《2020屆高三物理一輪復習 第十章 第1講 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律課時作業(yè)(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020屆高三物理一輪復習 第十章 第1講 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律課時作業(yè)(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電磁感應現(xiàn)象 楞次定律
一、單項選擇題
1.在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中,能觀察到感應電流的是( )
A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化
B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化
C.將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化
D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化
解析:產(chǎn)生感應電流的條件為:閉合回路內磁通量發(fā)生變化.線圈繞在磁鐵上,磁通量未變,不會產(chǎn)生感應電流,A、B錯誤.往線圈中插入條形
2、磁鐵的瞬間,線圈中磁通量發(fā)生變化,此時線圈中將產(chǎn)生感應電流,但插入后磁通量不再變化,無感應電流,故到相鄰房間觀察時無示數(shù),C錯誤.在線圈通電或斷電的瞬間,磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應電流,D正確.
答案:D
2.(2017·高考江蘇卷)如圖所示,兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r.圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合,則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1
解析:兩個線圈的半徑雖然不同,但是線圈內的勻強磁場區(qū)域的半徑一樣,則穿過兩線圈的磁通量相同,故選項A正確.
答案:A
3.如圖所示裝置,在cdef區(qū)域內存在垂直紙面向
3、里的變化的勻強磁場,要求線圈a對桌面的壓力大于本身重力,則cdef內的磁感應強度隨時間變化的關系可能是( )
解析:若a對桌面的壓力大于本身重力,則b中的感應電流應增加,由I=N知增大,所以只有B圖正確.
答案:B
4.一個面積為S=4×10-2m2、匝數(shù)為n=100的正方形線圈,放在勻強磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示,t=0時刻磁場的方向垂直線圈平面向里,則下列判斷正確的是( )
A.t=1 s時線圈中的電流方向發(fā)生變化
B.0~2 s內線圈中磁通量的變化量為零
C.1~2 s內線圈中電流方向為順時針方向
D.在第3 s
4、末線圈中的感應電動勢等于零
解析:根據(jù)楞次定律可知,在0~2 s內,線圈中產(chǎn)生的感應電流為順時針方向,在2~4 s內產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針方向,感應電動勢大小均為E=n=nS,所以選項A、D錯誤,C正確;0~2 s內線圈中磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2-Φ1=2B0S=0.16 Wb,所以選項B錯誤.
答案:C
5.如圖所示,兩個閉合正方形線框A、B的中心重合,放在同一水平面內.當小線框A中通有不斷增大的順時針方向的電流時,對于線框B,下列說法中正確的是( )
A.有順時針方向的電流且有收縮的趨勢
B.有順時針方向的電流且有擴張的趨勢
C.有逆時針方向的電流且有收縮的趨勢
5、D.有逆時針方向的電流且有擴張的趨勢
解析:根據(jù)右手定則可得,線框A中電流的磁場向里且逐漸增大,根據(jù)楞次定律可得,線框B中感應電流的磁場的方向向外,感應電流的方向為逆時針方向,線框A外側與線框B內側處產(chǎn)生的磁場方向向外,由左手定則可知線框B有擴張的趨勢,故D正確.
答案:D
二、多項選擇題
6.兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中,在導軌上接觸良好的導體棒AB和CD可以自由滑動.當AB在外力F作用下向右運動時,下列說法中正確的是( )
A.導體棒CD內有電流通過,方向是D→C
B.導體棒CD內有電流通過,方向是C→D
C.磁場對導體棒CD的作用力向左
D.
6、磁場對導體棒AB的作用力向左
解析:導體棒AB切割磁感線,由右手定則可知回路中感應電流的方向是B→A→C→D→B,由左手定則知,磁場對導體棒CD的作用力向右,磁場對導體棒AB的作用力向左,故B、D正確.
答案:BD
7.如圖所示,矩形線框abcd由靜止開始運動,若使線框中產(chǎn)生感應電流,則線框的運動情況應該是( )
A.向右平動(ad邊還沒有進入磁場)
B.向上平動(ab邊還沒有離開磁場)
C.以bc邊為軸轉動(ad邊還沒有轉入磁場)
D.以ab邊為軸轉動(轉角不超過90°)
解析:選項A和D所描述的情況中,線框在磁場中的有效面積S均發(fā)生變化(A情況下S增大,D情況下S減小
7、),穿過線框的磁通量均改變,由產(chǎn)生感應電流的條件知線框中會產(chǎn)生感應電流.而選項B、C所描述的情況中,線框中的磁通量均不改變,不會產(chǎn)生感應電流,故A、D正確.
