备考2022年高考物理高频集训专题32 楞次定律（原卷版）

备考2022年高考物理复习考点集训专题32楞次定律一、单选题（本大题共11小题）1.如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向．要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为(    )A.B.C.D.2.如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，t=0时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积S=0.1 m2，电阻R=1 Ω。在0～2 s时间内，下列说法正确的是(    )A.线圈中的感应电流在1 s时方向转换B.线圈中的感应电动势大小为0.5 VC.线圈中产生的焦耳热为0.05 JD.通过线圈横截面的电荷量为0.1 C3.如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(    )A.同时增大B1减小B2B.同时减小B1增大B2C.同时以相同的变化率增大B1和B2D.同时以相同的变化率减小B1和B2 1.如图，间距均为L的平行虚线M、N、R间存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．纸面内有一等腰直角三角形导线框abc，长为L的bc边与虚线M垂直．现让线框沿bc方向以速度v匀速穿过磁场区域，从c点经过虚线M开始计时，线框中电功率P与时间t的关系正确的是(    )A. B.C.D.2.有两个匀强磁场区域，宽度都为L，磁感应强度大小都是B，方向如图所示．由均匀导线制成单匝正方形闭合线框，边长为L.闭合线框从左向右匀速穿过与线框平面垂直的两个匀强磁场区域，规定感应电流逆时针方向为正方向，则线框从位置I运动到位置II的过程中感应电流i随时间t变化的图象正确的是(    )A.B.C.D.3.如图所示，光滑绝缘的水平面上，有一长直导线与新月形金属导线框，直导线固定，导线框可以在水平面上自由移动。开始导线框的对称轴MN与直导线垂直。t=0时给直导线通交变电流i=Isin2πTt，规定图示方向为电流正方向。下列关于导线框的说法中正确的是(   ) A.在0−T4时间内导线框中产生顺时针方向的感应电流B.在T4−T2时间内导线框有面积缩小的趋势C.在t=3T4时导线框受到的安培力最大D.导线框将沿MN方向向右平动1.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是(    )A.当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点C.当金属棒ab向右加速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点D.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点2.如图所示．两平行光滑金属导轨MN、PQ竖直放置，导轨间距为L，MP间接有一电阻R.导轨平面内ABCD区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，AB、CD水平，两者间高度为h，现有一电阻也为R，质量为m的水平导体棒沿着导轨平面从AB边以速v0向上进入磁场，当导体棒动到CD边时速度恰好为零，运动中．导体棒始终与导轨接触，空气阻力和导轨电阻均不计，则(    )A.导体棒刚进入磁场时，电阻R两端的电压为BLv0B.导体棒刚进入磁场时，电阻R上电流方向为从P流向MC.导体棒通过磁场区域过程中电阻R上产生的热量Q=12mv02−mgℎD.导体棒通过磁场区域的时间t=v0g−B2L2ℎ2mgR3.如图所示，金属棒ab放置于倾角为θ的粗糙金属导体框架PQMN上，框架下端接有一电阻R，整个空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向可调节。从某一时刻开始，将磁场方向从水平向左顺时针缓慢调至竖直向上，金属棒ab棒始终保持静止。则在此过程中(    ) A.穿过回路的磁通量先增大后减小B.流过电阻R的感应电流方向始终由M到NC.金属棒ab所受的安培力方向始终不变D.金属棒ab所受的安培力大小始终不变1.如图所示，正三角形ABC区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直其面向里的匀强磁场，三角形导线框abc从A点沿AB方向以速度v匀速穿过磁场区域。已知AB=2L，ab=L，∠b=90°，∠c=30°，线框abc三边阻值均为R，ab边与AB边始终在一直线上。则在线框穿过磁场的整个过程中，下列说法正确的是(    )A.感应电流始终沿逆时针方向B.感应电流一直增大C.通过线框某截面的电荷量为3BL26RD.c、b两点的最大电势差为23BLv32.如图所示，导体直导轨OM和PN平行且OM与x轴重合，两导轨间距为d，两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y轴方向的宽度按y=d|sin π2dx|的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP开始始终垂直导轨沿x轴正方向以速度v做匀速运动，规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uab−x图象可能正确的是(   ) A.B.C.D.二、多选题（本大题共3小题）1.两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。下列说法正确的是(    )A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N2.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界的v−t图象，图中数据均为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(    ) A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B.磁场的磁感应强度为1v1t2−t1mgRv1C.金属线框在0～t3的时间内所产生的热量为mgv1(t2−t1)D.MN和PQ之间的距离为v2(t2−t1)1.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R.在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v−t图象，图中数据均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(    )A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B.磁场的磁感应强度为1V1(t2−t1)mgRV1C.金属线框在0一t3的时间内所产生的热量为mgv1(t2−t1)D.MN和PQ之间的距离为v1(t2−t1)三、计算题（本大题共3小题）2.如图所示斜面的倾角θ=37°，一个匝数n=10匝，边长L=0.1 m的正方形线框abcd被固定在斜面上(固定装置图中未画出)，e、f分别为ab与dc的中点．在ebcf区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场，从t=0时起，撤去固定线框的装置，磁场的磁感应强度按B=6+2t(T)的规律开始变化．已知线框质量m=0.2kg，总电阻r=1Ω，线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：(1)线框静止不动时线框中的感应电动势的大小和感应电流的方向； (2)经过多长时间线框开始滑动；(3)在线框保持不动的时间内，通过线框的电量．1.如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨PQ、MN，相距为L=0.5m，ef右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B的大小如图乙变化。开始时ab棒和cd棒锁定在导轨如图甲位置，ab棒与cd棒平行，ab棒离水平面高度为ℎ=0.2m，cd棒与ef之间的距离也为L，ab棒的质量为m1=0.2kg，有效电阻R1=0.05Ω，cd棒的质量为m2=0.1kg，有效电阻为R2=0.15Ω.(设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计)。在1s末解除对ab棒和cd棒的锁定。问：(1)0～1s时间段通过cd棒的电流大小与方向；(2)稳定后ab棒和cd棒将以相同的速度作匀速直线运动，试求这一速度；(3)从解除锁定到两棒以相同的速度作匀速运动，ab棒产生的热量为多少？(4)ab棒和cd棒速度相同时，它们之间的距离为多大？ 1.如图所示，在匝数N=100匝、截面积S=0.02 m2的多匝线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场B0，B0均匀变化。两相互平行、间距L=0.2 m的金属导轨固定在倾角为θ=30°的斜面上，线圈通过开关S与导轨相连。一质量m=0.02 kg、阻值R1=0.4 Ω的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的MN位置，M、N等高。一阻值R2=0.6 Ω的定值电阻连接在导轨底端。导轨所在区域存在垂直于斜面向上的磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场。金属导轨光滑且足够长，线圈与导轨的电阻忽略不计。重力加速度取g=10 m/s2.电子电荷量e=1.6×10−19C。(1)闭合开关S时，金属杆受到沿斜面向下的安培力为0.4 N，请判断流过MN的电流方向，并求出磁感应强度B0的变化率ΔB0Δt；(2)断开开关S，解除对金属杆的锁定，从MN处由静止释放，经过t=0.5 s，金属杆下滑x=0.60 m，求此时金属杆的速度v；(3)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的部分)的碰撞，请建立合适的自由电子运动模型，求出第(2)问情境中，当金属杆最终匀速下滑时，金属杆中金属离子对一个自由电子沿杆方向的平均阻力Ff的大小。