届高考物理一轮复习第九单元磁场题组层级快练带电粒子在组合场中的运动专题新人教版2.doc

题组层级快练(四十六)一、选择题1如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用1和2表示穿过两环的磁通量；如图2所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，那么穿过两圆环的磁通量大小为A与B，那么有()A1>2A>BB12ABC12AB D无法比拟答案B解析只有S1内有磁场，由S1与S2构成的环内没有磁场，所以环1和2的磁通量是相等的，即12；根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一局部，B的面积小，抵消较小，那么磁通量较大，所以B>A.2(2022·广东二模)某实验小组用如下图的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定线圈时，通过电流计的感应电流的方向是()AaGbB先aGb，后bGaCbGaD先bGa，后aGb答案D解析当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且先增加后减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场先向上后向下，故感应电流先逆时针后顺时针(俯视)，故A、B、C三项错误，D项正确3现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如下图连接以下说法中正确的选项是()A开关闭合后，线圈A插入或拔出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A解析只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A项正确，B项错误；开关闭合后，只要滑片P滑动就会产生感应电流，故C、D两项错误4(2022·盐城模拟)1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他创造的圆盘发电机，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机图示是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙和丙分别与转动轴、铜盘边缘接触以下四幅图示中的图A、B中磁场方向与铜盘平行；图C、D中磁场方向与铜盘垂直，C图中磁场区域仅是甲、丙之间，D图中磁场区域仅是甲、乙之间从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻R上有电流且方向沿纸面向上的是()答案D解析AB项，当磁场的方向与铜盘平行时，铜盘内没有磁通量的变化，不能产生感应电流故A项错误，B项错误；C项，从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动时，由右手定那么可知，铜盘内感应电流的方向由乙流向甲，所以电阻R上的电流方向沿纸面向下故C项错误；D项，从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动时，由右手定那么可知，铜盘内感应电流的方向由甲流向乙，所以电阻R上的电流方向沿纸面向上故D项正确5朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，那么钢窗活动的一条边中(西边)()A有自下而上的微弱电流B有自上而下的微弱电流C有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上D有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下答案A解析当窗框转过90°时，平面与磁场平行时，没有磁感线穿过线框平面，穿过环面的磁通量为0.因钢窗朝南，根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，产生的感应电流的方向为逆时针，故A项正确6.如下图，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将()A向左运动 B向右运动C静止不动 D无法判断答案B解析在图示位置时，导轨回路的磁通量为零，条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，磁通量增大，穿过闭合回路的磁通量可以用穿过回路的磁感线的净条数来表示，穿过回路的磁感线净条数等于条形磁铁内部穿过回路的条数与从磁铁外部穿过回路的条数之差，从磁铁外部穿过该回路的磁感线条数越多，穿过该回路的磁通量越小；在磁铁转动过程中，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，为了阻碍磁通量的增大，金属棒ab向右运动，增大回路的面积，从而阻碍磁通量的增大故B项正确7(多项选择)如下图，铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源相连，LED(发光二极管，具有单向导电性)M和N并联后接在线圈B两端图中所有元件均正常，那么()AS闭合瞬间，A中有感应电动势BS断开瞬间，A中有感应电动势CS闭合瞬间，M亮一下，N不亮DS断开瞬间，M和N二者均不亮答案ABC解析闭合开关的瞬间，穿过线圈A的磁通量增加，线圈A中将产生自感电动势，故A项正确开关断开的瞬间，穿过线圈A的磁通量减小，线圈A中将产生自感电动势，故B项正确闭合开关的瞬间，穿过线圈A的磁通量增加，根据安培定那么可知，A中产生的磁场的方向向上，穿过B的磁通量向上增大时，根据楞次定律可知，B中感应电流的磁场的方向向下，根据安培定那么可知B中感应电流的方向向下，所以线圈下端的电势高，电流能通过二极管M，不能通过二极管N，故C项正确结合C的分析可知，S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量减小，产生感应电流的方向与C中感应电流的方向相反，所以感应电流能通过二极管N，不能通过二极管M，故D项错误8(2022·深圳模拟)如图甲所示，金属圆环在垂直于环面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t按正弦规律变化，如图乙所示磁场方向垂直于环面向里为正方向，那么以下说法正确的选项是()A0t2时间内，环中感应电动势先增大后减小Bt1t3时间内，环中感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针C0t4时间内，金属圆环出现两次收缩趋势，两次扩张趋势Dt2t4时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小答案C解析0t2时间内，磁感应强度的变化先变小后变大，根据法拉第电磁感应定律可知，环中的感应电动势先减小后增大，故A项错误；B项，根据楞次定律，t1t3时间内，环中感应电流方向一直沿顺时针方向，故B项错误；C项，当磁感应强度增大时，根据楞次定律可知，金属环有收缩的趋势，当磁感应强度减小时，金属环有扩张趋势，从图像可以看出，0t4时间内，金属环出现两次收缩趋势，两次扩张趋势，故C项正确；D项，由于t1、t2两个时刻，磁感应强度为零，因此环上某一段受到的安培力为零，在t3时刻，感应电动势为零，感应电流为零，因此环上某一段受到的安培力也为零，因此t2t4时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小，再变大然后再变小，故D项错误9(2022·泰州一模)如下图，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab和cd的运动情况是()A一起向左运动 