答案:AD
8.(2019·山東聊城模擬)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅動來實現(xiàn)的.電磁驅動原理如圖所示,當固定線圈上突然通過直流電流時,線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在固定線圈左側同一位置,先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),且電阻率ρ銅<ρ鋁.閉合開關S的瞬間( )
A.從左側看環(huán)中感應電流沿順時針方向
B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力
C.若將環(huán)放置在線圈右方,環(huán)將向左運動
8、
D.電池正負極調換后,金屬環(huán)不能向左彈射
解析:線圈中電流為右側流入,磁場方向為向左,在閉合開關的過程中,磁場變強,則由楞次定律可知,環(huán)中感應電流由左側看為順時針,選項A正確;由于銅環(huán)的電阻較小,故銅環(huán)中感應電流較大,故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)的,選項B正確;若將環(huán)放在線圈右方,根據(jù)楞次定律可得,環(huán)將向右運動,選項C錯誤;電池正負極調換后,金屬環(huán)受力仍向左,故仍將向左彈出,選項D錯誤.
答案:AB
[能力題組]
選擇題
9.如圖,兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中B為均勻帶負電絕緣環(huán),A為導體環(huán).當B繞環(huán)心轉動時,導體環(huán)A產(chǎn)生順時針電流且具有擴展趨勢,則B的轉動情況是(
9、 )
A.順時針加速轉動 B.順時針減速轉動
C.逆時針加速轉動 D.逆時針減速轉動
解析:由題可知,A中感應電流為順時針,由楞次定律可知,感應電流的內部磁場向里,由右手螺旋定則可知,引起感應電流的磁場可能為:向外增大或向里減?。粼艌鱿蛲?,則B中電流應為逆時針,由于B帶負電,故B應順時針轉動且轉速增大;若原磁場向里,則B中電流應為順時針,則B應逆時針轉動且轉速減??;又因為導體環(huán)A具有擴展趨勢,則B中電流應與A方向相反,即B應順時針轉動且轉速增大,A正確.
答案:A
10.如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直面內,環(huán)的圓心與兩導線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導線間
10、距.兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流.若( )
A.金屬環(huán)向上運動,則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向
B.金屬環(huán)向下運動,則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向
C.金屬環(huán)向左側直導線靠近,則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向
D.金屬環(huán)向右側直導線靠近,則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向
解析:根據(jù)楞次定律,當金屬圓環(huán)上、下移動時,穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,故沒有感應電流產(chǎn)生,故選項A、B錯誤;當金屬圓環(huán)向左移動時,則穿過圓環(huán)的磁場垂直紙面向外并且增強,根據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應電流方向為順時針,故選項C錯誤;當金屬圓環(huán)向右移動時,則穿過圓環(huán)的磁場垂直紙面向里并且增強,根
11、據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針,故選項D正確.
答案:D
11.(2019·湖南長沙模擬)自1932年磁單極子概念被狄拉克提出以來,不管是理論物理學家還是實驗物理學家都一直在努力尋找,但迄今仍然沒能找到它們存在的確鑿證據(jù).近年來,一些凝聚態(tài)物理學家找到了磁單極子存在的有力證據(jù),并通過磁單極子的集體激發(fā)行為解釋了一些新穎的物理現(xiàn)象,這使得磁單極子艱難的探索之路出現(xiàn)了一絲曙光.如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導線圈,則從上向下看,這個線圈中將出現(xiàn)( )
A.先是逆時針方向,然后是順時針方向的感應電流
B.先是順時針方向,然后是逆時針方向的感應電流
12、
C.逆時針方向的持續(xù)流動的感應電流
D.順時針方向的持續(xù)流動的感應電流
解析:N極磁單極子穿過超導線圈的過程中,當磁單極子靠近線圈時,穿過線圈的磁通量增加,且磁場方向從上向下,所以由楞次定律可知感應電流方向為逆時針;當磁單極子遠離線圈時,穿過線圈的磁通量減小,且磁場方向從下向上,所以由楞次定律可知感應電流方向為逆時針.因此線圈中產(chǎn)生的感應電流方向不變.由于超導線圈中沒有電阻,因此感應電流將長期維持下去,故A、B、D錯誤,C正確.
