基礎(chǔ)篇
一、單選題
１.如圖所示的各種情境中，滿足磁鐵與線圈相互排斥，通過(guò)R的感應(yīng)電流方向從a到b的是( )
【答案】B
【解析】由“來(lái)拒去留”可知，磁鐵靠近線圈，則磁鐵與線圈相互排斥；由題目中A、B圖可知，當(dāng)磁鐵豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向下且磁通量增大，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，則由右手螺旋定則可知電流方向從a經(jīng)過(guò)R到b，而A的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，故A錯(cuò)誤，B正確；由“來(lái)拒去留”可知，磁鐵遠(yuǎn)離線圈，則磁鐵與線圈相互吸引；由題目中C圖可知，當(dāng)磁鐵豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向上且磁通量減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，則由右手螺旋定則可知電流方向從a經(jīng)過(guò)R到b，故C錯(cuò)誤；由題目中D圖可知，當(dāng)磁鐵豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向下且磁通量減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向下，則由右手螺旋定則可知電流方向從b經(jīng)過(guò)R到a，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
２.(2020·全國(guó)Ⅲ卷)如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時(shí)靜止。將圖中開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到( )
A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)
B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)
C．撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)
D．撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【解析】不論開(kāi)關(guān)S撥至M端或N端，穿過(guò)右邊金屬圓環(huán)的磁通量都會(huì)增加，由楞次定律的“增縮減擴(kuò)”可知，圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)才能減小磁通量的增加，故B正確。
故選：B。
３.如圖所示，緊繞有閉合線圈的絕緣圓筒放在電子秤的非磁性材料托盤(圖中未畫出)上，一條形磁鐵(N極向下)從圓筒正上方由靜止釋放后插入圓筒。空氣阻力不計(jì)。對(duì)磁鐵插入圓筒且未碰到托盤的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是( )
A．磁鐵的機(jī)械能守恒
B．磁鐵的加速度恒定
C．通過(guò)電阻的電流方向如圖中箭頭所示
D．與磁鐵尚未運(yùn)動(dòng)時(shí)相比電子秤的示數(shù)增大
【答案】D
【解析】磁鐵下落過(guò)程中，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，則磁鐵的機(jī)械能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；磁鐵下落過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率逐漸變化，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸變化，磁鐵受到的向上的安培力變化，則加速度會(huì)變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，通過(guò)電阻的電流方向?yàn)槿珙}圖中箭頭反方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁鐵下落過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量變大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，即螺線管上端為N極，則磁鐵對(duì)螺線管有向下的作用力，則電子秤的示數(shù)與磁鐵尚未運(yùn)動(dòng)時(shí)相比增大，選項(xiàng)D正確。
故選：D。
4.如圖，a和b都是鋁環(huán)，環(huán)a是閉合的，環(huán)b是斷開(kāi)的，兩環(huán)分別固定在一橫梁的兩端，橫梁可以繞中間的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。下列判斷正確的是( )
A.用磁鐵的N極靠近a環(huán)時(shí)，a環(huán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)靠近磁鐵
B．用磁鐵的N極靠近b環(huán)時(shí)，b環(huán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)靠近磁鐵
C．用磁鐵的N極靠近a環(huán)，a環(huán)會(huì)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流產(chǎn)生
D．用磁鐵的N極靠近b環(huán)，b環(huán)會(huì)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流產(chǎn)生
【答案】C
【解析】a環(huán)閉合，磁鐵靠近a環(huán)時(shí)，由“來(lái)拒去留”可知，a環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵，故A錯(cuò)誤；b環(huán)不閉合，磁鐵靠近b環(huán)時(shí)，環(huán)內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此環(huán)不受到磁場(chǎng)的作用，橫桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；用N極接近環(huán)a時(shí)，向里的磁通量增大，所以a環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向向外，環(huán)a能產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流，由于不閉合，磁鐵靠近b環(huán)時(shí)，環(huán)內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：C。
提升篇
一、單選題
1．如圖所示，兩個(gè)線圈的繞向相同，其中右側(cè)線圈與電流表構(gòu)成閉合回路，要使得右側(cè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由c到d流過(guò)電流表，且電流表示數(shù)恒定，則左側(cè)線圈中的電流隨時(shí)間變化的圖像可能是(規(guī)定左側(cè)線圈中從a到b的電流方向?yàn)檎较?( )
【答案】A
【解析】當(dāng)右側(cè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由c到d流過(guò)電流表時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右；根據(jù)楞次定律可知，穿過(guò)線圈的磁通量若方向向右，則正在減小，若穿過(guò)線圈的磁通量的方向向左，則正在增大；根據(jù)安培定則可知，此時(shí)左側(cè)線圈中的電流隨時(shí)間變化是從a到b正在增大，或電流的方向從b到a，正在減小。故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。
故選：A。
2.現(xiàn)代汽車中有一種防抱死系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱ABS)，該系統(tǒng)有一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)車速的裝置，用來(lái)控制車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，其原理如圖所示：鐵質(zhì)齒輪P與車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，右側(cè)緊靠有一個(gè)繞有線圈 的條形磁體，磁體的左端是S極，右端是N極，M是一個(gè)電流檢測(cè)器。當(dāng)車輪帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)由于鐵齒靠近或離開(kāi)線圈時(shí)，使穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。這個(gè)脈沖電流信號(hào)經(jīng)放大后去控制制動(dòng)機(jī)構(gòu)，可有效地防止車輪制動(dòng)時(shí)被抱死。在齒A從圖中所示位置順時(shí)針轉(zhuǎn)到虛線位置過(guò)程中，M中的感應(yīng)電流方向?yàn)? )
A．—直從右向左
B．—直從左向右
C．先從右向左，后從左向右
D．先從左向右，后從右向左
【答案】D
【解析】當(dāng)鐵齒靠近磁鐵時(shí)被磁化，磁場(chǎng)方向向右，先是A下面的齒離開(kāi)，穿過(guò)線圈的磁通量向右減小，接著A齒靠近，穿過(guò)線圈的磁通量向右增加，所以感應(yīng)電流磁場(chǎng)先向右再向左，根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流方向先從左向右，后從右向左，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
3.如圖所示，在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h(yuǎn)處，由靜止開(kāi)始下落，最后落在水平地面上。磁鐵下落過(guò)程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過(guò)圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸。若不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．在磁鐵下落的整個(gè)過(guò)程中，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針(從上向下看圓環(huán))
B．磁鐵在整個(gè)下落過(guò)程中，所受線圈對(duì)它的作用力先豎直向上后豎直向下
C．磁鐵在整個(gè)下落過(guò)程中，它的機(jī)械能不變
D．磁鐵落地時(shí)的速率一定等于 eq \r(2gh)
【答案】A
【解析】由圖示可知，在磁鐵下落過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變大，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较颍笱仨槙r(shí)針?lè)较?，故A正確；由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵和圓環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中為阻礙磁鐵的靠近，圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力豎直向上，在磁鐵穿過(guò)圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)的過(guò)程中，為阻礙磁鐵的遠(yuǎn)離，圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力豎直向上，則在整個(gè)過(guò)程中，圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力始終豎直向上，故B錯(cuò)誤；在磁鐵下落過(guò)程中，圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)中有電能產(chǎn)生，磁鐵在整個(gè)下落過(guò)程中，磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由能量守恒定律可知，磁鐵的機(jī)械能減少，故C錯(cuò)誤；磁鐵做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，v2＝2gh，磁鐵落地時(shí)的速度v＝ eq \r(2gh) ，由于磁鐵下落時(shí)能量有損失，磁鐵落地速度小于 eq \r(2gh) ，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
4.(2021·揚(yáng)州高二檢測(cè))據(jù)新聞報(bào)道：2020年5月16日，廣西玉林一在建工地發(fā)生了一起事故，一施工電梯突然失控從高處墜落，此次電梯墜落事故導(dǎo)致了一些人員傷亡。為了防止類似意外發(fā)生，某課外研究性學(xué)習(xí)小組積極投入到如何防止電梯墜落的設(shè)計(jì)研究中，所設(shè)計(jì)的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為能在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害。關(guān)于該裝置，下列說(shuō)法正確的是( )
A．該小組設(shè)計(jì)原理有問(wèn)題，當(dāng)電梯突然墜落時(shí)，該裝置不可能起到阻礙電梯下落的作用
B．當(dāng)電梯突然墜落時(shí)，該安全裝置可使電梯停在空中
C．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí)，閉合線圈A、B中電流方向相反
D．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí)，已經(jīng)穿過(guò)A閉合線圈，所以線圈A不會(huì)阻礙電梯下落，只有閉合線圈B阻礙電梯下落
【答案】C
【解析】若電梯突然墜落時(shí)，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可起到應(yīng)急避險(xiǎn)作用，故A錯(cuò)誤；感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但不能阻止磁鐵的運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電梯墜落至題干圖位置時(shí)，閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱，感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時(shí)針?lè)较?，B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時(shí)針?lè)较?，可知A與B中感應(yīng)電流方向相反，故C正確；結(jié)合A的分析可知，當(dāng)電梯墜落至題干圖位置時(shí)，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
5.如圖所示，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長(zhǎng)為l0、下弧長(zhǎng)為d0的金屬線框的中點(diǎn)連接并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長(zhǎng)為2l0、下弧長(zhǎng)為2d0的方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且d0?L，先將線框拉到如圖所示的位置，松手后讓線框進(jìn)入磁場(chǎng)，忽略空氣阻力和摩擦。下列說(shuō)法正確的是( )
A．金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a
B．金屬線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a
C．金屬線框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的速度大小總是相等
D．金屬線框最終將在有界磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
【答案】D
【解析】金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框切割磁感線的有效面積增大，磁通量增大，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可判斷電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a，故A錯(cuò)誤；金屬線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，線框切割磁感線的有效面積減小，磁通量減小，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可判斷電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a，故B錯(cuò)誤。根據(jù)能量守恒定律，線框每次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí)都會(huì)有熱量產(chǎn)生，機(jī)械能減少，可知金屬線框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的速度大小不相等，故C錯(cuò)誤。當(dāng)線框不再穿出磁場(chǎng)時(shí)，就沒(méi)有能量損失，故線框最終將在有界磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故D正確。
故選：D。
非選擇題：
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。
(1)畫出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖像。
(2)判斷線框中有無(wú)感應(yīng)電流。若有，請(qǐng)判斷出感應(yīng)電流的方向；若無(wú)，請(qǐng)說(shuō)明理由。
【答案】(1)見(jiàn)解析圖 (2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?；線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，無(wú)感應(yīng)電流，理由見(jiàn)解析；線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?br>【解析】線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段(只有ab邊在磁場(chǎng)中)、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中)、離開(kāi)磁場(chǎng)階段(只有cd邊在磁場(chǎng)中)。
(1)①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0～ eq \f(l,v) ，線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正比，S＝lvt，最后為Φ＝BS＝Bl2。
②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為 eq \f(l,v) ～ eq \f(2l,v) ，線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變。
③線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段：t為 eq \f(2l,v) ～ eq \f(3l,v) ，線框磁通量線性減小，最后為零。
磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示：
(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?br>線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，穿過(guò)線框的磁通量保持不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。
線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線框的磁通量減少，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?br>

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