2020年高考物理《右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律》专项练习及答案解析
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1、高考物理高考物理右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律专项练习专项练习 1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(左)匀速运动到位置 2(右),则( ) A导线框进入磁场时,感应电流方向为abcda B导线框离开磁场时,感应电流方向为adcba C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】 D 【解析】线框进入磁场时,磁通量增大,因此感应电流形成的磁场方向垂直纸面向里,由右手螺旋定则可 知感应电流方向为adcba,此时,只有线框的cd边受到安
2、培力作用,根据左手定则可知,安培力 方向水平向左,故 A 错误,D 正确。线框离开磁场时,磁通量减小,因此感应电流形成的磁场方向向外,由 右手螺旋定则可知感应电流方向为abcda,此时,只有线框的ab边受到安培力作用,根据左手定 则可知,安培力方向水平向左,故 B、C 错误。 2.(多选)如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,ab直导线与M、N 相连接,直导线cd与线圈A在同一回路中,线圈A内有如图乙所示变化的磁场,且在同一回路中规定向左 为磁感应强度B的正方向,则下列叙述正确的是( ) A01 s 内ab、cd导线互相排斥 B12 s 内ab、cd导线互相吸
3、引 C23 s 内ab、cd导线互相吸引 D34 s 内ab、cd导线互相排斥 【答案】 BD 【解析】 根据左手定则,可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转,负离子向下极板N偏转,所以 ab中电流方向是由a流向b。在 02 s 内,线圈A内磁感应强度方向向左,磁感应强度增大,则磁通量向 左增大,由楞次定律可知感应电流的方向是由c流向d,根据ab、cd中电流的方向关系,可知两导线相互 吸引,A 错误,B 正确;在 24 s 内,线圈A内磁感应强度方向向左,磁感应强度减小,磁通量向左减小, 由楞次定律可知感应电流的方向是由d流向c,根据ab、cd中电流的方向关系,可知两导线相互排斥,C 错误,
4、D 正确。 3.如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入MN极板间,突然发现电子向M板偏转,若不考虑 磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是( ) A开关 S 闭合瞬间 B开关 S 由闭合后断开瞬间 C开关 S 是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动 D开关 S 是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动 【答案】 AD 【解析】电子向M板偏转,说明电子受到向左的电场力,两金属板间的电场由M指向N,M板电势高,N板 电势低,这说明与两金属板相连的线圈产生的感应电动势:左端电势高,与N板相连的右端电势低。开关 S 闭合瞬间,由安培定则可知,穿过线圈的磁通量向右增加,由楞次定律知在右侧线
5、圈中感应电流的磁场方 向向左,产生左正右负的电动势,电子向M板偏转,A 正确;开关 S 由闭合后断开瞬间,穿过线圈的磁通量 减少,由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动势,电子向N板偏转,B 错误;开关 S 是闭合的,变 阻器滑片P向右迅速滑动,变阻器接入电路的电阻增大,电流减小,穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律 知在右侧线圈中产生左负右正的电动势,电子向N板偏转,C 错误;开关 S 是闭合的,变阻器滑片P向左迅 速滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律知在右侧线圈 中感应出左正右负的电动势,电子向M板偏转,D 正确。 4.用一根横截面积为S、电阻率
6、为的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。如图所 示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图所示,磁感应强度大小随时间的变 化率B tk(k0)。则( ) A圆环中产生顺时针方向的感应电流 B圆环具有扩张且向右运动的趋势 C圆环中感应电流的大小为|k|rS 2 D图中a、b两点间的电势差大小Uab 1 4kr 2 【答案】AD 【解析】由于磁场的磁感应强度均匀减小,由楞次定律知产生顺时针方向的感应电流,A 正确;由左手定则 可判断线圈受力向左,有向左运动的趋势,B 错误;由法拉第电磁感应定律知EB t 1 2r 21 2|k|r 2, 感应电流I E 2r
7、 S |k|r 2S 22r |k|rS 4 ,C 错误;Uab1 2E 1 4kr 2 ,D 正确。 5用相同导线绕制的边长为L或 2L的四个闭合导线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。 在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是( ) AUaUbUcUd BUaUbUdUc CUaUbUcUd DUbUaUdUc 【答案】 B 【解析】MN两端电压为路端电压,Ua3 4BLv,U b5 6BLv,U c3 4B2Lv 3 2BLv,U d4 6B2Lv 4 3BLv,故 选 B。 6.在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不