答案:C
12.如圖所示,Ⅰ和Ⅱ是一對異名磁極,ab為放在其間的金屬棒.a(chǎn)b和cd用導線連成一個閉合回路.當ab棒向右運動時,cd金屬棒受到向下的安培力.
13、下列說法正確的是( )
A.由此可知d端電勢高于c端電勢
B.由此可知Ⅰ是S極
C.由此可知Ⅰ是N極
D.當cd棒向下運動時,ab導線受到向左的安培力
解析:根據(jù)題意及左手定則可知,cd中電流的方向由c→d,c端電勢高于d端,A錯誤;ab中電流的方向由b→a,對ab應用右手定則可知Ⅰ是N極,Ⅱ是S極,B錯誤,C正確.當cd棒向下運動時,回路中會產(chǎn)生由d→c的電流,則ab中電流的方向由a→b,根據(jù)左手定則可知,ab受的安培力向右,D錯誤.
答案:C
13.(多選)如圖是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖,鐵芯上有兩個線圈A和B(構成電磁鐵),線圈A跟電源連接,線圈B的兩端接
14、在一起,構成一個閉合回路.下列說法正確的是( )
A.閉合開關S時,B中產(chǎn)生與圖示方向相同的感應電流
B.閉合開關S時,B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應電流
C.斷開開關S時,電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間
D.斷開開關S時,彈簧K立即將銜鐵D拉起
解析:由題意可知,閉合S后,線圈A中產(chǎn)生磁場,穿過線圈B的磁通量要增加,根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則可知,B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應電流,故A錯誤,B正確;斷開S,回路電流減小,鐵芯中磁場減小,由楞次定律及右手螺旋定則可知,線圈B產(chǎn)生圖示方向的電流,減緩磁場減小的趨勢,電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間,故C正確,D錯誤.
答案:BC
15、
14.(多選)如圖所示,通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈,線圈等距離排列,且與傳送帶以相同的速度勻速運動.為了檢測出個別未閉合的不合格線圈,讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于傳送帶運動方向,根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離,就能夠檢測出不合格線圈.通過觀察圖形,判斷下列說法正確的是( )
A.若線圈閉合,進入磁場時,線圈中感應電流方向從上向下看為逆時針
B.若線圈閉合,傳送帶以較大速度勻速運動時,磁場對線圈的作用力增大
C.從圖中可以看出,第2個線圈是不合格線圈
D.從圖中可以看出,第3個線圈是不合格線圈
解析:由楞次定律可知,若線圈閉合,進入磁場時,線圈中感應
16、電流方向從上向下看為順時針,A錯誤.若線圈閉合,傳送帶以較大速度勻速運動時,線圈通過磁場區(qū)域更快,由法拉第電磁感應定律可知,產(chǎn)生的感應電動勢更大,感應電流更大,安培力也更大,B正確.由圖知1、2、4、…線圈都發(fā)生了相對滑動,而第3個線圈沒有,故第3個線圈為不合格線圈,C錯誤,D正確.
答案:BD
15.(多選)如圖甲所示,等離子氣流由左邊連續(xù)以方向如圖所示的速度v0射入P1和P2兩金屬板間的勻強磁場中,ab直導線與P1、P2相連接,線圈A與直導線cd連接.線圈A內有如圖乙所示的變化磁場,且磁場B的正方向規(guī)定為向左,如圖甲所示.下列說法正確的是( )
A.0~1 s內ab、cd導線互相排斥
B.1~2 s內ab、cd導線互相排斥
C.2~3 s內ab、cd導線互相排斥
D.3~4 s內ab、cd導線互相排斥
解析:由題圖甲左側電路可以判斷ab中電流方向為由a到b;由右側電路及題圖乙可以判斷,0~2 s內cd中感應電流方向為由c到d,跟ab中的電流同向,因此ab、cd相互吸引,選項A、B錯誤.2~4 s內cd中感應電流方向為由d到c,跟ab中電流反向,因此ab、cd相互排斥,選項C、D正確.
答案:CD
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