步增大,金属圆环 L 内磁通量增大,依据楞次定律,金属圆环 L 内有顺时针方向的感应电流,选项 C错误；在 t1t 2时间内,金属圆环 L 有收缩的趋势,选项 D 正确3图 3 甲为一放置在垂直纸面对里的匀强磁场中的正方形金属线圈,磁场的磁感应强度 B随时间 t 变化的关系如图乙所示,就以下说法正确选项 图 3 A在 05 s 的时间内,正方形线圈中均有感应电流产生B在前 2 s 内线圈中产生了恒定的电流C

5、在 2 s3 s 内线圈中无感应电流产生D在前 2 s 内和 3 s5 s内这两个时间段内,线圈中产生的感应电流的方向相反答案 CD 解析 在 2 s3 s时间内,磁感应强度不变,正方形线圈内磁通量不变,不产生感应电流,选项 A 错误, C 正确在前2 s 内线圈中磁通量不是匀称变化,磁通量变化率逐步增大,产生逐步增大的电流,选项 B 错误在前 2 s 内磁感应强度增大,在 3 s5 s 内磁感应强度减小,在这两个时间段内,线圈中产生的感应电流的方向相反,选项 D 正确4如图 4 所示,一导线弯成闭合线圈,以速度 v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直平面对外线圈总电阻为以下

6、结论正确选项 R,从线圈进入磁场开头到完全进入磁场为止,细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载图 4 A感应电流始终沿顺时针方向B线圈受到的安培力先变大后变小C感应电动势的最大值EBrvB r2r2依据楞次定律D穿过线圈某个横截面的电荷量为R答案AB 通过闭合线圈的磁通量逐步增大,解析在闭合线圈进入磁场的过程中,可知感应电流的方向始终为顺时针方向,A 正确线圈切割磁感线的有效长度先变

7、大后变小,感应电流先变大后变小,安培力也先变大后变小,B 正确线圈切割磁感线的有效长度最大值为 2r,感应电动势最大值为 E2Brv,C 错误 穿过线圈某个横截面的电荷量为 q RB r 2R 2r 2,D 错误5如图 5 甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器 C 和电阻 R,导体棒MN 放在导轨上且接触良好,整个装置放在垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度 B 的变化情形如图乙所示 图示磁感应强度方向为正方向 ,MN 始终保持静止, 就 0t2 时间内 图 5 A电容器 C 的电荷量大小始终没变B电容器 C 的 a 板先带正电后带负电CMN 所受安培力的大小始终没变D MN 所受安

8、培力的方向先向右后向左答案AD 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 解析磁感应强度匀称变化,产生恒定电动势,电容器C 的电荷量大小始终没变,选项 A 正确, B 错误；由于磁感应强度变化,MN 所受安培力的大小变化,MN 所受安培力的方向先向右后向左,选项C 错误, D 正确6如图 6 所示, P、Q 是两根竖直且足够长的金属杆电阻忽视不计,处在垂直纸面对里的匀强磁场B 中, MN 是一个螺线管,它的绕线方法没有画出,P、 Q 的输出端a、 b 和细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - -

9、 - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载MN 的输入端 c、d 之间用导线相连,A 是在 MN 的正下方水平放置在地面上的金属圆环现将金属棒ef 由静止释放,在下滑中始终与P、Q 杆良好接触且无摩擦,就在金属棒释放后 图 6 A A 环中有大小不变的感应电流BA 环中的感应电流逐步减小至恒定值CA 环对地面的压力先增大后减小至恒定值D A 环对地面的压力先减小后增大至恒定值答案 BC 解析 将金属棒 ef 由静止释放,做加速度逐步减小的加速运动,产生的感应电动势和感应电流逐步增大,A 环中有大小逐步减小的感应电流,选项 A 错误, B 正确由楞次定律, A 环对地面的

10、压力先增大后减小至恒定值,选项 7如图 7 所示,在通电密绕长螺线管靠近左端处,吊一金属环C 正确, D 错误a 处于静止状态,在其内部也吊一金属环 b 处于静止状态, 两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴线上,当滑动变阻器 R 的滑片 P 向左移动时, a、 b 两环的运动情形将是 图 7 A a 右摆, b 左摆Ba 左摆, b 右摆Ca 右摆, b 不动D a 左摆, b 不动答案 D 解析 当滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的阻值变小, 通过螺线管的电流变大,依据通电螺线管内外的磁感线分布特点可知,穿过 a 环的磁通量将增大,依据楞次定律的推论, a 环将左摆来阻碍磁

11、通量的增大,由微元法可得b 环所受的安培力指向圆心且细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -在同一平面内,故学习必备欢迎下载D 正确b 环有面积缩小的趋势但不摇摆,8如图 8 所示,一半圆形铝框处在垂直纸面对外的非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为 ByB0, y 为各点到地面的距离,ycc 为常数, B0 为肯定值铝框平面与磁场垂直,直径 ab 水平,空气阻力不计,铝框由静止释放下落的过程中 图 8