B一起向右运动C相向运动，相互靠近 D相背运动，相互远离答案D解析根据右手螺旋定那么知，直流电流下方的磁场方向垂直纸面向里，电流减小时，磁场减弱，根据楞次定律得，回路中的感应电流为acdb，根据左手定那么知，ab所受安培力方向向左，cd所受安培力向右，即ab和cd相背运动，相互远离，故D项正确，A、B、C三项错误，应选D项10(2022·南宁二模)(多项选择)如下图，在两根竖直放置的平行长直导线M、N中，通过同方向同强度的恒定电流，圆形导线框在图示位置，线框和两导线在同一竖直平面(纸面)内以下说法正确的选项是()A假设线框从图示位置由静止释放，那么线框做直线运动B假设线框从图示位置由静止释放，那么线框做曲线运动C假设线框沿着水平方向，自右向左在两导线间匀速移动，那么线框中感应电流沿逆时针方向D假设线框沿着水平方向，自右向左在两导线间匀速移动，那么线框中感应电流先沿逆时针、后沿顺时针方向答案AC解析线框从图示位置由静止释放时，由于下落过程中磁通量不变，故没有感应电流，故线框不受安培力，线框将做直线运动，故A项正确，B项错误；当导线框位于中线OO右侧运动时，磁场向外，磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针；当导线框经过中线OO，磁场方向先向外，后向里，磁通量先减小，后增加，根据楞次定律，可知感应电流方向为逆时针当导线框位于中线OO左侧运动时，磁场向里，磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，故C项正确，D项错误11.如下图，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连当圆盘a转动时()A圆盘b总是与a沿相同方向转动B圆盘b总是与a沿相反方向转动C假设B1、B2同向，那么a、b转向相同D假设B1、B2反向，那么a、b转向相同答案D解析当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动但假设不知B1、B2的方向关系，那么b盘与a盘的转向关系将无法确定故A、B两项错误设B1、B2同向且向上，a盘逆时针转动，那么由右手定那么可知a盘中的感应电流由aa，b盘受力将顺时针转动，故C项错误，同理可判定D项正确12.如下图，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO重合现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，那么()A金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大答案B解析使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，B项正确13.如下图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，那么PQ所做的运动可能是()A向右加速运动 B向左加速运动C向右减速运动 D向左减速运动答案BC解析MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由MNL1中感应电流的磁场方向向上；假设L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为QP且减小向右减速运动；假设L2中磁场方向向下增强PQ中电流为PQ且增大向左加速运动14(2022·上海)(多项选择)如图(a)，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时()A在t1t2时间内，L有收缩趋势B在t2t3时间内，L有扩张趋势C在t2t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流D在t3t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流答案AD解析据题意，在t1t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加，那么在导线框中产生顺时针方向大小增加的电流，该电流激发出增强的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，据结论“增缩减扩可以判定圆环有收缩趋势，故A项正确；在t2t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，故B、C两项错误；在t3t4时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减弱的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，D项正确15(多项选择)图甲中bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙，导体棒PQ始终静止，在0t1时间内()A导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向上B导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向下C导体棒PQ受到的摩擦力可能一直增大D导体棒PQ受到的摩擦力可能先减小后增大答案CD解析在0t1时间内，磁感应强度B先减小后反向增大，穿过PQca回路的磁通量先减小后反向增大，由楞次定律可知，当回路磁通量均匀减小时，产生恒定的感应电流，回路面积有扩大趋势，导体棒PQ受到的安培力沿轨道斜面向上，安培力的大小FABILIL(B0kt)，随磁感应强度B的减小而减小，导体棒PQ受到的静摩擦力在t0时假设沿斜面向下，那么静摩擦力随B的减小而减小；在t0时假设沿斜面向上，那么静摩擦力随B的减小而增大当磁感应强度B反向增大时，回路磁通量增大，回路面积有缩小的趋势，导体棒PQ受到的安培力沿斜面向下，且随磁感应强度B的增大而增大，导体棒PQ受到的静摩擦力FfmgsinBIL也随之增大因此安培力在磁感应强度B减小到0之前沿斜面向上，静摩擦力有可能沿斜面向上，也有可能沿斜面向下，之后沿斜面向下，A、B两项错误；而静摩擦力可能先减小后增大或者一直增大，C、D两项正确16(2022·郑州模拟)在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材如下图现已用导线连接了局部实验电路(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余局部电路；(2)实验时，将L1插入线圈L2中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是_ _.(3)(多项选择)某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是_A抽出线圈L1B插入软铁棒C使变阻器滑片P左移 D断开开关答案(1)如图；(2)闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流；(3)BC解析(1)本实验中L1与电源相连，通过调节滑动变阻器使L2中的磁通量发生变化，从而使L2产生电磁感应现象，故L2应与检流计相连；如答案图所示(2)指针发生偏转说明电路中有电流产生，产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化；故结论为：闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流(3)感应电流的方向与原电流方向相反，那么它们的磁场也一定相反，由楞次定律可知，原磁场应增强，故可以参加铁芯或使变阻器滑片P左移