8、计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的 导体横杆。 有匀强磁场垂直于导轨平面。 若用I1和I2分别表示图中相应处导线中的电流, 则当横杆AB( ) A匀速滑动时,I10,I20 B匀速滑动时,I10,I20 C加速滑动时,I10,I20 D加速滑动时,I10,I20 【答案】 D 【解析】 导体杆水平运动时产生感应电动势,对整个电路,可把AB杆看做电源,等效电路如右图所示。 当杆匀速滑动时,电动势E不变,故I10,I20。当杆加速运动时,电动势E不断变大,电容器不断充电, 故I10,I20。 7.如图所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两条平行的金属导轨,而ab、cd为串接有电流表
9、和电压表的两根金 属棒,当两棒以相同速度向右运动时,下列说法中正确的是( ) A电压表有读数,电流表有读数 B电压表无读数,电流表无读数 C电压表有读数,电流表无读数 D电压表无读数,电流表有读数 【答案】 B 【解析】 两棒以相同的速度向右运动,回路abcd的磁通量保持不变,所以回路中没有感应电流,故两表 均无读数。B 正确。 8.(多选)如图所示是圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘 的边缘接触。匀强磁场方向如图所示,若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路的总电阻为R, 从左往右看,铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则( ) A由于穿过铜盘的
10、磁通量不变,故回路中无感应电流 B回路中感应电流大小不变,为BL 2 2R C回路中感应电流方向不变,为CDRC D回路中有周期性变化的感应电流 【答案】 BC 【解析】 铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动时,铜盘切割磁感线产生感应电动势,回路中有感应电 流,A 错误;回路中感应电流IE R BL 2 2R ,由右手定则可判断出感应电流方向为CDRC,B、C 正确, D 错误。 9.如图所示,横截面面积为 0.2 m 2的 100 匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应 强度随时间变化的规律为B(20.2t) T(t的单位为 s),定值电阻R16 ,线圈电阻R24 ,则a、 b
11、两点间电压U为( ) A2.4 V B0.024 V C4 V D1.6 V 【答案】 A 【解析】线圈中感应电动势En t nB tS4 V,感应电流 I E R1R20.4 A,a、b 两点间电压即路 端电压,所以UIR12.4 V,A 正确。 10.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abcda B导线框离开磁场时,感应电流方向为adcba C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】 : D 【解析: 导线
12、框进入磁场时,cd边切割磁感线,由右手定则可知,电流方向为adcba,这时由 左手定则可判断cd边受到的安培力方向水平向左,A 错,D 对;在导线框离开磁场时,ab边处于磁场中且 在做切割磁感线运动,同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为abcda,这时安培力的方 向仍然水平向左,B、C 错。 11.如图,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】 : C 【解析】 :
13、条形磁铁穿过圆环的过程中,圆环中的磁通量先向上增加,后向上减少,根据楞次定律:增反 减同,感应电流产生的磁场方向先向下再向上,结合安培定则,产生的感应电流的方向先顺时针再逆时针, 故选 C。 12.(多选)(2018云南昆明调研)如图所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环,电路接通瞬间,下列 说法正确的是( ) A从左往右看,铜环中有逆时针方向感应电流 B从左往右看,铜环中有顺时针方向感应电流 C铜环有收缩趋势 D铜环有扩张趋势 【答案】 : BC 【解析】 : 电路接通瞬间,螺线管中电流从无到有,螺线管内部产生向左的磁场,铜环中磁通量增大,产 生感应电流,由楞次定律可判断出从左往右看,铜环
14、中有顺时针方向感应电流,铜环有收缩趋势,选项 A、 D 错误,B、C 正确。 13.中国第二艘航空母舰完全由我国自主开展设计,由大连进行建造,于 2017 年下水。由于地磁场的存在, 航空母舰的舰载机在一定高度水平飞行时,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端之间会有一定的电势差, 则从飞行员的角度看,机翼左端的电势比右端的电势( ) A低 B高 C相等 D以上情况都有可能 【答案】 : B 【解析】 : 北半球的地磁场的竖直分量向下,由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行,由飞行员的角 度看均为机翼左侧电势较高。 14.如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场
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