12、A铝框回路磁通量不变,感应电动势为 0 B回路中感应电流沿顺时针方向,直径 ab 两点间电势差为 0 C铝框下落的加速度大小肯定小于重力加速度 gD直径 ab 受安培力向上,半圆弧 ab 受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于 g答案 C 解析 由题意知, y 越小, By越大,铝框下落过程中,磁通量逐步增加,感应电动势不为 0,A 错误；由楞次定律判定,铝框中电流沿顺时针方向,但 Uab 0,B 错误；直径ab 受安培力向上,半圆弧 ab 受安培力向下,但直径 ab 处在磁场较强的位置,所受安培力较大,半圆弧 ab 的等效水平长度与直径相等,但处在磁场较弱的位置,所受安培力较小, 这样整个

13、铝框受安培力的合力向上,铝框下落的加速度大小小于 g,故 C 正确,D 错误9如图 9 所示,在半径为R 的半圆形区域内,有磁感应强度为B 的垂直纸面对里的有界匀强磁场, PQM 为圆内接三角形,且PM 为圆的直径,三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成 不考虑导线中电流间的相互作用设线圈的总电阻为r 且不随外形转变而变化,此时PMQ37,以下说法正确选项 图 9 细心整理归纳 精选学习资料 A穿过线圈PQM 中的磁通量大小为0.96BR2 第 5 页,共 8 页 B如磁场方向不变,只转变磁感应强度B 的大小,且BB0 kt,就此时线圈中产生的感应电流大小为I0.48kR r2C保持 P、M

14、 两点位置不变,将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中,线圈 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载中有感应电流且电流方向不变D保持 P、M 两点位置不变,将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中,线圈中不会产生焦耳热答案 A 解析 穿过线圈 PQM 的磁通量 BSB1 22R2Rcos 37 sin 370.96BR 2,A 正确当2BB0 kt 时,线圈中的感应电动势 EB tS0.96kR 2,故线圈中的感应电流 I0

15、.96kR r,B 错误保持 P、 M 两点位置不变,将 Q 沿圆弧顺时针移动到接近 M 的过程中,线圈中磁通量先增大后减小,磁通量变化, 有感应电流产生且方向转变,线圈中会产生焦耳热, C、D 错误10如图 10 甲所示,在水平面上固定有长为 L2 m、宽为 d1 m 的金属“U” 形导轨,在“U” 形导轨右侧 l0.5 m 范畴内存在垂直纸面对里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在 t0 时刻,质量为 m0.1 kg 的导体棒以 v 01 m/s 的初速度从导轨的左端开头向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0.1,导轨与导体棒单位长度 1 m的电阻均为 的影响 取 g

16、10 m/s 2 0.1 ,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场甲 乙图 10 1通过运算分析 4 s 内导体棒的运动情形；2运算 4 s 内回路中电流的大小,并判定电流方向；3运算 4 s 内回路产生的焦耳热细心整理归纳 精选学习资料 答案1前 1 s 导体棒做匀减速直线运动,1 s4 s 内始终保持静止20.2 A ,顺时针 第 6 页,共 8 页 方向30.04 J 解析1导体棒先在无磁场区域做匀减速直线运动,有 mgma,vv 0at,xv 0t1 2at2导体棒速度减为零时,v0. 代入数据解得：t1 s, x0.5 mLl1.5 m,导体棒没有进入磁场区域 - - - - -

17、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载导体棒在 1 s 末已停止运动,以后始终保持静止,离左端距离为 x0.5 m. 2前 2 s 磁通量不变,回路电动势和电流分别为 E 0,I0 B后 2 s 回路产生的感应电动势为 Etld t 0.1 V 回路的总长度为 5 m,因此回路的总电阻为 R5 0.5 电流为 IE R0.2 A 依据楞次定律,在回路中的电流方向是顺时针方向3前 2 s 电流为零,后 2 s 有恒定电流,焦耳热为Q I 2Rt0.04 J

18、. 11如图 11a所示,一个阻值为 R、匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1连接成闭合回路金属线圈的半径为 r1, 在线圈中半径为 r 2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面对里的匀强磁场,磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图 b所示 图线与横、 纵轴的截距分别为 t0 和 B0. 导线的电阻不计求 0 至 t1时间内：a b 图 11 1通过电阻 R1的电流大小和方向；2通过电阻 R1的电荷量 q 及电阻 R1上产生的热量细心整理归纳 精选学习资料 答案2 1nB0r 3Rt0,方向从 b 到 a 2 第 7 页,共 8 页 2nB0r2 2t12n2 2B 2 0

19、r2 9Rt 04 2t13Rt0解析1穿过闭合线圈的磁场的面积为Sr2 2由题图 b可知,磁感应强度B 的变化率的大小为 B t B0依据法拉第电磁感应定律得：En tnS B tnB0r2 2由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R1 的电流为：IEnB0rR2R 3Rt02 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载再依据楞次定律可以判定,流过电阻 R1的电流方向应由 b 到 a细心整理归纳 精选学习资料 20 至 t1 时间内通过电阻R1 的电荷量为4 2t1 第 8 页,共 8 页 2 qIt 1nB0r 3Rt0 2t1QI2R1t12n2 2B 2 0r2 9Rt 0电阻 R1 上产生的热量为 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -